Wenn Sie durch einen Kiefernwald gehen, ist der frische, frische Duft eines der ersten Dinge, die Sie bemerken.
Aber mit Hilfe chemischer Produkte diesen Kiefernduft oder andere Aromen in Innenräumen – ja, Lufterfrischer, Wachsschmelzen, Bodenreiniger, Deodorants und andere – füllen die Luft schnell mit nanoskaligen Partikeln, die klein genug sind, um tief in Ihre Lunge zu gelangen Die Ingenieure der Purdue University haben in einer Reihe von Studien festgestellt.
Diese Nanopartikel bilden sich, wenn Duftstoffe mit Ozon interagieren, die durch Beatmungssysteme in Gebäude eintreten, wodurch chemische Transformationen ausgelöst werden, die neue Luftschadstoffe erzeugen.
„Ein Wald ist eine makellose Umgebung, aber wenn Sie Reinigungs- und Aromatherapieprodukte voller chemisch hergestellter Düfte verwenden, um einen Wald in Ihrem Haus nachzubilden, schaffen Sie tatsächlich eine enorme Menge an Luftverschmutzung in Innenräumen, die Sie nicht atmen sollten in „, sagte Nusrat Jung, Assistenzprofessor an Purdues Lyles School of Civil and Construction Engineering.
Nanopartikel nur wenige Nanometer können tief in das Atmungssystem eindringen und sich auf andere Organe ausbreiten. Jung und Professor für Bauingenieurwesen Brandon Boor waren die ersten, die nanoskale in der Luft befindliche Partikelbildung in Innenräumen untersucht und mit atmosphärischen Prozessen im Freien vergleichen.
„Um zu verstehen, wie sich in der Luft befindliche Partikel in Innenräumen bilden, müssen Sie die kleinsten Nanopartikel bis zu einem einzelnen Nanometer messen. In dieser Skala können wir die frühesten Stadien der neuen Partikelbildung beobachten, in denen Duftstoffe mit Ozon reagieren, um winzige molekulare Cluster zu bilden. Diese Cluster entwickeln sich dann schnell, wachsen und transformieren sich in der Luft um uns herum „, sagte Boor, Dr. Margery E. Hoffman Associate Professor für Bauingenieurwesen.
In einem „Tiny House Lab“-einem speziellen Wohnraum für Wohnlabor für die Luftqualität in der Innenräume-verwenden Jung und Boor die neuesten branchen entwickelten Luftqualitätsinstrumente, um zu verfolgen, wie Haushaltsprodukte Chemikalien ausgeben, die leicht verdampfen, volatile Chemikalien und namens Volatile Chemicals und Erzeugen Sie die kleinsten in der Luft befindlichen Nanopartikel.
Das winzige Haus als Purdue Zero Energy Design Guidance für Ingenieure (ZEDGE) -Labor ist alle Merkmale eines typischen Hauses vorhanden, ist jedoch mit Sensoren ausgestattet, um die Auswirkungen alltäglicher Aktivitäten auf die Luftqualität eines Hauses genau zu überwachen. Jung leitete das Design des Labors, das 2020 als erste seiner Art erbaut wurde.
Mit diesem beispiellosen Maß an Details und Genauigkeit haben Jung und Boor entdeckt, dass viele in Innenräume verwendete tägliche Haushaltsprodukte möglicherweise nicht so sicher sind, wie zuvor angenommen.
Obwohl noch nicht festgelegt werden muss, wie ein Atmen in flüchtigen Chemikalien aus diesen Produkten Ihre Gesundheit beeinflusst, haben die beiden wiederholt festgestellt, dass Duftstoffe, wenn sie drinnen freigesetzt werden, schnell mit Ozon reagieren, um Nanopartikel zu bilden. Diese neu gebildeten Nanopartikel sind besonders besorgniserregend, weil sie sehr hohe Konzentrationen erreichen können und möglicherweise Risiken für die Gesundheit der Atemwege eingehen.
Jung und Boor sind der Ansicht, dass diese Ergebnisse die Notwendigkeit weiterer Erforschung der Bildung von Nanopartikeln in Innenräumen hervorheben, die durch stark duftende chemische Produkte ausgelöst werden.
„Unsere Untersuchungen zeigen, dass duftende Produkte nicht nur passive Quellen für angenehme Düfte sind – sie verändern aktiv die Luftchemie in Innenräumen, was zur Bildung von Nanopartikeln in Konzentrationen führt, die erhebliche gesundheitliche Auswirkungen haben könnten“, sagte Jung. „Diese Prozesse sollten im Design und Betrieb von Gebäuden und ihren HLK -Systemen berücksichtigt werden, um unsere Expositionen zu reduzieren.“
Angenehme Düfte von chemischen Produkten erzeugen Luftverschmutzung in Ihrem Zuhause
In einem kürzlich veröffentlichten Papier stellte das Paar fest, dass duftende Wachsschmelzen, die normalerweise als ungiftig beworben wurden, weil sie flammfrei sind und die Innenluft tatsächlich mindestens genauso wie Kerzen verschmutzen.
Wachs schmilzt und andere duftende Produkte füllen Terpene frei, die chemischen Verbindungen, die für ihre Düfte verantwortlich sind. Da Wachsschmelzen eine höhere Konzentration von Duftölen enthalten als viele Kerzen, emittieren sie mehr Terpene in Innenluft.
Es sind die Terpene in diesen Produkten, die schnell mit Ozon reagieren und eine signifikante Bildung von Nanopartikeln auslösen. Tatsächlich schmilzt die Verschmutzung von Nanopartikeln aus Wachs die Konkurrenten trotz des Fehlens von Verbrennung. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, Nicht -Kombustionsquellen nanoskaliger Partikel wie duftende chemische Produkte zu untersuchen. Jung und Boor stellten in einer anderen Studie fest, dass ätherische Öldiffusoren, Desinfektionsmittel, Lufterfrischer und andere duftende Sprays auch eine signifikante Anzahl von nanoskaligen Partikeln erzeugen.
Es sind jedoch nicht nur duftende Produkte, die zur Verschmutzung von Nanopartikeln in Innenräumen beitragen: Eine von Boor geleitete Studie ergab, dass das Kochen auf einem Gasherd auch Nanopartikel in großen Mengen abgibt.
Nur 1 Kilogramm Kochbrennstoff emittiert 10 Grad -Milliarden -Partikel, die kleiner als 3 Nanometer sind, was übereinstimmt oder übertrifft, was von Autos mit Verbrennungsmotoren emittiert wird. Bei dieser Geschwindigkeit können Sie möglicherweise 10-100 Mal mehr dieser Sub-3-Nanometerpartikel aus dem Kochen auf einem Gasherd in Innenräumen einatmen, als Sie in einer belebten Straße standen würden.
Dennoch entsprechen duftende chemische Produkte Gasherde und Automotoren bei der Erzeugung von Nanopartikeln, die kleiner als 3 Nanometer sind, als Nanocluster -Aerosol bezeichnet. Zwischen 100 Milliarden und 10 Billionen dieser Partikel können sich innerhalb von nur 20 Minuten nach Duftprodukten in Ihrem Atmungssystem ablegen.
Zukünftige Arbeit im einzigen Labor seiner Art
Jung und Boor arbeiten weiter über chemische Emissionen und Nanopartikelbildung in Innenräumen und arbeiten mit Industriepartnern zusammen, um neue Luftqualitätsmessinstrumente in Purdues winzigem Hauslabor zu testen, bevor sie auf den Markt gebracht werden. Unternehmen wurden in dieses Labor angezogen, da es sich um eine realistischere Umgebung handelt als Kammerumgebungen, die in der Regel für die Forschung in der Luftqualität in Innenräumen verwendet werden und neue Produkte entwickeln.
„Wenn Unternehmen erstklassige Forschung aus Purdue sehen, wollen sie Teil davon sein“, sagte Jung. „Und wenn sie ein innovatives Produkt haben, möchten sie, dass Experten es an seine Grenzen bringen.“
Eines dieser Instrumente ist eine Partikelgröße -Vergrößerung – Scan -Mobilitätspartikel -Sizer (PSMPS), die von Grimm Aerosol Technik, einer Durag -Gruppenfirma, entwickelt wurde. Mit diesem modernen Instrument können Jung und Boor Nanopartikel so klein wie ein einzelner Nanometer messen, sobald sie sich bilden.
Die Möglichkeit, hochauflösende Daten zur Rate der neuen Partikelbildung und des Wachstums in Innenräumen zu sammeln, hat es dem Paar ermöglicht, bahnbrechende Studien zu veröffentlichen, in denen nanoskalige Partikelemissionen zwischen atmosphärischen Umgebungen in Innen- und Außenbereich verglichen werden. Da die Luftqualität in Innenräumen weitgehend unreguliert und weniger untersucht ist als im Freien, sind diese Vergleiche wichtig, um Schadstoffexpositionen zu verstehen und Innenumgebungen zu verbessern.
Jung und Boor nutzen auch das winzige Hauslabor, um zu untersuchen, wie sich eine Reihe anderer alltäglicher Haushaltsaktivitäten auf die Luftqualität eines Hauses auswirken könnte, z. B. Haarpflegeroutinen. Jung und ihre Schüler haben festgestellt, dass mehrere Chemikalien, insbesondere zyklische flüchtige Methylsiloxane – die in Haarpflegeprodukten allgegenwärtig sind – in überraschenden Mengen während und nach dem Gebrauch in der Luft verweilen. In einer einzigen Haarpflege zu Hause kann eine Person eine kumulative Masse von 1-17 Milligramm dieser Chemikalien einatmen.
Toxikologen müssen auf diesen Studien aufbauen, um genau herauszufinden, wie schädlich es sein könnte, komplexe Gemische von flüchtigen Chemikalien und nanoskaligen Partikeln in Innenräumen zu atmen. Im Laufe ihrer Forschung hoffen Jung und Boor auch, dass ihre Ergebnisse die Überwachung, Kontrolle und Regulierung der Innenraumluft verbessern.
„Die Luftqualität in der Innenräume wird häufig in der Gestaltung und Verwaltung der Gebäude übersehen, in denen wir leben und arbeiten, aber sie hat jeden Tag einen direkten Einfluss auf unsere Gesundheit“, sagte Boor. „Mit Daten aus dem winzigen Hauslabor wollen wir diese Lücke überbrücken und grundlegende Forschung in reale Lösungen für gesündere Innenumgebungen für alle verwandeln.“
Die Luftqualitätsforschung von Jung und Boor wird größtenteils von der National Science Foundation, der US Environmental Protection Agency und der Alfred P. Sloan Foundation Chemistry of Indoor Environments Program finanziert.
