«Жива» ялинка може бути небезпечною для міських жителів: про що застерігає хімік

Чому варто відмовитися від новорічної традиції зі встановленням «живих» ялинок у міських квартирах? Хімік Сергій Бесараб розповів про неочевидний зв'язок між «живими» новорічними ялинками, приземним озоном великих міст і канцерогенним формальдегідом.

Озон

Озон може бути різним. Озон стратосферний — головний захисник Землі від жорсткого ультрафіолету Сонця, натомість озон тропосферний (приземний) — усе розташоване недалеко від поверхні — отрута й забруднювач повітря.

Тропосферний озон впливає переважно на легені при вдиханні, хоча за певних умов може також подразнювати шкірні покриви. Але основна його небезпека полягає в продуктах озонолізу летких органічних сполук.

Він найчастіше утворюється внаслідок реакції між попередниками (прекурсорами) приземного озону — леткими органічними сполуками й оксидами азоту (NOx) у присутності ультрафіолету сонячного світла. Основними постачальниками прекурсорів є вихлопні гази автомобілів, промислові викиди та хімічні розчинники. Незважаючи на те, що прекурсори озону часто виникають у міських районах, вітер може переносити NOx на сотні кілометрів.

Тропосферний озон починається з того, що летка органіка окислюється за допомогою гідроксильного радикалу, виникають пероксидні сполуки. Потім пероксидні радикали починають реагувати з оксидом азоту NO з утворенням оксиду азоту NO₂ та гідроксильного радикалу, з якого все почалося. Далі вже NO₂ під впливом ультрафіолету, що залишився після проходження стратосферного озонового шару, буде розпадатися назад на NO і атомарний кисень О. А атомарний кисень буде перетворюватися на озон. І так по колу багато разів.

Виникнення тропосферного озону у вигляді картинки

Лімітуючим з'єднанням у цих реакціях є NO₂. Якщо замість NO₂ переважатиме NO, то пероксорадикали НО₂ будуть реагувати один з одним і утворювати пероксиди, а не озон. Описаний механізм фактично є механізмом утворення фотохімічного смогу, який утворюється внаслідок фотохімічного окислення сполук, що викидаються з автомобільними вихлопами та викидами промислових підприємств. Тому найвищі рівні забруднення повітря озоном відзначаються у сонячну погоду, вранці.

Звісно, крім «фотохімічного» озону, джерелами цього газу можуть виступати іскристі контакти, щітки електродвигунів, тобто всі об'єкти, в яких наявна електрична дуга чи висока напруга. Саме завдяки високій напрузі до «озоногенераторів» належать іонні очищувачі повітря, електростатичні пиловловлювачі, лазерні принтери, копіювальні апарати та багатофункціональні пристрої. Хоча вважається, що найбільший внесок — це все-таки повітря ззовні, що надходить до кімнати через вікна/двері, вентиляцію та щілини у стінах. Причому мешканці будинків без централізованих систем вентиляції наражаються на більший ризик нахапатись озону, ніж ті, хто має такі вентиляції.

Формальдегід

Ще в 1984 році Всесвітня організація охорони здоров'я офіційно узвичаїла таке поняття, як «синдром хворої будівлі» (далі СХБ). Цей синдром виявляється у тому, що люди, які перебувають у певному приміщенні (чи навіть частині приміщення) протягом деякого часу, починають відчувати проблеми зі здоров'ям чи фізичний дискомфорт, але при цьому не діагностується певне захворювання (зв'язаність симптомів без чіткої етіології). Важливий індикатор СХБ — зникання симптомів і покращення самопочуття при виході з «хворого» приміщення. Останнім часом цей термін набув ще більшої актуальності, оскільки більшість дорослих людей проводять не менше 8 годин на день у приміщеннях, а загалом більша частина у приміщенні проводить понад 90 % часу неспання. Серед безлічі можливих причин найчастішою хімічною причиною СХБ є формальдегід.

Формальдегід чудово розчинний у воді, завдяки чому забезпечується швидке його поглинання в дихальних шляхах і шлунково-кишковому тракті. В організмі він окислюється до форміату, а далі перетворюється на вуглекислий газ і видихається чи вбудовується в біологічні комплекси. Біологічний період напіврозпаду для формальдегіду дуже короткий і становить близько 1 хвилини. Також усередині організму формальдегід утворюється при метаболізмі метанолу за участю алкогольдегідрагенази й інших ферментів.

Найчастіший симптом ураження при вдиханні формальдегіду — це подразнення верхніх слизових дихальних шляхів і очей. Але з 2004 року формальдегід класифікований Міжнародним агентством досліджень раку (IARC) як канцероген 1 (найвищого) класу. Ця оцінка ґрунтується на інформації щодо взаємозв'язку між раком носоглотки та лейкемією, пов'язаною з упливом формальдегіду.

Звідки ж переважно надходить у повітря квартири/офісу/шкільного класу цей формальдегід?

Основне джерело формальдегіду — це різні будівельні матеріали, в Україні — це ДСП/МДФ плити та вироби з них. І найближчим часом навряд чи намітиться зміна ситуації. Навпаки, виробництво деревно-стружкових та OSB-плит збільшує оберти.

Другим після емісії з будівельних матеріалів джерелом формальдегіду в будинках і квартирах можна вважати окислення летких органічних сполук тропосферним озоном.

До чого тут ялинки?

Леткі органічні сполуки (ЛОС або англ. VOC) — це будь-які органічні речовини, які киплять при низькій температурі, легко випаровуються з рідкої чи твердої форми та надходять у довкілля. Сюди можна зарахувати бутан, бензол, метиленхлорид, стирол тощо. Серед них є й ті сполуки, які формують «аромат Нового року» — переважно це різні монотерпени. У разі живих хвойних рослин це найчастіше α- та β-пінени, мірцен, терпінен, лимонен. Відмінна риса цих сполук у тому, що озоноліз терпенів найчастіше дає у результаті саме формальдегід.

Хімія хвойного аромату

Варто зазначити, що в науковій періодиці практично відсутня інформація про те, як змінюється емісія терпенів зі зрубаного дерева, й усі розрахунки ведуться, виходячи з того, що дерево виділяє у своїх природних умовах. Хоча насправді зрубана ялинка «стресує» й відповідає на стрес зміною складу терпенів, що виділяються (він більш уніфікований, із переважанням піненів), та їх концентрацій (вони збільшуються).

Не варто забувати про те, що значущим джерелом формальдегіду летких терпенів виступають також різні споживчі товари з «хвойними» ароматизаторами. Хвойний ароматизатор — один із найпоширеніших видів ароматизаторів. Він використовується в освіжувачах повітря (настінних та аерозольних), ароматичних свічках/оліях, засобах особистої гігієни та мийних засобах побутової хімії. Відміна від рослинних ароматизаторів у тому, що основна частка леткої органіки припадає на лимонен і ліналоол.

Уся ця суміш штучних/натуральних терпенів зустрічається з озоном з вуличного повітря й озоном від лазерного принтера/двигуна пральної машини й окислюється до формальдегіду.

Звісно, залежно від умов окислення в повітря потрапляє не тільки формальдегід — його можуть супроводжувати й оцтовий альдегід, і різні пероксидні сполуки й органічні кислоти. Але в більшості випадків формальдегід усе ж таки переважає.

Замість висновків

Очевидно, що сучасні міста важко порівнювати за якісним складом повітря з гірськими заповідниками. Але з іншого боку, «береженого і Бог береже». Використання різних ароматизованих засобів побутової хімії робить свій внесок у забруднення квартири формальдегідом. І тут же кожен Новий рік, встановлюючи «живу» ялинку, ми своїми руками повільно, але певно допомагаємо цим процесам. Так, у міру засихання дерева рівень виділення терпенів знижується, і через 3-5-7 днів стає зрівнянним із виділенням терпенів від освіжувачів повітря чи ароматичних свічок. Але, на відміну від освіжувачів або свічок, які працюють імпульсно, ялина емітує свої прекурсори формальдегіду щомиті (майже як меблі із МДФ). Особливо актуальне сказане для мешканців великих міст, де завжди спостерігається високий рівень тропосферного озону: якщо ви мешкаєте в такому регіоні, то про терпенові («хвойні») ароматизатори в будинку вам потрібно забути — як про штучні, так і про натуральні.

Більше новин читайте на GreenPost.