До сих пор ученые не до конца понимали, как меняется химический состав воздуха и что происходит с выбросами летучих органических веществ, когда рождественское дерево срубают и ставят в помещении. Этот пробел решили восполнить сотрудники инженерной лаборатории Национального института стандартов и технологий США.
Обычную елку поместили в герметичную камеру на 17 дней, чтобы отслеживать и измерять выделяемые ею химические вещества / © M. King/NIST
Традиция собираться у наряженного дерева существовала еще в дохристианские времена, в частности у кельтов и славян, а впоследствии ее «переоткрыли» в Германии в начале XVI века. В итоге современные жители многих стран в ноябре-декабре ставят у себя в домах искусственную елку — неотъемлемый символ Рождества и Нового года. В России, к примеру, этот обычай соблюдают 77% граждан, в США — примерно 94 миллиона человек.
Новогоднее (или рождественское) дерево может быть искусственным — из пленки ПВХ, пластика либо лески. В последние годы такие елки становятся все популярнее: по данным Американской ассоциации рождественских елок, в 2021 году ненастоящие деревья предпочли 84% жителей США, соблюдающих эту традицию.
Тем не менее живые елки еще находят своих клиентов, поэтому сотрудники инженерной лаборатории Национального института стандартов и технологий в Гейтерсберге — подразделения Управления по технологиям США, одного из агентств американского Министерства торговли — решили прояснить, какие летучие органические соединения (ЛОС) и в каком объеме выделяет украшенное новогоднее дерево. Статья с результатами опубликована в журнале Indoor Environments.
В естественной среде, на открытом воздухе, хвойные деревья выделяют монотерпены — природные углеводороды. Эти органические соединения играют важную роль в регулировании качества воздуха в лесах. Помимо этого, монотерпены выделяются из строительных материалов, освежителей воздуха, свечей, средств личной гигиены и так далее. Они известны своими ароматами сосны, цитрусовых или другими «природными» запахами. Монотерпены, выделяемые потребительскими товарами и хвойными деревьями, могут вступать в реакцию с озоном (O3), образовывая побочные продукты: например, альдегиды (формальдегид и ацетальдегид), органические кислоты, перекись водорода, вторичные органические аэрозоли и гидроксильные радикалы.
«Жители зданий вдыхают O3, а также переносимые по воздуху побочные продукты. Известно, что некоторые из них (формальдегид и органические пероксиды) токсичны и могут выступать сильными раздражителями дыхательных путей. Авторы предыдущих исследований пришли к выводу, что высокие концентрации таких побочных продуктов вызывают неблагоприятные респираторные эффекты, но их воздействие меньше при типичных уровнях содержания в помещении. Долгосрочные последствия для здоровья остаются неопределенными», — добавили авторы статьи.
По их словам, логично предположить, что выбросы терпенов от рождественских елок, особенно в присутствии O3, могут ухудшить качество воздуха в помещении.
Хотя ученые ранее измеряли выбросы ЛОС от хвойных деревьев на открытом воздухе, мало что известно о том, что происходит когда такое дерево находится в доме. Американские инженеры решили поставить эксперимент: используя масс-спектрометр с реакцией переноса протона, они оценили уровни монотерпенов, выделяемых срубленной дугласовой пихтой.
Дерево высотой 1,76 метра на 17 суток оставляли в ведре с водой в камере и подвергали воздействию O3 извне примерно по 12 часов в день — так специалисты стремились понять, какие вторичные продукты будут образовываться при поступлении наружного воздуха. Его температура составляла один градус Цельсия, а в камере было плюс 22 градуса при относительной влажности 49,4 процента.
Чтобы сымитировать домашнюю обстановку и соблюсти традиции, пихту украсили тремя гирляндами и направили на нее четыре светодиода мощностью 1600 люмен. Суммарная мощность ламп составляла 52 ватта, они работали примерно по 12 часов ежедневно на протяжении всего эксперимента.
Согласно результатам, дерево выделяло не только монотерпены, но и окисленные ЛОС, — всего удалось выявить 52 различных иона. Скорость их выделения достигала максимума в первый день, что можно сравнить с распылением освежителя воздуха, и значительно — в 12 раз — снижалась на третьи сутки.
Когда в камеру поступал озон, он вступал в реакцию с монотерпенами, образуя побочные продукты, в частности формальдегид. Концентрация монотерпенов после этого падала еще большое, а уровень формальдегида рос, что влияло на химический состав воздуха в помещении. Тем не менее его количество оставалось относительно небольшим — примерно одна часть на миллиард.
Исследователи предупредили, что для людей, чувствительных к ЛОС, свежесрубленные новогодние деревья могут стать одной из причин слезотечения, особенно в первые часы после установки в комнате. В таких случаях лучше открывать окно либо оставить елку на балконе (или в другом проветриваемом помещении) на три дня.
«Для большинства людей это не должно вызывать серьезного беспокойства. Так что у меня дома по-прежнему будет рождественская елка», — подытожил Дастин Поппендик, ведущий автор исследования.
Комментарии
Какое-то мутное исследование. В нормальных помещениях нет источников озона, если только их не облучают ультрафиолетовыми лампами. Весь озон который содержится в доме попадает туда снаружи. Т.е. естественная концентрация озона и так там была изначально. Авторы зачем-то поставили дополнительные генераторы озона, увеличили его концентрацию в несколько раз. Что они этим смоделировали? Озонное отравление?
Andrey Prosvirin, авторы пытались понять как ЛОС выделяемые елкой взаимодействуют с озоном воздуха, какие вещества при этом образуются и в каких концентрациях. Расслабьтесь авторы сочли елку безопасной.
Ёлка пусть продолжает стоять в лесу!