Каждый праздничный сезон американцы покупают около 30 миллионов живых рождественских елок. Многим семьям нравится не только иметь живую елку в своих домах, но и вдыхать свежий аромат, который она создает. Этот запах исходит от химических веществ, называемых летучими органическими соединениями (ЛОС). Однако мало что известно о том, сколько выбрасывается в атмосферу и оказывают ли они какое-либо воздействие на здоровье.
«Наш нос — хороший химический сенсор», — сказал Дастин Поппендик, инженер-эколог из Национального института стандартов и технологий (NIST). «Мы знаем, что эти деревья что-то излучают, и тогда возникает вопрос: насколько велик этот источник? Мы хотели изучить, какие химические вещества выделяются и в каком количестве, и поместить это в контекст других источников химических веществ в доме», — сказал он.
Чтобы ответить на эти вопросы, Поппендик и его коллеги из NIST взяли распространенный тип рождественской елки — пихту Дугласа — и поместили ее в камеру. Затем они измерили количество и тип ЛОС, которые она выделяла в течение 17 дней. Они также исследовали, вступают ли ЛОС в реакцию с другими компонентами воздуха в помещении с образованием новых соединений.
Выводы команды были опубликованы в журнале Indoor Environments.
Свежий запах, который обычно ассоциируется с рождественскими елками, исходит от группы ЛОС, называемых монотерпенами, которые также содержатся в освежителях воздуха, свечах и некоторых средствах личной гигиены. На открытом воздухе хвойные деревья, группа растений, к которой относится большинство рождественских елок, выделяют монотерпены, и они могут влиять на качество наружного воздуха. Но мало что известно о том, сколько монотерпена выделяется, когда дерево срубают и помещают в помещение.
Исследования также показывают, что монотерпены могут вступать в реакцию с озоном. Озон в верхних слоях атмосферы служит защитным барьером от солнца. На уровне земли озон образуется в результате химических реакций со светом и может вызывать такие симптомы, как кашель и раздражение горла. Озон также легко вступает в реакцию с другими химическими веществами в воздухе, образуя новые соединения. Итак, исследователям было интересно увидеть воздействие озона в присутствии комнатного дерева.
Они поместили его в камеру с экологическим контролем, где могли измерять химические вещества, выделяемые деревом, в режиме реального времени. Используя метод, позволяющий обнаруживать органические соединения, находящиеся в воздухе, известный как масс-спектрометрия реакции переноса протона (PTR-MS), они измерили количество ЛОС, выделяемых в течение 17-дневного периода.
В своем эксперименте исследователи смоделировали домашнюю обстановку. Они украсили елку типичным праздничным освещением и включили на нее яркие лампы, чтобы имитировать цикл день-ночь. Они выключали свет каждые 12 часов и поливали елку каждый день. Они подавали наружный воздух со скоростью, типичной для домашних хозяйств, и постоянно измеряли содержание химических веществ в воздухе внутри помещений.
Монотерпены были наиболее распространенными летучими веществами, выделяемыми деревом. Их содержание достигло максимума в течение первого дня, а затем значительно снизилось к третьему дню. По словам Поппендика, первоначально их концентрация была на том же уровне, что и в обычном освежителе воздуха или в недавно построенном доме, прежде чем она быстро снизилась почти в 10 раз по сравнению с первоначальным количеством. Исследователи обнаружили 52 различных типа монотерпенов.
Затем исследователи ввели озон в камеру, чтобы посмотреть, как это влияет на химический состав воздуха в помещении. Они обнаружили, что озон вступает в реакцию с монотерпенами, образуя побочные продукты, такие как формальдегид, другой тип ЛОС, а также другие химически активные вещества. Концентрация монотерпена еще больше снизилась с введением озона, в то время как уровень формальдегида повысился, что продемонстрировало влияние на химический состав воздуха в помещениях. Однако количество образующегося формальдегида было относительно небольшим — около одной части на миллиард. В типичных домах США концентрация формальдегида колеблется от 20 до 30 частей на миллиард.
Для людей, чувствительных к ЛОС, рождественские елки могут быть одной из возможных причин слезотечения глаз и носа, особенно если их изначально принести в помещение. В этом случае, по мнению Поппендика, открытие окна рядом с елкой уменьшит воздействие. Кроме того, недавно срубленные деревья можно оставить на улице или в гараже на три дня, прежде чем вносить их в дом, поскольку со временем интенсивность излучения естественным образом снижается.
«Но для большинства людей, — сказал Поппендик, — это не должно вызывать серьезной озабоченности. У меня дома все равно будет рождественская елка».
фото: NIST researchers placed a common type of Christmas tree in a sealed chamber for 17 days to monitor and measure the chemicals it emits. These chemicals called volatile organic compounds (VOCs) give that pine smell and can react with ozone to form byproducts. They found low amounts of these chemicals, which may be a potential concern for people who are sensitive to them. Credit: M. King/NIST/Исследователи NIST поместили рождественскую елку обычного типа в герметичную камеру на 17 дней, чтобы отслеживать и измерять химические вещества, которые она выделяет. Эти химические вещества, называемые летучими органическими соединениями (ЛОС), придают запах сосны и могут вступать в реакцию с озоном с образованием побочных продуктов. Они обнаружили небольшое количество этих химических веществ, что может представлять потенциальную проблему для людей, чувствительных к ним. Фото: М. Кинг/NIST
от автора: by National Institute of Standards and Technology