غالبًا ما ترتبط الغرفة التي تفوح منها رائحة الحمضيات أو الصنوبر أو الزهور بالنظافة. ومع ذلك، يمكن لهذه الروائح المألوفة أن تشير إلى التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الهواء.
ويقول الباحثون إنه يمكن تقليل التعرض عن طريق اختيار منتجات غير معطرة، وتحسين التهوية باستخدام مراوح العادم أو النوافذ المفتوحة، وتجنب الأجهزة التي تولد الأوزون أثناء استخدام منتجات التنظيف المعطرة.
قدم الباحثون نتائجهم في اجتماع الخريف للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS) خلال ندوة “المساحات الداخلية الصحية: سد الميكروبيوم والكيمياء” في ماكورميك بليس.
“الأهم من ذلك، أن التنظيف يزيل الفيروسات والبكتيريا من الأسطح، ولكنه يمكن أيضًا أن يولد تلوثًا غير مرئي للهواء. لا يوجد غبار أو دخان مرئي في الهواء، ولكن هذه الجزيئات تتشكل.” – براندون بور
التنظيف يمكن أن يخلق جسيمات نانوية غير مرئية
يقول بور، الأستاذ المساعد في الهندسة المدنية والبناء في جامعة بوردو والذي يدرس جودة الهواء الداخلي: “لقد أظهرنا أن تفاعلات الأوزون الداخلية مع العطور الناتجة عن التنظيف تنتج جسيمات نانوية تحمل جرعة تنفسية مماثلة أو أكبر مما قد تشعر به من الوقوف في الخارج على طول طريق مزدحم”. “تختلف الجزيئات من حيث تركيبها، لكن الجرعة الإجمالية يمكن أن تكون أعلى. فأنت لا ترى دخانًا أو غبارًا أو ضبابًا في الهواء. وبدلاً من ذلك، تعتقد أن رائحة الهواء رائعة، لذا يجب أن يكون نظيفًا.”
بدأ بور بالتحقيق في كيفية تأثير عوامل التنظيف والمطهرات الكيميائية على البيئات الداخلية أثناء جائحة كوفيد-19 مع زميله نصرت يونج، الأستاذ المساعد في الهندسة المدنية وهندسة البناء في جامعة بوردو. وسرعان ما برزت إحدى الميزات: حيث تحتوي العديد من المنتجات التي يستخدمها الناس لتنظيف وتطهير الأماكن الداخلية على روائح قوية.
يقول بور: “غالبًا ما يكون ذلك لخلق رائحة لطيفة في المساحة الداخلية”. “لكن الهواء النظيف لا ينبغي أن تكون رائحته مثل الحمضيات عالية التركيز. ولا ينبغي أن تكون له رائحة أي شيء.”
لقد عرف العلماء الذين يدرسون الغلاف الجوي منذ فترة طويلة أن المركبات التي تطلقها النباتات يمكن أن تتفاعل مع الأوزون. على سبيل المثال، يمكن للتربينات، مثل البينين المستخرجة من أشجار الصنوبر، أن تشارك في التفاعلات التي تولد جزيئات صغيرة محمولة بالهواء. وبمرور الوقت، يمكن لهذه الجسيمات أن تتحد وتنمو حتى تصبح كبيرة بما يكفي للمساعدة في تكوين السحب.
تسير هذه الكيمياء ببطء نسبي في الغابات لأن كمية التربين في الهواء الخارجي منخفضة بشكل عام.
تطلق منتجات التنظيف مستويات عالية من التربين
في الداخل، يمكن أن يكون الوضع مختلفًا جدًا. تطلق المنظفات المعطرة التربين عندما تتبخر مركبات العطر من القطرات المرشوشة أو الأسطح المنظفة.
تحتوي سوائل التنظيف عادةً على مركبات تشمل البينين والليمونين (الليمون) والثيمول (الزعتر) والينالول (الخزامى). يمكن أن تكون تركيزاتها أثناء التنظيف أعلى بكثير من المستويات التي يتم قياسها عادة في الهواء الطلق. يقول بور إن تركيزات التربين المحمولة جواً داخل الغرفة أثناء التنظيف يمكن أن ترتفع إلى عشرات أو حتى مئات المرات تلك الموجودة في الغابة.
ولفحص ما يحدث في ظل ظروف واقعية، اختبر الباحثون المنتجات السائلة التقليدية المعطرة بالإضافة إلى بخاخات ومناديل مطهرة تحتوي على نباتات داخل منزل نموذجي في حرم جامعة بوردو.
يشتمل المنزل الصغير على مطبخ عملي وأرضيات خشبية وحمام، مما يسمح للباحثين بإعادة إنشاء أنشطة التنظيف المنزلية العادية. وأظهرت تجاربهم أن نفس الكيمياء الأساسية المسؤولة عن تكوين الجسيمات النانوية في الهواء الطلق يمكن أن تحدث في الداخل بسرعة أكبر بكثير وبتراكيز أعلى بكثير، مع عواقب محتملة مهمة على تعرض الإنسان لها.
يمكن أن تتشكل مليارات أو تريليونات من الجسيمات
المهام الروتينية مثل مسح الأرضيات، ورش أسطح العمل، ومسح الأسطح بالمنتجات المعطرة تولد مليارات أو تريليونات من الجزيئات، ويعتمد المجموع على المنتج.
وكانت معظمها عبارة عن جسيمات نانوية أو جسيمات متناهية الصغر يبلغ عرضها 1-30 نانومتر فقط. نظرًا لأن الجسيمات الصغيرة جدًا تقع غالبًا خارج نطاق الكشف عن أجهزة مراقبة جودة الهواء في المنزل، فقد لا يكون لدى الأشخاص أي مؤشر على ارتفاع تركيزات الجسيمات.
ووجد الباحثون أن التنظيف العادي يمكن أن يدفع مؤقتًا مستويات الجسيمات متناهية الصغر إلى أعلى من تلك المقاسة في الهواء الطلق.
حجمها الصغير مهم من منظور صحي. يمكن للجزيئات متناهية الصغر أن تستقر في جميع أنحاء الجهاز التنفسي وتصل إلى مناطق عميقة من الرئتين. وبمجرد وصولهم إلى هناك، يمكن أن يساهموا في تهيج والتهاب الجهاز التنفسي. قد يكون لدى البعض أيضًا القدرة على دخول مجرى الدم.
وكانت إحدى أكبر المفاجآت هي سرعة العملية. حدث تكوين الجسيمات ونموها في غضون دقائق معدودة.
يقول بور: “بحلول الوقت الذي تنتهي فيه من تنظيف مساحة داخلية، تكون قد تكونت بالفعل الكثير من الجسيمات النانوية وتستنشقها”.
يمكن للأوزون تكثيف تكوين الجسيمات الداخلية
في الآونة الأخيرة، قام بور وإرنست بلاتشلي، الأستاذ في جامعة بوردو، بدراسة ما يحدث عند استخدام منظفات الأسطح المعطرة في نفس الوقت الذي تستخدم فيه مصابيح الأشعة فوق البنفسجية البعيدة (UV-C) المبيدة للجراثيم والمصممة لتطهير الهواء الداخلي.
خلق هذا المزيج ظروفًا مواتية بشكل خاص لتكوين الجسيمات النانوية.
تتفاعل المصابيح مع الأكسجين الموجود في الهواء وتنتج الأوزون. خلال التجارب التي أجريت في المنزل الصغير، زادت تركيزات الأوزون إلى ما يقرب من 20 إلى 40 جزءًا في المليار. وكانت تلك المستويات مماثلة لتركيزات الأوزون في الهواء الطلق التي تم قياسها عند إجراء التجارب، وإن كانت أقل إلى حد ما.
مع وجود الأوزون المرتفع والتركيزات العالية من التربينات، أصبح إنتاج الجسيمات النانوية أكثر كثافة. أثار هذا المزيج مخاوف إضافية بشأن كمية الجسيمات التي يمكن للركاب استنشاقها.
كيفية تقليل التعرض أثناء التنظيف
يؤكد بور على أن الهدف هو مساعدة المستهلكين على اتخاذ خيارات مستنيرة بدلاً من تثبيط التنظيف. يظل التنظيف مهمًا لإزالة الفيروسات والبكتيريا من الأسطح، ولكن هناك عدة إجراءات بسيطة قد تقلل من التعرض للتلوث الثانوي الناتج أثناء العملية.
يوصي الباحثون بما يلي:
- اختاري منتجات قليلة العطر أو خالية من العطور.
- تجنب وضع العديد من المنتجات المعطرة في نفس جلسة التنظيف.
- تشغيل مراوح العادم أو فتح النوافذ لتهوية المكان.
- لا تقم بتنظيف الأسطح بالمنتجات المعطرة في نفس الوقت أثناء استخدام أجهزة توليد الأوزون، مثل مصابيح الأشعة فوق البنفسجية البعيدة.
يقول بور: “الأهم من ذلك، أن التنظيف يزيل الفيروسات والبكتيريا من الأسطح، ولكنه يمكن أن يولد أيضًا تلوثًا غير مرئي للهواء”. “لا يوجد غبار أو دخان مرئي في الهواء، ولكن هذه الجزيئات تتشكل.”
يشكر بور جميع طلاب الدراسات العليا الذين عملوا معه في تجارب المنزل الصغير إلى جانب دعم الطلاب الجامعيين.
تم تمويل البحث من خلال منحة برنامج التطوير الوظيفي المبكر لأعضاء هيئة التدريس في المؤسسة الوطنية للعلوم ومؤسسة ألفريد بي سلون.
عنوان تكوين الجسيمات النانوية في الغلاف الجوي الداخلي من منتجات التنظيف المعطرة
خلاصة تُستخدم المنتجات الكيميائية المتطايرة المعطرة، بما في ذلك عوامل تنظيف الأسطح والمطهرات النباتية، على نطاق واسع في الداخل وتمثل مصدرًا رئيسيًا للانبعاثات العضوية التفاعلية. يتم تطبيق هذه المنتجات بشكل روتيني في المنازل وأماكن العمل لتنظيف الأسطح وتطهيرها لتقليل وجود الفيروسات والبكتيريا. ومع ذلك، فإن دورها في تحفيز كيمياء الغلاف الجوي الداخلي وتكوين الجسيمات النانوية لا يزال مقيدًا بشكل سيئ. يبحث هذا العرض التقديمي في تأثير استخدام منتجات التنظيف المعطرة على نواة الجسيمات النانوية المحمولة بالهواء، والنمو، وتعرض الإنسان للملوثات الثانوية في البيئات الداخلية. أجريت تجارب ميدانية ومختبرية في أماكن سكنية ومكاتب خاضعة للرقابة باستخدام قياسات عالية الدقة في الوقت الفعلي للمركبات العضوية المتطايرة وتوزيعات حجم الجسيمات النانوية الممتدة إلى نظام الهباء الجوي العنقودي النانوي (1-3 نانومتر). أنتجت أنشطة تنظيف وتطهير الأسطح زيادات سريعة في نسب خلط التربين والتيربينويد (10-1000 جزء في البليون)، وغالبًا ما تتجاوز المستويات الملاحظة في بيئات الغابات الخارجية. تفاعلت هذه المركبات مع المؤكسدات الداخلية، وخاصة الأوزون، لبدء عمليات نواة ونمو مكثفة للجسيمات النانوية. معدلات النواة المرصودة (~ 105 سم-3 ق-1) ومعدلات نمو التكثيف (تصل إلى 300 نانومتر ساعة-1) تجاوزت القيم الخارجية النموذجية بأوامر من حيث الحجم، مما أدى إلى تركيزات عدد الجسيمات النانوية الداخلية العابرة بمقدار 105-108 سم-3. وقد مكّن النمو السريع للجسيمات النانوية من البقاء على قيد الحياة بأحجام تترسب بكفاءة في جميع أنحاء الجهاز التنفسي البشري، مما أدى إلى معدلات جرعات استنشاق مماثلة أو تتجاوز تلك الصادرة عن مصادر الاحتراق الأولية مثل انبعاثات حركة المرور. أنتجت كل من منتجات التنظيف التقليدية والنباتية سيناريوهات تعرض معقدة متعددة المراحل تتضمن غازات تفاعلية وهباء عضوي ثانوي. تحدد هذه النتائج تنظيف الأسطح الداخلية وتطهيرها كمحركات رئيسية لتكوين الجسيمات النانوية في الغلاف الجوي الداخلي وتسلط الضوء على الحاجة إلى تحسين تهوية المبنى وتنظيف الهواء وصياغة المنتج للتخفيف من التعرض للملوثات الثانوية.
