درس باحثو NIST المركبات العضوية المتطايرة الصادرة عن أشجار عيد الميلاد الحية وتفاعلها مع الأوزون. ووجدوا أن التربينات الأحادية، وهي المركبات العضوية المتطايرة الرئيسية، تتضاءل بمرور الوقت وتتفاعل مع الأوزون لتكوين تركيزات منخفضة من الفورمالديهايد. خلصت الأبحاث إلى أن أشجار عيد الميلاد ليس لها تأثير يذكر على جودة الهواء الداخلي بالنسبة لمعظم الناس.
تطلق أشجار عيد الميلاد الحية مواد كيميائية تسمى المركبات العضوية المتطايرة (VOCs). يمكن أن تتفاعل بعض هذه المركبات العضوية المتطايرة مع الأوزون، وهو غاز تفاعلي، لتكوين مواد كيميائية مهيجة داخل المنزل. توجد المهيجات الكيميائية بمستويات منخفضة جدًا ولكنها قد تشكل مشكلة محتملة بالنسبة لأولئك الذين لديهم حساسية تجاهها.
في كل موسم عطلة، يشتري الأمريكيون ما يقرب من 30 مليون شجرة عيد ميلاد حية. تستمتع العديد من العائلات ليس فقط بوجود شجرة حية في منزلهم، ولكن أيضًا بالرائحة المنعشة التي تنبعث منها. تأتي الرائحة من مواد كيميائية تسمى المركبات العضوية المتطايرة (VOCs). ومع ذلك، لا يُعرف سوى القليل عن انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة وما إذا كان لها أي آثار صحية.
يقول داستن بوبينديك، مهندس البيئة في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST): "إن أنفنا عبارة عن مستشعر كيميائي رائع". "نحن نعلم أن هذه الأشجار تطلق شيئًا ما، لذلك يصبح السؤال: ما حجم المصدر؟ نريد استكشاف المواد الكيميائية التي يتم إطلاقها، وما هي الكمية التي يتم إطلاقها، وربط ذلك بمصادر أخرى للمواد الكيميائية في المنزل."
للإجابة على هذه الأسئلة، قام بوبينديك وزملاؤه في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا بإغلاق شجرة عيد الميلاد الشائعة، وهي شجرة تنوب دوغلاس، في غرفة. ثم قاموا بقياس كمية ونوع المركبات العضوية المتطايرة التي أطلقتها على مدار 17 يومًا. كما بحثوا أيضًا فيما إذا كانت المركبات العضوية المتطايرة قد تتفاعل مع مكونات أخرى في الهواء الداخلي لتكوين مركبات جديدة.
ونشرت النتائج التي توصل إليها الفريق في مجلة البيئة الداخلية.
الرائحة المنعشة التي ترتبط غالبًا بأشجار عيد الميلاد تأتي من مجموعة من المركبات العضوية المتطايرة تسمى monoterpenes، والتي توجد أيضًا في معطرات الجو والشموع وبعض منتجات العناية الشخصية. في الهواء الطلق، تطلق النباتات الصنوبرية، بما في ذلك معظم أشجار عيد الميلاد، أحاديات التربين، والتي يمكن أن تؤثر على جودة الهواء الخارجي. ومع ذلك، لا يُعرف سوى القليل عن كمية التربينات الأحادية التي يتم إطلاقها عند قطع شجرة عيد الميلاد ووضعها في الداخل.
أظهرت الأبحاث أيضًا أن التربينات الأحادية يمكن أن تتفاعل مع الأوزون. يعمل الأوزون الموجود في الغلاف الجوي العلوي كدرع وقائي ضد الشمس. على مستوى الأرض، يتم إنتاج الأوزون من خلال تفاعل كيميائي مع الضوء ويمكن أن يسبب أعراض مثل السعال وعدم الراحة في الحلق. يتفاعل الأوزون أيضًا بسهولة مع المواد الكيميائية الأخرى الموجودة في الهواء لتكوين مركبات جديدة. ولذلك يهتم الباحثون بملاحظة تأثيرات الأوزون في وجود الأشجار داخل المنزل.
لقد وضعوا الشجرة في غرفة يتم التحكم فيها بيئيًا حيث يمكن قياس المواد الكيميائية التي تطلقها الشجرة في الوقت الفعلي. وقاموا بقياس المركبات العضوية المتطايرة المنبعثة على مدى 17 يومًا باستخدام تقنية يمكنها اكتشاف المركبات العضوية في الهواء، تسمى قياس الطيف الكتلي لتفاعل نقل البروتون (PTR-MS).
في التجربة، قام الباحثون بمحاكاة البيئة المنزلية. يقومون بتزيين الشجرة بتركيبات إضاءة نموذجية للعطلات وتسليط الأضواء الساطعة على الشجرة لمحاكاة دورة الليل والنهار. يطفئون الأضواء كل 12 ساعة ويسقون الأشجار كل يوم. إنهم يجلبون الهواء الخارجي بمعدل منزل نموذجي ويقيسون باستمرار المواد الكيميائية الموجودة في الهواء الداخلي.
Monoterpenes هي المركبات العضوية المتطايرة الأكثر وفرة المنبعثة من هذه الشجرة. تصل إلى ذروتها في اليوم الأول وتنخفض بشكل ملحوظ في اليوم الثالث. وقال بوبينديك إن تركيزاتها في البداية كانت مماثلة لتلك الموجودة في معطرات الجو أو في المنازل المبنية حديثا، ثم انخفضت بسرعة بنحو 10 مرات. اكتشف الباحثون 52 نوعًا مختلفًا من التربينات الأحادية.
ثم قام الباحثون بحقن الأوزون في الغرفة ولاحظوا تأثيره على التركيب الكيميائي للهواء الداخلي. ووجدوا أن الأوزون يتفاعل مع التربينات الأحادية لتكوين منتجات ثانوية مثل الفورمالديهايد، وهو مركب عضوي متطاير آخر، ومواد كيميائية تفاعلية أخرى. مع إدخال الأوزون، انخفضت تركيزات المونوتربين بشكل أكبر، في حين زادت مستويات الفورمالديهايد، مما يشير إلى تأثير الأوزون على كيمياء الهواء الداخلي. ومع ذلك، فإن كمية الفورمالديهايد المنتجة صغيرة نسبيًا، حوالي جزء واحد في المليار. يتراوح متوسط تركيز الفورمالديهايد في المنازل الأمريكية بين 20 و30 جزءًا في المليار.
بالنسبة للأشخاص الذين لديهم حساسية تجاه المركبات العضوية المتطايرة، يمكن أن تكون أشجار عيد الميلاد سببًا لعيون وأنوف دامعة، خاصة عند انتقالهم إلى الداخل لأول مرة. في هذه الحالة، يقترح بوبندييك أن فتح نافذة بالقرب من شجرة عيد الميلاد يمكن أن يقلل من التعرض. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ترك شجرة عيد الميلاد المقطوعة حديثًا في الخارج أو في المرآب لمدة ثلاثة أيام قبل إحضارها إلى الداخل، حيث تتلاشى كثافة الانبعاثات بشكل طبيعي بمرور الوقت.
قال بوبندييك: "لكن بالنسبة لمعظم الناس، لا ينبغي أن تكون هذه مشكلة كبيرة. لا يزال لدي شجرة عيد الميلاد في منزلي".
المصدر المجمع: ScitechDaily