Să inspirăm adânc? Nu înainte de a cerceta calitatea aerului din interior Understand article

Tradus de Mircea Băduţ. Studii recente dezvăluie modul în care emisiile din activitățile casnice zilnice poluează aerul pe care îl respirăm acasă.

În multe orașe din lume, calitatea aerului este astăzi monitorizată permanent și există legi care ajută la menținerea poluării aerului în limite acceptabile. În unele orașe mari, politici precum interzicerea mașinilor în zonele centrale contribuie la reducerea expunerii populaţiei la poluanți nocivi. Desigur, acest lucru este un mare progres, însă, atunci când considerăm că oamenii din țările dezvoltate petrec aproximativ 90% din timpul lor în interior, ne apare surprinzător că știm mai puțin despre calitatea aerului din interior decât despre cel din exterior. Dar în ultimii ani oamenii de știință au început să cerceteze mai în detaliu calitatea aerului din interior și chimia proceselor ce poluează interiorul.

Surse de poluare la interior

Wood-burning stoves emit a mixture of potentially harmful gases.
Sobele cu ardere de lemn emit
un amestec potenţial dăunător
de gaze.

SpeedKingz/Shutterstock.com
 

Majoritatea poluanților din aerul interior provin din lucruri pe care le folosim și din activităţi pe care le facem în interior. Astfel, compoziția aerului interior este de obicei foarte diferită de cea a aerului exterior. Sursele de poluare în interior includ plitele pe gaz și sobele cu lemn, care emit un amestec de gaze potențial dăunătoare, inclusiv dioxid de azot (NO2) și monoxid de carbon (CO). Lumânările constituie un alt vinovat: poate părea surprinzător, dar arderea unei lumânări timp de o oră poate produce suficient NO2 pentru a crește concentrația interioară aproape de limita Organizației Mondiale a Sănătății (OMS), care este de de 200 micrograme pe metru cub (µg/m3)w1 (Uhde & Shulz, 2015). Mai mult, aceste surse de ardere eliberează şi mici particule materiale inhalabile (PM). La concentrații suficient de mari, NO2 și PM pot provoca probleme respiratorii și cardiovasculare, în timp ce expunerea la concentrații mari de CO poate fi fatală.

Alți factori care contribuie la poluarea în interior sunt materialele de uz casnic, cum ar fi vopseaua, podelele din vinil și mobilierul moale, precum și produsele de îngrijire personală, agenții de curățare și odorizantele. Acestea eliberează în aerul din jur compuși organici volatili potențial periculoși (COV). Unul dintre cele mai frecvente COV-uri este formaldehida (metanal, CH2O), un gaz incolor – dar cu miros – care este un iritant pentru căile respiratorii și cancerigen.

Aprofundare în chimia aerului

Unul dintre primele studii aprofundate în domeniul chimiei aerului interior a început în iunie 2018, când 65 de oameni de știință au preluat o casă de test din Texas, SUA, pentru a începe proiectul numit ‘HOMEChem’w2 (Farmer et al., 2019). Aducând cu ei un echipament în valoare de 4,5 milioane de dolari, cercetătorii au petrecut o lună de zile gătind, curățând și îndeplinind alte sarcini cotidiene, în timp ce instrumentele analitice au măsurat amestecul de substanțe chimice emise în interior. Proiectul a culminat cu pregătirea unei cine tipice de Ziua Recunoștinței, având curcan prăjit și toate garniturile. În timp ce găteau această masă, concentrațiile de NO2 au atins valori maxime de aproximativ 200 µg/m3 ca urmare a emisiilor de la plita pe gaz.

Dar până la urmă, mesele mult mai simple s-au dovedit a fi o amenințare mai mare: gătirea unor prăjeli a dus la cea mai mare concentrație de PM10 (particule având diametrul mai mic 10 µm), de aproximativ 350 µg/m3, rezultate atât din uleiul de gătit cât și din ingrediente. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, limita OMS (media de 24 de ore) pentru PM10 este de 50 µg/m3. Ouăle prăjite, cârnații și roșiile (în plus față de prăjirea pâinii la micul dejun) au produs cea mai mare concentrație de particule fine (cele care au un diametru mai mic de 2,5 µm, cunoscute sub numele de PM2.5), de aproximativ 200 pg / m3 µg/m3 (Farmer et al., 2019), pentru care limita recomandată de OMS este de 25 µg/m3. Mai mult, aceste particule micronice sunt mai susceptibile de a fie nocive pentru sănătatea noastră decât PM10, deoarece pot călători mai adânc în sistemul respirator.

Stir-fry experiments resulted in a spike in the concentration of particulate matter inside the HOMEChem house.
Experimentele cu prăjeli au dus la creșterea concentrației de particule din interiorul casei HOMEChem.
Callie Richmond/Callie Richmond Galleries

Reacţii în aer

Odată ce moleculele sunt eliberate în aer, acestea nu rămân mult timp în forma lor inițială. Ele sunt dispuse să reacționeze cu alte substanțe chimice pentru a forma produse noi. Vitezele de reacție sunt adesea diferite în interior și în exterior. De exemplu, reacțiile favorizate de lumină se petrec mai lent în interior. Aceasta deoarece geamurile opresc o parte din lumina ultravioletă care afară scindează de obicei moleculele. Luminile artificiale interioare tind, de asemenea, să aibă niveluri de ultraviolete reduse. Totuşi, astfel de reacții pot avea loc. De exemplu, de obicei există la interior suficientă lumină pentru ca formaldehida să reacționeze cu oxigenul (fotooxidare) și să se scindeze pentru a forma doi radicali hidroperoxidici (HO2) și o moleculă de CO. Radicalii HO2 pot forma apoi alți oxidanți care reacționează cu COV-urile din interior – și astfel, înainte de a ne da seama, vor avea loc sute de reacții diferite formând o mulțime de compuși diferiți, dintre care unii pot fi nocivi pentru sănătate.

Un factor important pentru facilitarea reacțiilor interioare este mărimea suprafeței disponibile. Suprafețele joacă un rol mai important în chimia interioară decât în chimia în aer liber, întrucât raportul dintre suprafață și volum este mult mai mare în interior decât afară. Mai mult, aspectul este amplificat de faptul că fibrele din suprafețele textile, cum ar fi covoarele, canapelele și fotoliile, cresc suprafața de contact efectivă dincolo de suprafaţa la sol nominală pe care un astfel de articol o ocupă într-o cameră. Drept urmare, există mai multe oportunități pentru ca poluanții să se așeze pe suprafețe și să reacționeze cu alte substanțe chimice depozitate acolo (Weschler & Carslaw, 2018).

Scientists of the HOMEChem project carried out everyday activities in this three-bedroom test house in Texas, USA, to measure indoor air pollution.
Oamenii de știință participanţi
la proiectul HOMEChem au
desfășurat activități cotidiene
în această casă de testare cu
trei dormitoare din Texas,
SUA, pentru a măsura
poluarea aerului din interior.

Callie Richmond/Callie
Richmond Galleries
 

De asemenea, fumul de tutun și vaporii de țigări electronice sunt o preocupare particulară. Nicotina și celelalte substanțe chimice din fumul sau din vaporii exhalați rămân în aer și se lipesc de suprafețele mobilierului sau ale textilelor. Acest reziduu, care este cunoscut drept fumatul la-mâna-a-treiaw3, poate reacționa ulterior cu alţi poluanți interni, precum acidul azotos (HNO2), formând produse noi și adesea dăunătoare, cum ar fi nitroaminele cancerigene. Fumul la-mâna-a-treia este în prezent o zonă de cercetare foarte activă, având în vedere efectele adverse asupra sănătății care pot apărea din expunerea la acesta.

Dar poate cea mai interesantă suprafață pe care oamenii de știință o explorează este corpul uman. Când ozonul din aer intră în contact cu numeroasele uleiuri și acizi grași de pe pielea noastră, aceștia pot reacționa producând o serie de poluanți secundari. Pe măsură ce ne derulăm viața cotidiană în interior, noi eliminăm ozonul (O3) din aer și eliberăm alte substanțe chimice. De exemplu, dacă folosim înălbitor pentru a ne curăța casa, amestecarea acestuia cu apa eliberează, în aerul din jur, clor gazos (Cl2), acid hipocloros (HOCl) și alți compuși de clor. Uleiurile de pe pielea noastră conțin compuși nesaturați cu legături duble carbon-carbon, cum ar fi scalena (C30H50). Astfel că HOCl reacționează cu aceste duble legături pentru a forma compuși clorinați, ceea ce ar explica de ce pielea noastră se irită chiar şi fără a intra în contact direct cu înălbitorul în sine.

Curățarea poluanților

Prin astfel de cercetări științifice, înțelegerea noastră privind poluarea aerului din interior începe să se limpezească. În mod evident, a petrece în interior o mare parte din timp înseamnă că suntem expuși la un cocteil de substanțe chimice și poluanți – mai ales că măsurile de eficientizare energetică pot face casele și clădirile noastre tot mai etanșe, facilitând acumularea în interior a poluanților. Minimizarea expunerii noastre la acești poluanți este mai importantă ca niciodată, așa că nu uitați să vă ventilați des camera, mai ales când gătiți și când faceţi curățenie, dar luați în considerare şi frecvența cu care folosiți odorizante sau lumânări parfumate. Și, cântărind rezultatele proiectului HOMEChem, reţineţi că este benefică utilizarea unei hote de ventilaţie ori de câte ori folosiţi plita sau aragazul – în special atunci când gătiţi ceva prăjit.

Recunoștință

Autorii sunt recunoscători pentru ajutorul primit de la Fundaţia Alfred P Sloanw4 (sub numărul de grant G-2018-10083) la scrierea acestui articol.

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

  • w1 – Vizitaţi website-ul Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii (OMS/WHO) pentru a citi Guidelines for Indoor Air Quality (Orientări privind calitatea aerului interior), publicat în 2010.
  • w2 – Aflaţi mai multe despre proiectul ‘HOMEChem’ din articlolul ‘Large scale experiment probes chemistry inside our homes’ (Un experiment la scară mare sondează chimia din casele noastre)’ publicat în Chemistry World.
  • w3 – Vizionaţi un scurt film despre fumatul la-mâna-a-treia prin canalul YouTube ‘Indoor Chem’.
  • w4 – Pagina web The Chemistry of Indoor Environments din website-ul Fundaţiei Sloan furnizează multe informaţii despre program, dar şi web-link-uri către alte resurse şi materiale video.

Resources

  • Citiți despre impactul asupra sănătății al diferiților poluanți atmosferici într-o fișă publicată de OMS.
  • Canalul YouTube ‘Indoor Chem’ publică o varietate de materiale video pe tema poluării aerului la interior.

Author(s)

Dr. Nicola Carslaw este profesoară la Universitatea din York, Marea Britanie. Cercetările ei se concentrează pe folosirea de modele chimice detaliate pentru a înțelege ce cauzează poluarea aerului din interior. La universitate ea predă cursuri de chimia mediului, de modificarea climei și de științe atmosferice.

Dr. Nina Notman este o scriitoare de știință independentă, specializată în chimie. Ea scrie pentru o serie de reviste, inclusiv pentru publicaţiile Chemistry World și Education in Chemistry ale Societăţii Regale de Chimie din Marea Britanie.


Review

În vreme ce studierea poluării aerului în exterior datează de mai multe decenii, studierea poluării aerului din interior este un subiect mai nou. Acest articol, scris într-un stil concis și clar, face o introducere în complexitatea acestei probleme, păstrând subiectul cât mai simplu dar fără a compromite detaliile sale științifice.

Articolul se adresează cadrelor didactice și elevilor de liceu și stârnește interesul cititorilor cu subiectul mai larg al poluării aerului, înainte de a aborda subiecte teoretice de chimie. Legătura directă dintre poluarea aerului la interior și sănătatea umană oferă posibilități didactice suplimentare, iar referințele web și resursele suplimentare oferă mai multe modalități de a explora subiectul.

Articolul poate fi folosit și ca exercițiu de înțelegere/sinteză, pentru evaluări de învățare și pentru a discuta despre siguranța mediilor interioare și despre modalitățile de îmbunătățire a calității aerului prin propriile obiceiuri și comportamente.

Câteva întrebările de facilitare a înțelegerii:

  • În medie, cât timp petrec zilnic în interior oamenii din țările dezvoltate?
  • Compoziția aerului interior este de obicei similară sau diferită de cea a aerului exterior?
  • Denumiți două substanțe chimice produse prin folosirea plitelor pe gaz și a aragazului.
  • Care este diferența dintre PM10 și PM2,5? Care tip de particule poate călători mai adânc în plămâni?
  • Numiți patru materiale casnice care eliberează COV-uri.
  • Ce compuși chimici se produc prin divizarea formaldehidei datorită luminii?
  • Ce este fumul la-mâna-a-treia?
  • Enumerați trei acțiuni care pot fi întreprinse pentru a diminua poluarea aerului din interior.
  • Poluarea aerului din interior este o problemă mai mare acum decât a fost în urmă cu 50 de ani. De ce?

Giulia Realdon, profesoară de ştiinţe naturale şi cercetător în educaţie, Italia




License

CC-BY