عندما تمشي عبر غابة الصنوبر، فإن الرائحة المنعشة هي واحدة من أول الأشياء التي تلاحظها.
ولكن جلب رائحة الصنوبر أو غيرها من الروائح إلى الداخل بمساعدة المنتجات الكيميائية - نعم، معطرات الهواء، وشمع الذوبان، ومنظفات الأرضيات ، ومزيلات العرق وغيرها - يملأ الهواء بسرعة بجسيمات نانوية صغيرة بما يكفي للوصول إلى عمق رئتيك ، كما وجد مهندسو جامعة بيرديو عبر سلسلة من الدراسات .
تتشكل هذه الجسيمات النانوية عندما تتفاعل العطور مع الأوزون ، الذي يدخل المباني من خلال أنظمة التهوية ، مما يؤدي إلى تحولات كيميائية تخلق ملوثات جديدة محمولة جواً .
"إن الغابة بيئة نقية، ولكن إذا كنت تستخدم منتجات التنظيف والعلاج بالروائح العطرية المليئة بالروائح المصنعة كيميائيًا لإعادة إنشاء غابة في منزلك، فأنت في الواقع تخلق كمية هائلة من تلوث الهواء الداخلي الذي لا ينبغي لك أن تتنفسه" ، كما قال نصرات جونج ، الأستاذ المساعد في كلية لايلز للهندسة المدنية والبناء في جامعة بيرديو .
يمكن للجسيمات النانوية التي يبلغ حجمها بضعة نانومترات فقط أن تخترق عميقًا في الجهاز التنفسي وتنتشر إلى أعضاء أخرى . كان جونج وزميله أستاذ الهندسة المدنية براندون بور أول من درس تكوين الجسيمات المحمولة جوًا على نطاق النانو في الأماكن المغلقة وقارناها بالعمليات الجوية الخارجية .
"لفهم كيفية تشكل الجسيمات المحمولة جوًا في الأماكن المغلقة ، تحتاج إلى قياس أصغر الجسيمات النانوية - حتى نانومتر واحد . على هذا المقياس، يمكننا ملاحظة المراحل الأولى من تكوين الجسيمات الجديدة ، حيث تتفاعل العطور مع الأوزون لتشكيل مجموعات جزيئية صغيرة. تتطور هذه المجموعات بسرعة بعد ذلك ، وتنمو وتتحول في الهواء من حولنا"، كما قال بور، أستاذ مشارك في الهندسة المدنية في جامعة بيرديو، الدكتورة مارجري إي هوفمان .
في "مختبر المنزل الصغير" - وهو مساحة معمل سكنية مخصصة لأبحاث جودة الهواء الداخلي - يستخدم جونج وبور أحدث أدوات جودة الهواء التي طورتها الصناعة لتتبع كيفية انبعاث المواد الكيميائية من المنتجات المنزلية التي تتبخر بسهولة ، والتي تسمى المواد الكيميائية المتطايرة ، وتولد أصغر الجسيمات النانوية المحمولة جواً.
يُطلق على هذا المختبر اسم مختبر إرشادات التصميم للطاقة الصفرية للمهندسين في جامعة بيرديو (zEDGE)، ويتميز المنزل الصغير بجميع ميزات المنزل النموذجي ولكنه مزود بأجهزة استشعار لمراقبة تأثير الأنشطة اليومية على جودة الهواء في المنزل عن كثب . قاد جونج تصميم المختبر، الذي تم بناؤه في عام 2020 باعتباره الأول من نوعه .
مع هذا المستوى غير المسبوق من التفاصيل والدقة ، توصل جونج وبور إلى اكتشافات تشير إلى أن العديد من المنتجات المنزلية اليومية المستخدمة في الأماكن المغلقة قد لا تكون آمنة كما كان يُفترض سابقًا .
ورغم أنه لم يتحدد بعد كيف يؤثر استنشاق المواد الكيميائية المتطايرة من هذه المنتجات على صحتك، فقد وجد الاثنان مرارًا وتكرارًا أنه عندما يتم إطلاق العطور في الأماكن المغلقة، فإنها تتفاعل بسرعة مع الأوزون لتكوين جسيمات نانوية . وهذه الجسيمات النانوية المتكونة حديثًا مثيرة للقلق بشكل خاص لأنها يمكن أن تصل إلى تركيزات عالية جدًا ، مما قد يشكل مخاطر محتملة على صحة الجهاز التنفسي .
يعتقد يونج وبور أن هذه النتائج تسلط الضوء على الحاجة إلى مزيد من البحث في تكوين الجسيمات النانوية الداخلية التي تسببها المنتجات الكيميائية ذات الرائحة القوية .
قال يونج: "أظهر بحثنا أن المنتجات المعطرة ليست مجرد مصادر سلبية للروائح اللطيفة - فهي تغير بنشاط كيمياء الهواء الداخلي، مما يؤدي إلى تكوين جسيمات نانوية بتركيزات يمكن أن يكون لها آثار صحية كبيرة . يجب مراعاة هذه العمليات في تصميم وتشغيل المباني وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الخاصة بها لتقليل تعرضنا".

 الروائح الطيبة الصادرة من المنتجات الكيميائية تسبب تلوث الهواء داخل منزلك
في ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا، وجد الثنائي أن الشمع المعطر، والذي يُعلن عنه عادةً على أنه غير سام لأنه خالٍ من اللهب، يُلوث الهواء الداخلي على الأقل بقدر ما تلوثه الشموع .
تطلق الشمع المعطر والمنتجات المعطرة الأخرى التربينات ، وهي المركبات الكيميائية المسؤولة عن رائحتها . ولأن الشمع المعطر يحتوي على تركيز أعلى من الزيوت العطرية مقارنة بالعديد من الشموع ، فإنه ينبعث منه المزيد من التربينات في الهواء الداخلي .
إن التربينات الموجودة في هذه المنتجات هي التي تتفاعل بسرعة مع الأوزون ، مما يؤدي إلى تكوين جسيمات نانوية كبيرة . في الواقع ، ينافس تلوث الجسيمات النانوية من الشمع المعطر تلوث الشموع، على الرغم من غياب الاحتراق . تسلط هذه النتائج الضوء على الحاجة إلى دراسة مصادر غير احتراق للجسيمات النانوية ، مثل المنتجات الكيميائية المعطرة . وجد يونج وبور في دراسة أخرى أن موزعات الزيوت العطرية والمطهرات ومعطرات الهواء وغيرها من البخاخات المعطرة تولد أيضًا عددًا كبيرًا من الجسيمات النانوية .
ولكن ليس فقط المنتجات المعطرة تساهم في تلوث الهواء الداخلي بالجسيمات النانوية : فقد وجدت دراسة أجراها بور أن الطهي على موقد غاز ينبعث منه أيضًا جسيمات نانوية بكميات كبيرة .
ينبعث من كيلوغرام واحد فقط من وقود الطهي 10 كوادريليون جسيم أصغر من 3 نانومتر، وهو ما يعادل أو يتجاوز ما ينبعث من السيارات ذات محركات الاحتراق الداخلي . وبهذا المعدل، قد تستنشق 10 إلى 100 مرة أكثر من هذه الجسيمات التي يقل حجمها عن 3 نانومتر من الطهي على موقد غاز في الداخل مقارنة بما قد تستنشقه من عوادم السيارات أثناء الوقوف في شارع مزدحم .
ومع ذلك ، فإن المنتجات الكيميائية المعطرة تعادل أو تتفوق على مواقد الغاز ومحركات السيارات في توليد جسيمات نانوية أصغر من 3 نانومتر، والتي تسمى رذاذ النانو. يمكن أن يترسب ما بين 100 مليار و10 تريليون من هذه الجسيمات في جهازك التنفسي في غضون 20 دقيقة فقط من التعرض للمنتجات المعطرة .

العمل المستقبلي في المختبر الوحيد من نوعه
ولمواصلة التعلم عن الانبعاثات الكيميائية وتكوين الجسيمات النانوية في الأماكن المغلقة، يعمل جونج وبور مع شركاء الصناعة لاختبار أدوات قياس جودة الهواء الجديدة في مختبر بيرديو الصغير قبل طرحها في السوق . وقد انجذبت الشركات إلى هذا المختبر لأنه يوفر بيئة أكثر واقعية من بيئات الغرف المستخدمة عادة لأبحاث جودة الهواء الداخلي وتطوير منتجات جديدة .
وقال جونج: "عندما ترى الشركات أبحاثًا من الدرجة الأولى صادرة عن بيرديو، فإنها تريد أن تكون جزءًا منها. وإذا كان لديهم منتج مبتكر، فإنهم يريدون من الخبراء دفعه إلى أقصى حدوده".
ومن بين هذه الأدوات مكبر حجم الجسيمات - مقياس الجسيمات المتحرك الماسح (PSMPS) الذي طورته شركة GRIMM AEROSOL TECHNIK، وهي شركة تابعة لمجموعة DURAG. وباستخدام هذه الأداة المتطورة ، يمكن لجونج وبور قياس الجسيمات النانوية التي يصل حجمها إلى نانومتر واحد بمجرد أن تبدأ في التكون .
إن وجود طريقة لجمع بيانات عالية الدقة حول معدل تكوين الجسيمات الجديدة ونموها في الأماكن المغلقة سمح للزوجين بنشر دراسات رائدة تقارن بين انبعاثات الجسيمات النانوية بين البيئات الجوية الداخلية والخارجية . ونظرًا لأن جودة الهواء الداخلي غير منظمة إلى حد كبير وأقل دراسة من الهواء الخارجي ، فإن هذه المقارنات مهمة لفهم التعرض للملوثات وتحسين البيئات الداخلية .
كما يستخدم جونج وبور مختبر المنزل الصغير لدراسة كيف يمكن لمجموعة من الأنشطة المنزلية اليومية الأخرى أن تؤثر على جودة الهواء في المنزل ، مثل روتين العناية بالشعر. وقد وجد جونج وطلابه أن العديد من المواد الكيميائية، وخاصة ميثيل السيلوكسانات المتطايرة الدورية - والتي توجد في كل مكان في منتجات العناية بالشعر - تبقى في الهواء بكميات مدهشة أثناء الاستخدام وبعده . في جلسة واحدة للعناية بالشعر في المنزل ، يمكن للشخص أن يستنشق كتلة تراكمية تتراوح من 1 إلى 17 مليجرامًا من هذه المواد الكيميائية .
سوف يحتاج علماء السموم إلى الاستفادة من هذه الدراسات لمعرفة مدى الضرر الذي قد يسببه استنشاق خليط معقد من المواد الكيميائية المتطايرة والجسيمات النانوية في الأماكن المغلقة. ومع استمرار أبحاثهم ، يأمل جونج وبور أيضًا أن تعمل نتائجهم على تحسين كيفية مراقبة جودة الهواء الداخلي والتحكم فيها وتنظيمها .
قال بور: "غالبًا ما يتم تجاهل جودة الهواء الداخلي في تصميم وإدارة المباني التي نعيش ونعمل فيها ، إلا أنها تؤثر بشكل مباشر على صحتنا كل يوم . وباستخدام البيانات من مختبر المنزل الصغير، نهدف إلى سد هذه الفجوة - وتحويل الأبحاث الأساسية إلى حلول واقعية لبيئات داخلية أكثر صحة للجميع".

المصدر: