Чистый запах не всегда означает чистый воздух
Некоторые химические реакции, происходящие в атмосфере из-за смога и озона, фактически протекают и в вашем доме во время уборки. Исследователь из Инженерного колледжа Университета Дрекселя изучает эти реакции, в которых участвует органическое соединение — лимонен, придающее приятный запах чистящим средствам и освежителям воздуха. Его работа поможет определить, какие побочные продукты эти приятно пахнущие соединения добавляют в воздух, пока мы используем их для удаления микробов и запахов.
Вторичные органические аэрозоли (ВОА) — это микроскопические частицы, образующиеся при реакции озона с летучими органическими газами, такими как лимонен (химическое название запаха апельсинов) или его "родственник" α-пинен (часть запаха хвойных деревьев). На открытом воздухе эта реакция происходит постоянно и является движущей силой образования значительной части атмосферного органического аэрозоля. В густонаселенных городских районах, где может накапливаться достаточно взвешенных частиц, она способствует образованию видимого смога.
Хотя большая часть аэрозолей в атмосфере Земли имеет естественное происхождение (например, от взвешивания ветром или морских брызг), значительная доля образуется в результате индустриализации. Исследования связывают воздействие атмосферных аэрозолей в целом с негативными последствиями для здоровья и смертностью. Однако меньше ученых рассматривали образование ВОА в помещениях. Майкл Варинг, доцент Инженерного колледжа Университета Дрекселя, проводит самое детальное на сегодняшний день исследование формирования и поведения этих частиц в помещении.
Первый шаг к пониманию последствий для здоровья — выяснить, сколько микроскопических частиц ВОА образуется, когда бытовые чистящие средства и освежители воздуха вступают в реакцию с озоном в помещении. В исследовании, недавно опубликованном в Environmental Science & Technology, Варинг описывает роль лимонена в формировании вторичных органических аэрозолей. Для этого его команда использовала специальную камеру для тестирования воздуха, моделируя импульсное добавление лимонена (как при распылении средства) и контролируя уровень озона.
Меняя такие переменные, как скорость воздухообмена (сколько раз в час воздух в помещении заменяется наружным), а также концентрации терпенов и озона, группа смогла установить, как эти факторы влияют на образование ВОА. Этот подход уникален: большинство других лабораторий используют постоянный поток реагентов, тогда как команда Дрекселя более точно воссоздает реальные сценарии использования.
«Мы обнаружили, что одним из самых важных факторов, способствующих образованию ВОА в результате озонолиза лимонена, является скорость воздухообмена. Это связано с тем, что определенные химические реакции, формирующие ВОА, требуют больше времени. Если воздух успевает смениться до того, как эти реакции завершатся, то образование ВОА в помещении ослабевает», — пояснил Варинг.
Протестировав 18 различных сценариев, команда рассчитала диапазон пикового образования ВОА при типичных концентрациях лимонена в среде с высоким содержанием озона и разной скоростью воздухообмена. Полученная массовая концентрация вторичных органических аэрозолей составила примерно от 5 до 100 мкг/м³.
«Для справки: Национальный стандарт качества атмосферного воздуха Агентства по охране окружающей среды США (EPA) для мелкодисперсных аэрозолей составляет среднегодовые 12 мкг/м³. Наши выводы показывают достаточно значительный диапазон образования ВОА, чтобы оправдать более углубленные исследования в области общественного здравоохранения», — отметил Варинг. Эта работа особенно важна для оценки рисков для здоровья людей, интенсивно использующих чистящие средства, например, уборщиков.
Пока следующим шагом станет изучение влияния ВОА в помещении на здоровье, уже сейчас можно снизить уровень аэрозолей, используя средства без отдушек и открывая окна во время уборки. Хотя открытые окна впускают больше озона снаружи, снижение концентрации лимонена внутри и ослабление образования ВОА более чем компенсируют этот эффект.