Использование аромасвечей, освежителей воздуха и приготовление пищи на газе оказалось опасным для здоровья

Ароматизированные продукты и приготовление пищи на газе в помещении способствуют образованию опасных наноразмерных загрязняющих веществ, которые могут негативно сказаться на здоровье. Ученые из Университета Пердью акцентируют внимание на важности повышения осведомленности о качестве воздуха и необходимости его контроля.

Исследования инженеров Университета Пердью показали, что использование освежителей воздуха, восковых свечей, чистящих средств и дезодорантов в помещениях может быстро привести к накоплению наночастиц в воздухе. Эти частицы достаточно малы, чтобы проникать глубоко в легкие.

Наночастицы возникают при взаимодействии ароматических соединений с озоном, который проникает в здания через вентиляцию. Этот процесс запускает химические реакции и создает новые загрязнители. Нусрат Юнг, доцент Школы гражданского и строительного проектирования Лайлса в Университете Пердью, отмечает, что при попытке воссоздать, какой-либо аромат в своем доме с помощью химически насыщенных чистящих средств и ароматизаторов, создается большое количество вредных веществ в воздухе, которыми дышать не следует.

Наночастицы, которые имеют размер всего в несколько нанометров, могут глубоко проникать в дыхательную систему и распространяться по другим органам. Юнг и ее коллега, профессор гражданского строительства Брэндон Бур, начали исследование, чтобы понять, как такие частицы образуются в воздухе внутри помещений и как это отличается от того, что происходит на улице.

Профессор Бур, работающий в Университете Пердью, объяснил, что для того, чтобы понять, как частицы появляются в помещениях, нужно измерять даже самые крошечные наночастицы, вплоть до одного нанометра. На этом уровне можно увидеть, как начинаются формироваться новые частицы. В воздухе различные ароматы взаимодействуют с озоном, образуя маленькие молекулы, которые затем быстро меняются, увеличиваются в размерах и становятся частью воздуха.

Для своего исследования Юнг и Бур создали специальное «домашнее лабораторное пространство» для изучения качества воздуха в помещениях. Используя специальные современные приборы, они проанализировали, как обычные бытовые продукты выделяют химические вещества и образуют мелкие частицы, которые могут влиять на здоровье людей.

Лаборатория Purdue Zero Energy Design Guidance for Engineers, известная как «Крошечный дом», представляет собой уникальную исследовательскую площадку. Этот дом по своим характеристикам похож на обычное жилье, но он оборудован многочисленными датчиками, которые позволяют внимательно отслеживать, как повседневные действия влияют на качество воздуха в помещениях. Проектирование этой лаборатории было возглавлено Юнг, которая была построена в 2020 году как первая в своем роде.

В результате такого мониторинга Юнг и Бур пришли к выводу, что многие обычные бытовые предметы, которые используются каждый день, могут оказаться не такими безопасными для здоровья, как считалось ранее.

Исследования показывают, что распыление ароматизаторов в помещениях приводит к реакции с озоном, в результате которой образуются опасные наночастицы. Эти наночастицы могут достигать высоких концентраций, угрожая здоровью дыхательных путей. Ученые Юнг и Бур подчеркивают необходимость дальнейшего изучения влияния сильно пахнущих химических продуктов на качество воздуха в помещениях. Они считают, что ароматизированные продукты не являются простыми источниками запахов, а активно изменяют химический состав воздуха, что может иметь серьезные последствия для здоровья. Эта информация должна учитываться при проектировании и эксплуатации зданий, а также систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для снижения потенциального вреда.

Недавнее исследование показало, что ароматизированные восковые свечи, которые часто позиционируются как нетоксичные благодаря отсутствию открытого пламени, на самом деле загрязняют воздух в помещениях не меньше, чем традиционные свечи. В процессе горения или плавления эти ароматические воски и подобные продукты выделяют терпены — химические соединения, которые придают им запах. Поскольку ароматизированные воски содержат более высокие концентрации ароматических масел по сравнению с обычными свечами, они освобождают в воздух больше терпенов.

Терпены, содержащиеся в ароматизаторах, быстро взаимодействуют с озоном, что приводит к образованию значительного количества наночастиц. Таким образом, загрязнение от расплавленного воска сопоставимо с загрязнением от свечей, несмотря на отсутствие процесса горения.

В другом исследовании Юнг и Бур обнаружили, что такие устройства, как диффузоры эфирных масел, дезинфицирующие средства, освежители воздуха и другие распыляемые ароматизаторы, также производят значительное количество наночастиц.

Кроме того, исследование под руководством Бура показало, что газовые плиты при приготовлении пищи также выделяют огромное количество наночастиц. На один кг топлива приходится 10 квадриллионов частиц размером менее 3 нанометров, что сопоставимо или даже превышает выбросы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. В таких случаях количество частиц, которые вдыхает человек при использовании газовой плиты дома, в 10–100 раз превышает количество, выбрасываемое автомобилем на улице.

Тем не менее ароматизированные химические продукты превышают выбросы газовых плит и автомобильных двигателей по количеству образующихся наночастиц размером менее 3 нанометров, известных как нанокластерные аэрозоли. Всего за 20 мин. воздействия таких продуктов в легкие может попасть от 100 млрд до 10 трлн частиц.

Чтобы глубже понять химические выбросы и образование наночастиц в помещениях, Юнг и Бур сотрудничают с отраслевыми партнерами для тестирования новых приборов измерения качества воздуха. Эта лаборатория привлекает компании, так как она предоставляет более реалистичную среду по сравнению с классическими камерами, обычно используемыми в исследованиях и разработке новых продуктов.

«Когда компании видят, что в Университете Пердью проводятся исследования на высоком уровне, они стремятся участвовать в них, — отметила Юнг. — Если у них есть инновационный продукт, они хотят, чтобы эксперты помогли ему достичь наилучших результатов».

Одним из таких инструментов является прибор для измерения размера частиц (PSMPS), разработанный GRIMM AEROSOL TECHNIK, компанией DURAG GROUP, который способен отслеживать образование наночастиц размером всего в один нанометр с самого момента их появления.

Обладая высокоразрешающим методом сбора данных о скорости формирования и роста новых частиц в помещениях Юнг и Буру представили прорывные исследования, в которых они сравнивают выбросы наночастиц внутри помещений и на открытом воздухе. Поскольку качество воздуха внутри зданий остается во многом нерегулируемым и изучается значительно реже, чем внешний воздух, эти сравнения имеют важное значение для понимания воздействия загрязняющих веществ и улучшения микроклимата в закрытых пространствах.

Кроме того, Юнг и Бур используют небольшую лабораторию на базе домашнего эксперимента, чтобы исследовать влияние различных повседневных домашних дел на качество воздуха, например, уход за волосами. Исследователи заметили, что определенные химические вещества, такие как циклические летучие метилсилоксаны, широко применяются в косметических средствах для волос, остаются в воздухе в значительно больших концентрациях как во время использования, так и после него. В результате одного сеанса ухода за волосами человек может вдохнуть от 1 до 17 мг. этих веществ.

До этого новаторский проект показал, что частицы, образующиеся в результате износа автомобильных покрышек, являются крупнейшим источником загрязнения нанопластиком в высокогорных Альпах. Опытные альпинисты объединились с учеными для сбора незагрязненных образцов, чтобы провести первую глобальную оценку нанопластика, который легко разносится по всему миру ветрами.