Delphine Farmer, químico atmosférico de la Universidad Estatal de Colorado, había pasado toda su carrera investigando las complejidades del aire exterior: cómo se mueven, interactúan y cambian los gases y partículas en la atmósfera, y cómo las actividades humanas perturban el aire que respiramos. Luego, entró.
Es decir, la profesora asociada del Departamento de Química dirigió su atención al ámbito menos estudiado del aire interior. Y descubrió que la química interna puede ser mucho más compleja que la de los sistemas de aire exterior.
Hace más de dos años, Farmer y más de 60 colaboradores de 13 universidades pusieron en marcha un primer experimento en su tipo que intentaba mapear la química en el aire de una casa típica, sujeta a actividades domésticas típicas como cocinar y limpiar.El esfuerzo se denominó HOMEChem - Observaciones de la Casa de Química Microbiana y Ambiental - y fue dirigido por Farmer y Marina Vance, un ingeniero mecánico en la Universidad de Colorado Boulder.
Ahora, a medida que el equipo examina las cantidades de datos que recopilaron, Farmer y su equipo de investigación de CSU han publicado su primer estudio importante de HOMEChem. El documento, que aparece en Ciencia y tecnología ambiental , informa lo que aprendieron sobre las reacciones químicas que ocurrieron al trapear los pisos con una solución de cloro común
En HOMEChem, su primera incursión en la química de interiores, Farmer "se convirtió en una conversa cuando escuché la estadística de que pasamos el 90 por ciento de nuestras vidas en interiores".
"Es desconcertante, realmente, que todos nuestros resultados de salud estén vinculados al aire exterior", dijo Farmer. "Me dio curiosidad como científico cuando me di cuenta de lo poco que sabemos sobre química en interiores".
Su equipo de estudiantes graduados y postdoctorados ahora está ocupado reuniendo más datos y compilando posibles estudios de seguimiento.
en la casa de prueba
Respaldado por $ 1.1 millones del programa de Química de los ambientes interiores de la Fundación Sloan, el equipo de HOMEChem llegó a la ubicación perfecta para sus experimentos: la Casa de Pruebas de la Universidad de Texas en Austin, una "casa" fabricada de gran tamaño que sirve comouna especie de pizarra en blanco para experimentos científicos. El equipo ocupó la casa durante la mayor parte de junio de 2018, simulando actividades en un hogar occidental promedio. Sus esfuerzos se detallan en un documento general en Ciencias Ambientales: Procesos e Impactos.
Su presentación experimental, que se parecía mucho a una lista de tareas familiares, incluía cosas como cocinar salteado de vegetales, fregar superficies con productos para el hogar y trapear en húmedo. Incluso una sesión se dedicó a cocinar un típicoComida de Acción de Gracias mientras se registran las emisiones resultantes. Todo esto, mientras se operan equipos sensibles por valor de cientos de miles de dólares que pueden detectar todo en el aire, desde partículas de un solo nanómetro, hasta cientos de compuestos orgánicos volátiles diferentes.
El equipo de agricultores de CSU incluyó a los estudiantes de posgrado Jimmy Mattila, Matson Pothier y Erin Boedicker, y los investigadores posdoctorales Yong Zhou y Andy Abeleira. El equipo desplegó 12 instrumentos separados para rastrear tres categorías amplias de compuestos: orgánicos, oxidantes y partículas. Investigador postdoctoral yLa científica de datos Anna Hodshire se unió recientemente al equipo de Farmer y será responsable de administrar los grandes conjuntos de datos que los investigadores reunieron en el transcurso de HOMEChem.
resultados de limpieza con cloro
Para el estudio de limpieza con cloro, el equipo de Farmer registró la química acuosa y acuosa de varios días consecutivos de trapear un piso con cloro, diluido según las especificaciones del fabricante. Algunos días, también observaron cómo se afectaba esa química cuando se trapeaban los pisos después deuna sesión de cocina
Según el documento, los investigadores observaron picos agudos, aunque de corta duración, en ácido hipocloroso, cloro y cloruro de nitrilo en el aire, que son compuestos más típicamente asociados, en niveles más bajos, con el aire exterior de las ciudades costeras.
Mattila, la primera autora y estudiante graduada del artículo que operó un espectrómetro de masas de ionización química durante HOMEChem, dijo que el equipo se sorprendió al saber que la química multifase, no solo la fase gaseosa, controla la producción y eliminación de compuestos inorgánicosen el aire durante la limpieza con blanqueador. El blanqueador en el agua del trapeador, aplicado al piso, reaccionaría con las moléculas en las superficies y paredes de la casa para crear nuevos compuestos. Resulta tales superficies, y la capa de lodo que muchas casas acumulande años de vida: pueden actuar como reservorios de una amplia variedad de moléculas ácidas y básicas que luego pueden interactuar con sustancias como el blanqueador.
"Uno pensaría intuitivamente que dado que estamos haciendo estos humos en el aire y hay otras cosas en el aire, probablemente solo están reaccionando", dijo Mattila. "Resulta que la química multifase en interiores, en el blanqueadorsolución y en varias superficies interiores, es lo que realmente impulsa las observaciones "
El grupo colaboró con científicos de UC Irvine para desarrollar un modelo para comprender cómo las moléculas acuosas y superficiales conducen a la química secundaria.
Cuando fregaron después de cocinar, también observaron interacciones de las emisiones de nitrógeno y amoníaco de los alimentos con los productos de limpieza. Vieron niveles bajos de cloraminas, consideradas dañinas para la salud humana, que se producen cuando el cloro se mezcla con el amoníaco. Los humanos también respiraneliminar trazas de amoníaco.
"Si observa cualquier botella de blanqueador, verá una advertencia seria de no mezclar cloro y amoníaco, porque producirá un conjunto peligroso de compuestos llamados cloraminas", dijo Farmer. "Lo que encontramos es que había suficienteamoníaco ambiental para producir algunos de estos compuestos, incluso sin mezclarlos. No hasta el punto en que era peligroso, pero fue interesante ver que sucedía esa química ".
Una conclusión obvia de los investigadores: cuando limpie con cloro, abra una ventana o use un ventilador para aumentar la ventilación. Y siempre diluya la solución de manera adecuada; limpiar con cloro directo podría crear compuestos peligrosos y respirables, dependiendo de qué más haya en el aireo en las paredes
Una línea de base para futuros estudios
Todo el experimento de HOMEChem no tuvo precedentes en su alcance. El estudio es un intento de establecer una comprensión básica de lo que una persona en el hogar, haciendo actividades típicas en el hogar, puede esperar respirar. Entre las conclusiones clave de los experimentos en su conjuntofue que combinar diferentes actividades en interiores lleva a una química muy diferente en la casa.
"Por ejemplo, vemos que limpiar con cloro después de limpiar en interiores con una solución de terpeno, como Pine Sol, en realidad puede conducir a una química que normalmente no se vería solo con cloro", dijo Mattila. "Eso fue algo así comoinesperado, y podría ser potencialmente dañino, ya que podría conducir a la producción de aerosoles orgánicos secundarios ".
HOMEChem fue un experimento de medición y no involucró a epidemiólogos. Los investigadores creen que sus datos servirán como un punto de partida útil para las consultas sobre los resultados de salud humana vinculados a los ambientes de aire interior.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Colorado . Original escrito por Anne Manning. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :