La chimica dello spazio personale è soppressa da profumi e creme per il corpo in ambienti chiusi
Un nuovo studio dimostra che il campo di ossidazione umana generato dalle persone in ambienti chiusi è sostanzialmente influenzato dai prodotti per l'igiene personale
Nel 2022 un team guidato dall'Istituto Max Planck per la Chimica ha scoperto che in ambienti chiusi si possono generare alti livelli di radicali OH, semplicemente per la presenza di persone e ozono. Ciò significa che: Le persone generano il proprio campo di ossidazione e modificano la chimica dell'aria interna all'interno del proprio spazio personale. Ora, in uno studio successivo, sempre in collaborazione con un team di ricerca internazionale, hanno scoperto che i prodotti per la cura personale comunemente applicati sopprimono sostanzialmente la produzione di radicali OH da parte dell'uomo. Questi risultati hanno implicazioni per la chimica degli ambienti interni, la qualità dell'aria degli spazi occupati e la salute umana, poiché molte delle sostanze chimiche presenti nelle nostre immediate vicinanze vengono trasformate da questo campo.
L'ambiente interno contiene molteplici fonti di composti chimici. Queste includono emissioni continue da parte di materiali abitativi come mobili, pavimenti e arredi, ma anche emissioni periodiche intense da parte di attività umane come cucinare, fumare e pulire. Anche le sostanze chimiche presenti nell'aria esterna possono entrare negli ambienti interni attraverso le infiltrazioni e la ventilazione. L'ozono (O3) proveniente dall'esterno può reagire con i composti presenti negli ambienti interni per creare un complesso cocktail chimico all'interno degli spazi abitativi. Poiché le persone trascorrono fino al 90% del loro tempo in ambienti chiusi, l'esposizione a questa vasta gamma di composti chimici per periodi prolungati è motivo di preoccupazione, soprattutto perché gli impatti sulla salute umana di molte di queste sostanze chimiche sono ancora poco conosciuti.
Sulla base dei risultati ottenuti nel 2022, il gruppo di ricerca di Jonathan Williams dell'Istituto Max Planck per la Chimica ha esaminato più da vicino come il campo di ossidazione umano possa essere influenzato dai prodotti per la cura personale. "Dato che il campo di ossidazione umano influenza la composizione chimica dell'aria nella zona di respirazione e vicino alla pelle, influisce sulla nostra assunzione di sostanze chimiche, che a sua volta ha un impatto sulla salute umana. È quindi interessante esaminare come i prodotti per la cura personale possano influenzare la forza e l'estensione spaziale del campo OH autogenerato", spiega Jonathan Williams.
Le misurazioni sperimentali effettuate dal team del Max Planck sono state supportate da Manabu Shiraiwa e dal suo team dell'Università della California (Irvine, USA) e dal gruppo di Donghyun Rim della Pennsylvania State University.
"Il nostro team ha adottato un approccio unico per simulare le concentrazioni di composti chimici vicino agli esseri umani nell'ambiente interno", ha detto Shiraiwa. "Abbiamo sviluppato un modello chimico all'avanguardia in grado di simulare le reazioni dell'ozono con la pelle e gli indumenti umani che possono portare alla formazione di composti organici semivolatili".
"Abbiamo applicato un modello tridimensionale di fluidodinamica computazionale per simulare l'evoluzione del campo di ossidazione intorno agli occupanti umani", ha detto Rim. "Questo approccio di modellazione integrata evidenzia l'impatto dei prodotti per la cura della persona sul campo di ossidazione umano".
I prodotti per la cura della persona influenzano il campo di ossidazione umano
In primo luogo, i ricercatori hanno esaminato come l'applicazione di una lozione per il corpo influisca sulla chimica alla periferia delle persone esaminate. Poi hanno studiato come il profumo applicato sulla pelle influenzi la composizione chimica dell'aria interna. In entrambi i casi, Williams e il suo team hanno osservato che la concentrazione di OH intorno ai volontari è diminuita. Ciò significa che: È diminuita rispetto al caso standard senza cosmetici, in cui l'ozono reagisce sulla pelle umana per formare prodotti in fase gassosa che reagiscono nuovamente nell'aria con l'ozono per formare OH.
Per quanto riguarda il profumo, i ricercatori spiegano la diminuzione dell'OH con il componente primario del profumo, l'etanolo: reagisce con l'OH, consumandolo, poiché l'etanolo non produce OH quando reagisce con l'ozono.
"Per quanto riguarda la lozione per il corpo, possiamo spiegare il calo in due modi. Uno è che il fenossietanolo, una sostanza chimica contenuta nelle lozioni per il corpo, reagisce con l'OH ma non genera OH con l'ozono. È la stessa cosa del profumo con etanolo. La seconda spiegazione è semplicemente che la crema per il corpo ostacola la reazione dell'ozono con lo squalene sulla pelle", afferma il chimico atmosferico Jonathan Williams.
"L'applicazione di una fragranza e di una lozione insieme ha dimostrato che le fragranze hanno un impatto sulla reattività e sulla concentrazione di OH per periodi di tempo più brevi, mentre le lozioni mostrano effetti più persistenti, coerenti con il tasso di emissione di composti organici da questi prodotti per la cura personale", riassume Nora Zannoni, prima autrice dello studio pubblicato sulla rivista di ricerca Science Advances. Attualmente lavora presso l'Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima di Bologna.
Implicazioni per la chimica degli ambienti interni
Sebbene sul mercato esistano migliaia di fragranze e lozioni diverse, il team di ricerca internazionale ha tratto alcune conclusioni generali, valide per qualsiasi prodotto, sulla base dei test effettuati:
In base alle nuove scoperte di questo studio, un profumo applicato in ambienti chiusi dovrebbe sopprimere il campo di ossidazione umano personale. A differenza delle fragranze, le lozioni hanno composizioni più variabili. Nonostante la loro composizione variabile, si prevede che la maggior parte delle lozioni sopprima il campo di ossidazione umano a causa di una combinazione di diluizione dei costituenti dell'olio della pelle e di una ridotta interazione tra O3 e la pelle. Inoltre, le lozioni in commercio contengono conservanti che agiscono come agenti antimicrobici. Il fenossietanolo, ampiamente utilizzato, contribuisce ulteriormente a sopprimere il campo di ossidazione umano reagendo con i radicali OH, come dimostrato sperimentalmente in questo studio.
"Se acquistiamo un divano da una grande azienda di mobili, prima di essere messo in vendita viene testato per le emissioni nocive. Tuttavia, quando ci sediamo sul divano, trasformiamo naturalmente alcune di queste emissioni grazie al campo di ossidazione che generiamo. Questo può creare molti composti aggiuntivi nella nostra zona di respirazione le cui proprietà non sono ben conosciute o studiate. È interessante notare che le lozioni per il corpo e i profumi sembrano entrambi attenuare questo effetto", afferma Jonathan Williams.
Questi risultati fanno parte del progetto ICHEAR (Indoor Chemical Human Emissions and Reactivity Project), che ha riunito un gruppo di scienziati internazionali provenienti da Danimarca (DTU), Stati Uniti (Rutgers University) e Germania (MPI). La modellazione faceva parte del progetto MOCCIE con sede presso l'Università della California Irvine e la Pennsylvania State University. Entrambi i progetti sono stati finanziati da sovvenzioni della fondazione A. P. Sloan.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Nora Zannoni, Pascale S. J. Lakey, Youngbo Won, Manabu Shiraiwa, Donghyun Rim, Charles J. Weschler, Nijing Wang, Tatjana Arnoldi-Meadows, Lisa Ernle, Anywhere Tsokankunku, Gabriel Bekö, Pawel Wargocki, Jonathan Williams; "Personal care products disrupt the human oxidation field"; Science Advances, Volume 11
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