Niektóre z reakcji chemicznych zachodzących w atmosferze na skutek obecności smogu i ozonu zachodzą również w domu podczas sprzątania. Badacz z College Drexel przyjrzał się bliżej tym reakcjom, które obejmują związek organiczny nazywany limonen. Zapewnia on przyjemny zapach środków czyszczących i odświeżaczy powietrza. Badania pomogą ustalić, jakie produkty uboczne wytwarzają te pachnące związki dodane do powietrza, gdy używamy ich, aby usunąć bakterie i nieprzyjemne zapachy.
Rys. 1 Wzór strukturalny limonenu, monoterpenu mającego zastosowanie w leczeniu onkologicznym
Wtórne aerozole organiczne (SOA) są tworzone, kiedy mikroskopijne cząsteczki ozonu wchodzą w reakcję z lotnymi gazami organicznymi, takimi jak limonen – związek chemiczny o zapachu cytrusów, lub jego kuzyn – α-pinen, który stanowi część zapachu sosen. Na zewnątrz, ta reakcja zachodzi cały czas, limonen napędza powstawanie organicznego aerozolu obecnego w środowisku. W obszarach miejskich gęsto zaludnionych przyczynia się do powstawania widocznej mgiełki nazywanej smogiem.
Rys. 2 Limonen posiada dwa izomery optyczne: prawoskrętny ma zapach cytrynowy, lewoskrętny drzew iglastych
Duża ilość aerozoli, które w atmosferze ziemskiej występują naturalnie, jest produkowana na skutek industrializacji. Naukowcy wciąż starają się w pełni zrozumieć wpływ zwiększonego poziomu wtórnych aerozoli organicznych w powietrzu na zdrowie i środowisko, stąd przeprowadzają badania związane z narażeniem na aerozole w środowisku i zachorowalnością oraz śmiertelnością.
Kilku badaczy zainteresowało powstawanie SOA w naszych środowiskach zamkniętych. Doktor Michael Waring, adiunkt w Wyższej Szkole Inżynierii Uniwersytetu Drexel, analizuje tworzenie i zachowanie tych cząstek w pomieszczeniach.
Wtórne aerozole organiczne mogą pochodzić z reakcji ozonu z terpenami, które produkują zapachy kojarzące się nam ze środkami czystości, sosną, lawendą i pomarańczą. Limonen sprawia, że zapach terpenów jest pomarańczowy. Jest to bardzo popularny zapach środków czystości, więc warto wiedzieć, jak reaguje wewnątrz, szczególnie gdy ludzie używają go w dużych ilościach.
Pierwszym krokiem w kierunku zrozumienia skutków zdrowotnych jest ustalenie jak wiele mikroskopijnych cząstek SOA jest tworzone, podczas gdy produkty do czyszczenia domu i odświeżacze powietrza reagują z ozonem w pomieszczeniach. W badaniach opublikowanych niedawno w Environmental Science & Technology Waring opisuje rolę limonenu dającego środkom czyszczącym i odświeżaczom powietrza zapach pomarańczy i działającego jako rozpuszczalnik w tworzeniu wtórnych aerozoli organicznych.
W badaniu użyto komory ze specjalnie zaprojektowanym systemem, umożliwiającym reaktywne zachowanie powietrza w środowisku zamkniętym. Dodawanie limonenu do komory następowało w impulsach, w taki sam sposób w jaki jest on wprowadzany do pomieszczenia podczas rozpylania środka czyszczącego. Możliwe jest kontrolowanie ilość ozonu w komorze. Poprzez zmianę warunków, takich jak stężenie ozonu, terpenu czy cyrkulacji powietrza można było ustalić wpływ tych czynników na tworzenie SOA. Okazało się, że jednym z najbardziej przyczyniających się do powstawania SOA czynników, (w wyniku ozonolizy limonenu) był współczynnik wymiany powietrza, ponieważ niektóre reakcje chemiczne, prowadzące do powstawania SOA, trwają dłużej niż inne. Jeśli powietrze jest wymieniane przed zajściem tych reakcji, wtedy produkcja SOA jest niższa.
Testowano 18 przypadków i obliczono zakres powstawania szczytowej ilości wtórnych aerozoli organicznych, podczas wprowadzania typowych stężeń limonenu do środowiska bogatego w ozon oraz z wymienianym powietrzem. Stężenie wtórnych aerozoli organicznych wahało się od 5 do 100 µg/m3. Dla porównania standardowa ilość drobnego aerozolu w powietrzu wg Agencji Ochrony Środowiska (EPA) wynosi 12 µg/m3. Badania te są potrzebne, aby zrozumieć wpływ SOA na ludzi, zwłaszcza mających częsty kontakt ze środkami czystości, np. osób sprzątających.
- Somayeh Youssefi, Michael S. Waring (2014).Transient Secondary Organic Aerosol Formation from Limonene Ozonolysis in Indoor Environments: Impacts of Air Exchange Rates and Initial Concentration Ratios. Environmental Science & Technology 48 (14): 7899 DOI:10.1021/es5009906
- http://www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141029141245.htm
Opracowała: Kinga Cholewińska
Korekta: Maciej Bielak-Wolanin
