بسیاری از افراد در عطرهای آشنای صنوبر، اسطوخودوس یا مرکبات آرامش پیدا می‌کنند. با این حال، معرفی این عطرها به داخل خانه از طریق شمع‌های معطر، موم‌های ذوب‌شونده، خوشبوکننده‌های هوا یا مواد پاک‌کننده، می‌تواند تأثیرات غیرمنتظره‌ای داشته باشد.

محققان دانشگاه پرودو کشف کرده‌اند که این محصولات روزمره ذرات نانویی را به هوا منتشر می‌کنند. این ذرات به قدری کوچک هستند که می‌توانند به عمق ریه‌ها نفوذ کنند و احتمالاً به سایر اندام‌ها نیز منتقل شوند.

برخلاف عطرهای طبیعی جنگل‌ها، این عطرهای مصنوعی با اوزون داخل ساختمان‌ها واکنش نشان می‌دهند و آلودگی‌های نامرئی تولید می‌کنند.

سال‌هاست که آلودگی هوای داخلی کم‌توجهی شده است. در حالی که افراد بیشتر روی دود، انتشار آلاینده‌های وسایل نقلیه و آلودگی‌های صنعتی تمرکز می‌کنند، اغلب فرض می‌کنند که خانه‌هایشان پناهگاه امنی هستند با این حال، پژوهشگران ثابت می‌کنند که محیط‌های داخلی ممکن است ذرات معلق مضر در هوا را در سطحی مشابه آلودگی‌های بیرونی داشته باشند.

محصولات معطر و تغییرات هوای داخلی

بسیاری از افراد فکر می‌کنند که خوشبوکننده‌های هوا و محصولات معطر برای تمیز کردن، کیفیت هوای داخلی را بهبود می‌دهند. این محصولات، حس تازگی را ایجاد کرده و بوی ناخوشایند را پنهان کرده و فضای خانه را با عطرهای خوشایند پر می‌کنند. اما ترکیب شیمیایی آن‌ها اغلب منجر به واکنش‌های غیرمنتظره‌ای می‌شود زمانی که وارد هوا می‌شوند.

ذرات نانو زمانی تشکیل می‌شوند که ترکیبات معطر با اوزون واکنش می‌دهند. اوزون به طور طبیعی از طریق سیستم‌های تهویه، پنجره‌ها و درها وارد ساختمان‌ها می‌شود. پس از ورود، با ترکیبات آلی فرار (VOCs) از محصولات معطر واکنش نشان می‌دهد و تغییرات شیمیایی را ایجاد می‌کند که به آلاینده‌های جدید منجر می‌شود.

نصرات جنگ، استاد دانشگاه پرودو در رشته مهندسی عمران، به تحقیق درباره کیفیت هوای داخلی و تأثیر محصولات خانگی پرداخته است؛ او می‌گوید: "یک جنگل محیطی بکر است، اما اگر شما از محصولات تمیزکننده و عطر درمانی پر از عطرهای شیمیایی برای بازسازی جنگل در خانه استفاده کنید، در واقع مقدار زیادی آلودگی هوای داخلی تولید می‌کنید که نباید آن را تنفس کنید."

خطرات سلامتی ذرات نانو

برخلاف گرد و غبار یا دود قابل مشاهده، ذرات نانو به اندازه‌ای کوچک هستند که نمی‌توان آن‌ها را با چشم غیرمسلح مشاهده کرد. این ذرات ریز، تنها چند نانومتر اندازه دارند و می‌توانند به راحتی از موانع طبیعی بدن عبور کنند. آن‌ها به عمق دستگاه تنفسی نفوذ کرده و حتی ممکن است به سایر اندام‌ها سرایت کنند.

جنگ و همکارش برندون بور، استاد دیگر در همین رشته، تحقیقات دقیقی در مورد آلودگی هوای داخلی انجام داده‌اند. مطالعات آن‌ها تشکیل ذرات نانو در داخل خانه‌ها را با فرآیندهای جوی که در فضای باز رخ می‌دهند مقایسه کرده است. این تیم دریافت که محصولات خانگی ذرات نانویی منتشر می‌کنند که به اندازه برخی از آلاینده‌های بیرونی نگران‌کننده هستند.

آلودگی هوای داخلی

برای درک نحوه تشکیل ذرات معلق در هوا در فضاهای داخلی، نیاز است که کوچکترین ذرات نانو اندازه‌گیری شوند، حتی تا یک نانومتر.

برندون بور می‌گوید: "در این مقیاس، ما می‌توانیم مراحل اولیه تشکیل ذرات جدید را مشاهده کنیم، جایی که عطرها با اوزون واکنش نشان می‌دهند و خوشه‌های مولکولی کوچکی تشکیل می‌دهند. این خوشه‌ها به سرعت رشد کرده و در هوای اطراف ما تغییر می‌کنند."

برای پیگیری چگونگی توسعه این ذرات، جنگ و بور از آزمایشگاه تخصصی به نام "راهنمای طراحی انرژی صفر پرودو برای مهندسان" (zEDGE) استفاده می‌کنند. این "آزمایشگاه خانه کوچک" یک فضای مسکونی کاملاً کاربردی است که برای نظارت بر کیفیت هوای داخلی طراحی شده است.

آزمایشگاه در سال 2020 ساخته شده و مجهز به حسگرهای پیشرفته‌ای است که نحوه تأثیر فعالیت‌های روزمره خانگی را بر ترکیب هوا اندازه‌گیری می‌کند.

عطرهای داخلی و آلودگی هوا

تحقیقات جنگ و بور نشان می‌دهند که بسیاری از محصولات خانگی روزمره آنطور که قبلاً تصور می‌شد ایمن نیستند. در حالی که تأثیرات سلامتی آن‌ها نیاز به مطالعه بیشتری دارد، محققان بارها یافته‌اند که محصولات معطر با هوای داخلی واکنش داده و ذرات نانو را در غلظت‌های بالا تولید می‌کنند.

جنگ می‌گوید: "تحقیقات ما نشان می‌دهد که محصولات معطر فقط منابع غیرفعال بوی خوش نیستند – آن‌ها شیمی هوای داخلی را به طور فعال تغییر می‌دهند و منجر به تشکیل ذرات نانو در غلظت‌هایی می‌شوند که می‌تواند تأثیرات جدی بر سلامت داشته باشد."

این یافته‌ها نشان می‌دهد که کیفیت هوای داخلی باید یک عامل اساسی در طراحی ساختمان‌ها و عملکرد سیستم‌های تهویه مطبوع باشد. بسیاری از سیستم‌های تهویه فعلی به درستی به آلودگی ذرات نانو که توسط محصولات شیمیایی معطر تولید می‌شوند، توجه نمی‌کنند.

تأثیر موم‌های ذوب‌شونده

در یکی از مطالعات اخیر خود، جنگ و بور آلودگی ایجاد شده توسط موم‌های ذوب‌شونده معطر را بررسی کردند. این محصولات که معمولاً به عنوان غیرسمی تبلیغ می‌شوند زیرا مانند شمع‌ها نمی‌سوزند، مشخص شد که هوای داخلی را به همان اندازه شمع‌های سنتی آلوده می‌کنند.

موم‌های ذوب‌شونده حاوی غلظت‌های بالای روغن‌های معطر هستند که هنگام گرم شدن ترپن‌ها را آزاد می‌کنند. ترپن‌ها ترکیبات شیمیایی مسئول بسیاری از عطرهای طبیعی هستند، مانند عطر مرکبات و درختان صنوبر. با این حال، وقتی ترپن‌ها در فضای داخلی با اوزون واکنش نشان می‌دهند، باعث تشکیل سریع ذرات نانو می‌شوند.

اگرچه موم‌های ذوب‌شونده از احتراق برخوردار نیستند، اما آلودگی ناشی از ذرات نانو مشابه با سوزاندن شمع‌ها تولید می‌کنند. این کشف نشان می‌دهد که منابع غیراحتراقی آلودگی هوا باید توجه بیشتری دریافت کنند.

پخت‌وپز و آلودگی هوای داخلی

اگرچه محصولات معطر یکی از منابع اصلی آلودگی ذرات نانو هستند، اما تنها عوامل مؤثر در این زمینه نیستند. تحقیقات بور همچنین نشان داده‌اند که پخت‌وپز، به‌ویژه در اجاق‌های گازی، مقادیر زیادی ذرات نانو را به هوا منتشر می‌کند.

یک کیلوگرم سوخت پخت‌وپز، 10 کوادریلیون ذره کمتر از سه نانومتر را منتشر می‌کند. این نرخ انتشار به اندازه یا حتی بیشتر از آلودگی خودروهای موتور احتراق داخلی است.

یک فرد که در داخل خانه با اجاق گاز آشپزی می‌کند، ممکن است 10 تا 100 برابر بیشتر از ذرات زیر سه نانومتر را استنشاق کند نسبت به زمانی که در یک خیابان شلوغ ایستاده باشد.

با این حال، میزان ذرات نانو که توسط محصولات شیمیایی معطر تولید می‌شود، با یا حتی بیشتر از میزان ذرات ناشی از اجاق‌های گاز و خودروها است. تنها 20 دقیقه پس از قرارگیری در معرض محصولات معطر، بین 100 میلیارد تا 10 تریلیون ذره نانو ممکن است وارد دستگاه تنفسی شوند.

چگونگی آلودگی هوای داخلی

برای افزایش درک خود از آلودگی هوای داخلی، جنگ و بور در حال همکاری با شرکای صنعتی هستند.

آزمایشگاه خانه کوچک آن‌ها محیط آزمایشی واقع‌بینانه‌تری نسبت به مطالعات کیفیت هوای مبتنی بر اتاق‌های استاندارد ارائه می‌دهد. به همین دلیل، شرکت‌ها از این آزمایشگاه برای آزمایش ابزارهای جدید اندازه‌گیری کیفیت هوا قبل از عرضه به بازار استفاده می‌کنند.

مقایسه هوای داخلی و خارجی

با داده‌های با وضوح بالا از آزمایشگاه خانه کوچک، جنگ و بور توانسته‌اند آلودگی هوای داخلی و بیرونی را با دقت بی‌سابقه‌ای مقایسه کنند.

از آنجا که آلودگی هوای داخلی هنوز به‌طور عمده بی‌قانون و مطالعه نشده است، این یافته‌ها برای درک چگونگی تأثیر آلودگی هوای داخلی و هوای بیرونی بر سلامتی انسان مهم هستند.

داده‌ها نشان می‌دهند که کیفیت هوای داخلی در بسیاری از خانه‌ها در واقع از فضای بیرون نیز بدتر است.

در پایان، جنگ و بور بیان می‌کنند که آگاهی از این تحقیق می‌تواند موجب تغییر نگرش در طراحی و انتخاب محصولات خانگی شود. مردم باید درک کنند که هنگام خرید محصولات معطر، ممکن است برای سلامت خود خطراتی ایجاد کنند که باید با دقت بیشتر مدیریت شود.

نتایج این مطالعه در مجله Environmental Science & Technology Letters منتشر شده است.