«Живая» елка может быть опасна для городских жителей: о чем предостерегает химик

Почему следует отказаться от новогодней традиции с установкой «живых» елок в городских квартирах? Химик Сергей Бесараб рассказал о неочевидной связи между «живыми» новогодними елками, приземным озоном больших городов и канцерогенным формальдегидом.

Озон

Озон может быть разным. Озон стратосферный — главный защитник Земли от жесткого ультрафиолета Солнца, а озон тропосферный (приземный) — все расположенное недалеко от поверхности — яд и загрязнитель воздуха.

Тропосферный озон оказывает влияние преимущественно на легкие при вдыхании, хотя при определенных условиях может также раздражать кожные покровы. Но основная его опасность заключается в продуктах озонолиза летучих органических соединений.

Он чаще всего образуется вследствие реакции между предшественниками приземного озона — летучими органическими соединениями и оксидами азота (NOx) в присутствии ультрафиолета солнечного света. Основными поставщиками прекурсоров являются выхлопные газы автомобилей, промышленные выбросы и растворители. Несмотря на то, что прекурсоры озона часто возникают в городских районах, ветер может переносить NOx на сотни километров.

Тропосферный озон начинается с того, что летучая органика окисляется с помощью гидроксильного радикала, возникают пероксидные соединения. Затем пероксидные радикалы начинают реагировать с оксидом азота NO с образованием оксида азота NO₂ и гидроксильного радикала, с которого все началось. Далее уже NO₂ под влиянием оставшегося после прохождения стратосферного озонового слоя ультрафиолета будет распадаться обратно на NO и атомарный кислород О. А атомарный кислород будет превращаться в озон. И так по кругу много раз.

Возникновение тропосферного озона

Лимитирующим соединением в этих реакциях является NO₂ . Если вместо NO₂ будет преобладать NO, пероксорадикалы НО₂ будут реагировать друг с другом и образовывать пероксиды, а не озон. Описанный механизм фактически является механизмом создания фотохимического смога, который образуется в результате фотохимического окисления соединений, выбрасываемых с автомобильными выхлопами и выбросами промышленных предприятий. Поэтому самые высокие уровни загрязнения воздуха озоном отмечаются в солнечную погоду, утром.

Конечно, кроме «фотохимического» озона, источниками этого газа могут выступать искрящиеся контакты, щетки электродвигателей, то есть все объекты, в которых имеется электрическая дуга или высокое напряжение. Именно благодаря высокому напряжению к «озоногенераторам» относятся ионные воздухоочистители, электростатические пылеуловители, лазерные принтеры, копировальные аппараты и многофункциональные устройства. Хотя считается, что наибольший вклад – это все-таки воздух извне, поступающий в комнату через окна/двери, вентиляцию и щели в стенах. Причем жильцы домов без централизованных систем вентиляции подвергаются большему риску нахвататься озона, чем те, кто имеет такие вентиляции.

Формальдегид

Еще в 1984 году Всемирная организация здравоохранения официально приняла такое понятие, как «синдром больного здания» (далее СБЗ). Этот синдром проявляется в том, что люди, находящиеся в определенном помещении (или даже в части помещения) в течение некоторого времени, начинают испытывать проблемы со здоровьем или физический дискомфорт, но при этом не диагностируется определенное заболевание (связанность симптомов без четкой этиологии). Важный индикатор СБЗ – исчезновение симптомов и улучшение самочувствия при выходе из «больного» помещения. В последнее время этот срок приобрел еще большую актуальность, поскольку большинство взрослых людей проводят не менее 8 часов в день в помещениях, а в целом большая часть в помещении проводит более 90% времени бодрствования. Среди множества возможных причин наиболее частой химической причиной СБЗ является формальдегид.

Формальдегид прекрасно растворим в воде, благодаря чему обеспечивается быстрое поглощение его в дыхательных путях и желудочно-кишечном тракте. В организме он окисляется до формиата, а затем превращается в углекислый газ и выдыхается или встраивается в биологические комплексы. Биологический период полураспада для формальдегида очень короток и составляет около 1 минуты. Также внутри организма формальдегид образуется при метаболизме метанола с участием алкогольдегидрогеназы и других ферментов.

Самый частый симптом поражения при вдыхании формальдегида – это раздражение верхних слизистых дыхательных путей и глаз. Но с 2004 года формальдегид классифицирован Международным агентством исследований рака (IARC) как канцероген 1 (высшего) класса. Эта оценка основана на информации о взаимосвязи между раком носоглотки и лейкемией, связанной с влиянием формальдегида.

Откуда же преимущественно поступает в атмосферу квартиры/офиса/школьного класса этот формальдегид?

Основной источник формальдегида – это различные строительные материалы, в мире пост-СССР – это ДСП/МДФ плиты и изделия из них. И в ближайшее время вряд ли наметится изменение ситуации. Напротив, производство древесно-стружечных и OSB-плит увеличивает обороты.

Вторым после эмиссии из строительных материалов источником формальдегида в домах и квартирах можно считать окисление летучих органических соединений тропосферным озоном.

При чем здесь елки?

Летучие органические соединения (ЛОС или англ. VOC) — это любые органические вещества, которые кипят при низкой температуре, легко улетучиваются из жидкой или твердой формы и поступают в окружающую среду. Сюда можно отнести бутан, бензол, метиленхлорид, стирол и т.д. Среди них есть и те соединения, которые формируют «аромат Нового года» — в основном это разные монотерпены. При живых хвойных растениях это чаще всего α- и β-пинены, мирцен, терпинен, лимонен. Отличительная черта этих соединений состоит в том, что озонолиз терпенов чаще всего дает в результате именно формальдегид.

Химия хвойного аромата

Следует отметить, что в научной периодике практически отсутствует информация о том, как изменяется эмиссия терпенов из срубленного дерева, и все расчеты ведутся исходя из того, что дерево выделяет в своих природных условиях. Хотя на самом деле срубленная елка «стрессует» и отвечает на стресс изменением состава выделяемых терпенов (он более унифицирован, с преобладанием пененов), и их концентраций (они увеличиваются).

Не стоит забывать о том, что значимым источником формальдегида летучих терпенов выступают также разные потребительские товары с «хвойными» ароматизаторами. Хвойный ароматизатор – один из самых распространенных видов ароматизаторов. Он используется в освежителях воздуха (настенных и аэрозольных), ароматических свечах/маслах, средствах личной гигиены и моющих средствах бытовой химии. Отличие от растительных ароматизаторов состоит в том, что основная доля летучей органики приходится на лимонен и линалоол.

Вся эта смесь искусственных/натуральных терпенов встречается с озоном из уличного воздуха и озоном от лазерного принтера/двигателя стиральной машины и окисляется до формальдегида.

Конечно, в зависимости от условий окисления в воздух попадает не только формальдегид — его могут сопровождать и уксусный альдегид, и пероксидные соединения и органические кислоты. Но в большинстве случаев формальдегид все же преобладает.

Вместо выводов

Очевидно, что современные города трудно сравнивать по качеству воздуха с горными заповедниками. Но с другой стороны, «береженого и Бог бережет». Использование различных ароматизированных средств бытовой химии вносит свой вклад в загрязнение квартиры формальдегидом. И тут же каждый Новый год, устанавливая живую елку, мы своими руками медленно, но верно помогаем этим процессам. Так, по мере засыхания дерева уровень выделения терпенов снижается, и через 3-5-7 дней становится сравнимым с выделением терпенов от освежителей воздуха или ароматических свечей. Но, в отличие от освежителей или свечей, работающих импульсно, ель эмитирует свои прекурсоры формальдегида ежесекундно (почти как мебель из МДФ). Особенно актуально сказанное для жителей крупных городов, где всегда наблюдается высокий уровень тропосферного озона: если вы живете в таком регионе, то о терпеновых («хвойных») ароматизаторах в доме вам нужно забыть – как об искусственных, так и о натуральных.

Больше новостей читайте на GreenPost.