Aducerea aromelor în casă, cu ajutorul produselor chimice, adică folosirea odorizantelor de aer, lumânărilor, produselor de curățat podele, deodorantelor și altele, umplu rapid aerul cu particule la scară nanometrică care sunt suficient de mici pentru a ajunge adânc în plămâni, au descoperit inginerii de la Universitatea Purdue în urma unor serii de studii extrem de surprinzătoare care demonstrează că aerul din casă poate fi mai poluat decât cel de afară, arată Science Daily.

Studiu: Aerul din casă poate fi mai poluat decât cel de afară din cauza produselor chimice pe care le folosim zi cu zi

Aceste nanoparticule se formează atunci când parfumurile interacționează cu ozonul, care intră în clădiri prin sistemele de ventilație, declanșând transformări chimice care creează noi poluanți în aer, scrie Science Daily.

„O pădure este un mediu imaculat, dar dacă folosiți produse de curățare și de aromaterapie pline de parfumuri fabricate chimic pentru a recrea o pădure în casa dumneavoastră, creați de fapt o cantitate enormă de poluare a aerului interior pe care nu ar trebui să o respirați”, a declarat Nusrat Jung, profesor asistent în cadrul Școlii Lyles de Inginerie Civilă și Construcții din Purdue.

Nanoparticulele de doar câțiva nanometri pot pătrunde adânc în sistemul respirator și se pot răspândi la alte organe. Jung și colegul său Brandon Boor, profesor de inginerie civilă, au fost primii care au studiat formarea particulelor în suspensie la scară nanometrică în interior și au comparat-o cu procesele atmosferice din exterior.

„Pentru a înțelege cum se formează particulele din aer în interior, trebuie să măsurăm cele mai mici nanoparticule – până la un singur nanometru. La această scară, putem observa primele etape ale formării de noi particule, în care parfumurile reacționează cu ozonul pentru a forma mici clustere moleculare. Aceste clustere evoluează apoi rapid, crescând și transformându-se în aerul din jurul nostru”, a declarat Boor, profesor asociat Dr. Margery E. Hoffman în inginerie civilă la Purdue.

Într-un „laborator de casă mică” – un spațiu de laborator rezidențial dedicat cercetării calității aerului interior – Jung și Boor folosesc cele mai recente instrumente de calitate a aerului dezvoltate de industrie pentru a urmări modul în care produsele de uz casnic emit substanțe chimice care se evaporă ușor, numite substanțe chimice volatile, și generează cele mai mici nanoparticule în suspensie.

Laborator special de casă mică

Denumită laboratorul Purdue zero Energy Design Guidance for Engineers (zEDGE), micuța casă are toate caracteristicile unei locuințe obișnuite, dar este echipată cu senzori pentru monitorizarea îndeaproape a impactului activităților zilnice asupra calității aerului dintr-o casă. Jung a condus proiectarea laboratorului, care a fost construit în 2020, fiind primul de acest gen.

Cu acest nivel fără precedent de detaliu și precizie, Jung și Boor au făcut descoperiri care sugerează că multe produse de uz casnic utilizate zilnic în interior ar putea să nu fie atât de sigure pe cât se presupunea anterior.

Chiar dacă încă nu s-a stabilit în ce măsură inhalarea substanțelor chimice volatile din aceste produse afectează sănătatea, cei doi au descoperit în mod repetat că, atunci când parfumurile sunt eliberate în interior, acestea reacționează rapid cu ozonul pentru a forma nanoparticule. Aceste nanoparticule nou formate sunt deosebit de îngrijorătoare deoarece pot atinge concentrații foarte mari, putând prezenta riscuri pentru sănătatea respiratorie.

Jung și Boor consideră că aceste constatări evidențiază necesitatea unor cercetări suplimentare privind formarea de nanoparticule în interior declanșată de produsele chimice puternic parfumate.

„Cercetarea noastră arată că produsele parfumate nu sunt doar surse pasive de arome plăcute – ele modifică în mod activ chimia aerului din interior, ducând la formarea de nanoparticule la concentrații care ar putea avea implicații semnificative asupra sănătății”, a declarat Jung. „Aceste procese ar trebui luate în considerare la proiectarea și exploatarea clădirilor și a sistemelor lor HVAC pentru a reduce expunerile noastre.”

Parfumurile plăcute ale produselor chimice creează poluarea aerului în interiorul casei

Într-o lucrare publicată recent, cei doi au descoperit că topiturile de ceară parfumate, prezentate de obicei ca fiind netoxice deoarece nu au flacără, poluează de fapt aerul din interior cel puțin la fel de mult ca lumânările.

Ceara topită și alte produse parfumate eliberează terpene, compușii chimici responsabili pentru mirosurile lor. Deoarece topiturile de ceară conțin o concentrație mai mare de uleiuri parfumate decât multe lumânări, acestea emit mai mulți terpene în aerul interior.

Terpenii din aceste produse reacționează rapid cu ozonul, declanșând formarea unor nanoparticule semnificative. De fapt, poluarea cu nanoparticule provenită de la topiturile de ceară rivalizează cu cea a lumânărilor, în ciuda absenței combustiei. Aceste constatări evidențiază necesitatea de a studia sursele de particule la scară nanometrică care nu provin din combustie, cum ar fi produsele chimice parfumate. Jung și Boor au constatat într-un alt studiu că difuzoarele de uleiuri esențiale, dezinfectanții, odorizantele de aer și alte spray-uri parfumate generează, de asemenea, un număr semnificativ de particule la scară nanometrică.

Nu doar produsele parfumate contribuie la poluare

Dar nu doar produsele parfumate contribuie la poluarea interioară cu nanoparticule: Un studiu condus de Boor a constatat că și gătitul la o sobă cu gaz emite nanoparticule în cantități mari.

Doar 1 kilogram de ulei pentru gătit emite 10 cvadrilioane de particule mai mici de 3 nanometri, ceea ce egalează sau depășește emisiile de la mașinile cu motoare cu ardere internă. În acest ritm, s-ar putea să inhalați de 10-100 de ori mai multe din aceste particule sub 3 nanometri dacă gătiți pe o sobă cu gaz în interior decât ați inhala din gazele de eșapament ale mașinilor în timp ce stați pe o stradă aglomerată.

Cu toate acestea, produsele chimice parfumate egalează sau depășesc sobele pe gaz și motoarele mașinilor în ceea ce privește generarea de nanoparticule mai mici de 3 nanometri, numite aerosoli nanocluștri. Între 100 de miliarde și 10 trilioane de astfel de particule s-ar putea depune în sistemul respirator în doar 20 de minute de la expunerea la produse parfumate.

Lucrări viitoare în singurul laborator de acest gen

Pentru a continua să învețe mai multe despre emisiile chimice și formarea nanoparticulelor în interior, Jung și Boor colaborează cu parteneri din industrie pentru a testa noi instrumente de măsurare a calității aerului în laboratorul de case mici de la Purdue înainte ca acestea să fie introduse pe piață. Companiile au fost atrase de acest laborator deoarece este un cadru mai realist decât mediile camerelor utilizate în mod obișnuit pentru cercetarea calității aerului din interior și dezvoltarea de noi produse.

„Atunci când companiile văd cercetări de nivel înalt provenind de la Purdue, doresc să facă parte din ele”, a spus Jung. „Și dacă au un produs inovator, vor ca experții să îl împingă la limitele sale.”

Unul dintre aceste instrumente este un amplificator de mărime a particulelor – scanning mobility particle sizer (PSMPS) dezvoltat de GRIMM AEROSOL TECHNIK, o companie DURAG GROUP. Cu ajutorul acestui instrument de ultimă generație, Jung și Boor pot măsura nanoparticule mici de un singur nanometru imediat ce acestea încep să se formeze.

Având o modalitate de a colecta date de înaltă rezoluție cu privire la rata de formare și creștere a particulelor noi în interior, cei doi au putut publica studii inovatoare care compară emisiile de particule la scară nanometrică între mediile atmosferice interioare și exterioare. Deoarece calitatea aerului din interior este în mare parte nereglementată și mai puțin studiată decât cea a aerului din exterior, aceste comparații sunt importante pentru înțelegerea expunerii la poluanți și pentru îmbunătățirea mediului interior.

Jung și Boor folosesc, de asemenea, laboratorul casei mici pentru a studia modul în care o serie de alte activități casnice de zi cu zi ar putea afecta calitatea aerului dintr-o locuință, cum ar fi rutina de îngrijire a părului.

Care sunt substanțele chimice periculoase

Jung și studenții săi au descoperit că mai multe substanțe chimice, în special metil siloxanii volatili ciclici – care sunt omniprezenți în produsele de îngrijire a părului – rămân în aer în cantități surprinzătoare în timpul și după utilizare. Într-o singură sesiune de îngrijire a părului la domiciliu, o persoană poate inhala o masă cumulată de 1-17 miligrame din aceste substanțe chimice.

Toxicologii vor trebui să se bazeze pe aceste studii pentru a afla exact cât de nociv ar putea fi inhalarea în interior a unor amestecuri complexe de substanțe chimice volatile și particule la scară nanometrică. Pe măsură ce cercetările lor continuă, Jung și Boor speră, de asemenea, că descoperirile lor vor îmbunătăți modul în care calitatea aerului din interior este monitorizată, controlată și reglementată.

„Calitatea aerului interior este adesea neglijată în proiectarea și gestionarea clădirilor în care trăim și muncim, deși are un impact direct asupra sănătății noastre în fiecare zi”, a declarat Boor. „Cu datele din laboratorul de case mici, ne propunem să reducem acest decalaj – transformând cercetarea fundamentală în soluții din lumea reală pentru medii interioare mai sănătoase pentru toată lumea.”

Cercetările lui Jung și Boor privind calitatea aerului sunt finanțate în mare parte de Fundația Națională pentru Știință, Agenția pentru Protecția Mediului din SUA și programul „Chemistry of Indoor Environments” al Fundației Alfred P. Sloan.