p Delphine Farmer, química atmosférica da Colorado State University, passou toda a sua carreira investigando as complexidades do ar exterior - como os gases e as partículas na atmosfera se movem, interagir e mudar, e como as atividades humanas perturbam o ar que respiramos. p Então, ela entrou.

p Isso é, o professor associado do Departamento de Química voltou sua atenção para o reino menos estudado do ar interior. E ela descobriu que a química interna pode ser muito mais complexa do que a dos sistemas de ar externos.

p Mais de dois anos atrás, Farmer e mais de 60 colaboradores de 13 universidades colocaram em ação um experimento inédito para tentar mapear a química aerotransportada de uma casa típica, submetido a atividades domésticas típicas como cozinhar e limpar. O esforço foi apelidado de HOMEChem - House Observations of Microbial and Environmental Chemistry - e foi liderado por Farmer e Marina Vance, engenheiro mecânico da University of Colorado Boulder.

p Agora, à medida que a equipe analisa as resmas de dados que coletou, Farmer e sua equipe de pesquisa CSU publicaram seu primeiro grande estudo da HOMEChem. O papel, aparecendo em Ciência e Tecnologia Ambiental , relata o que aprenderam sobre as reações químicas que ocorreram ao limpar o chão com uma solução de alvejante comum.

p No HOMEChem, sua primeira incursão na química interna, Farmer "se converteu quando ouvi a estatística de que passamos 90% de nossas vidas dentro de casa".

p "É intrigante, realmente, que todos os nossos resultados de saúde estão ligados ao ar exterior, "Farmer disse." Fiquei curioso como cientista quando percebi o quão pouco sabemos sobre química dentro de casa. "

p Sua equipe de alunos de graduação e pós-doutorandos agora está ocupada analisando mais dados e compilando estudos de acompanhamento em potencial.

p Na Casa de Teste

p Apoiado por US $ 1,1 milhão do programa de Química de Ambientes Internos da Sloan Foundation, a equipe da HOMEChem chegou ao local perfeito para seus experimentos:a Test House da University of Texas em Austin, em tamanho real, fabricado "casa" que serve como uma espécie de tela em branco para experimentos científicos. A equipe ocupou a casa durante a maior parte de junho de 2018, simulando atividades em uma casa típica do Oeste. Seus esforços são detalhados em um artigo de visão geral em Ciência Ambiental:Processos e Impactos.

p Seu show experimental, que se parece muito com uma lista de tarefas familiares, incluiu coisas como cozinhar vegetais salteados, esfregar superfícies com produtos domésticos, e pisos úmidos. Uma sessão foi até dedicada a cozinhar uma refeição típica de Ação de Graças enquanto registrava as emissões resultantes. Tudo isso, ao operar centenas de milhares de dólares em equipamentos sensíveis que podem detectar tudo no ar a partir de partículas de nanômetro único, a centenas de diferentes compostos orgânicos voláteis.

p A equipe de fazendeiros da CSU incluiu os alunos de graduação Jimmy Mattila, Matson Pothier e Erin Boedicker, e os pesquisadores de pós-doutorado Yong Zhou e Andy Abeleira. A equipe implantou 12 instrumentos separados para rastrear três grandes categorias de compostos:orgânicos, oxidantes e partículas. A pesquisadora de pós-doutorado e cientista de dados Anna Hodshire juntou-se recentemente à equipe do Farmer e será responsável por gerenciar os grandes conjuntos de dados que os pesquisadores reuniram ao longo do HOMEChem.

p Resultados da limpeza com água sanitária

p Para o estudo de limpeza com água sanitária, A equipe de fazendeiros registrou a química aquosa e aerotransportada de vários dias consecutivos limpando o chão com água sanitária, diluído de acordo com as especificações do fabricante. Em alguns dias, eles também observaram como essa química foi afetada quando o chão foi esfregado após uma sessão de cozimento.

p De acordo com o jornal, os pesquisadores observaram afiado, embora de curta duração, picos de ácido hipocloroso, cloro e cloreto de nitrila no ar, que são compostos mais tipicamente associados, em níveis mais baixos, com o ar exterior das cidades costeiras.

p Mattila, o primeiro autor do artigo e estudante de graduação que operou um espectrômetro de massa de ionização química durante o HOMEChem, disse que a equipe ficou surpresa ao saber que a química multifásica - não apenas a fase gasosa - controla a produção e a remoção de compostos inorgânicos do ar durante a limpeza com alvejante. A água sanitária na água do esfregão, aplicado ao chão, reagiria com as moléculas nas superfícies e paredes da casa para criar novos compostos. Acontece que essas superfícies - e a camada de sujeira que muitas casas acumulam ao longo dos anos de vida - podem atuar como reservatórios para uma ampla variedade de moléculas ácidas e básicas que podem interagir com substâncias como alvejante.

p "Você pensaria intuitivamente que, uma vez que estamos fazendo esses gases no ar, e há outras coisas no ar, eles provavelmente estão apenas reagindo, "Mattila disse." Acontece que aquela química multifásica interna, na solução de alvejante e em várias superfícies internas, é o que está realmente conduzindo as observações. "

p The group collaborated with scientists at UC Irvine to develop a model for understanding how the aqueous and surface molecules lead to secondary chemistry.

p When they mopped after cooking, they also observed interactions of nitrogen and ammonia emissions from the food with the cleaning products. They saw low levels of chloramines, considered harmful to human health, which are made when chlorine mixes with ammonia. Humans also breathe out trace amounts of ammonia.

p "If you look on any bottle of bleach, you'll see a serious warning not to mix chlorine and ammonia, because it will make a dangerous set of compounds called chloramines, " Farmer said. "What we found is there was enough ambient ammonia to still make some of these compounds, even without mixing them. Not to the point where it was dangerous, but it was interesting to see that chemistry happening."

p An obvious takeaway from the researchers:When cleaning with bleach, open a window or use a fan to increase ventilation. And always appropriately dilute the solution; cleaning with straight bleach could create dangerous breathable compounds, depending on what else is in the air or on the walls.

p A baseline for future studies

p The entire HOMEChem experiment was unprecedented in its scope. The study is an attempt at establishing a baseline understanding of what a person at home, doing typical home activities, can expect to be breathing. Among the key takeaways from the experiments as a whole was that combining different indoor activities leads to very different chemistry in the house.

p "Por exemplo, we see that cleaning with bleach after you clean indoors with a terpene solution, like Pine Sol, can actually lead to some chemistry you wouldn't normally see with bleach alone, " Mattila said. "That was kind of unexpected, and could be potentially harmful, because it could lead to the production of secondary organic aerosols."

p HOMEChem was a measurement experiment and did not involve epidemiologists. The researchers believe their data will serve as a useful starting point for inquiries into human health outcomes tied to indoor air environments.