Em 2022, uma equipe liderada pelo Instituto de Química Max Planck descobriu que altos níveis de radicais OH podem ser gerados em ambientes fechados, simplesmente devido à presença de pessoas e ozônio. Isso significa: as pessoas geram seu próprio campo de oxidação e alteram a química do ar interno ao seu redor dentro de seu próprio espaço pessoal. Agora, em um estudo de acompanhamento novamente em cooperação com uma equipe de pesquisa internacional, eles descobriram que os produtos de cuidados pessoais comumente aplicavam substancialmente os produtos de radicais de OH de um humano. Esses achados têm implicações para a química interna, a qualidade do ar dos espaços ocupados e a saúde humana, uma vez que muitos dos produtos químicos em nossa vizinhança imediata são transformados por esse campo.
As pessoas dentro de casa geram um campo de oxidação que consiste em radicais hidroxila (OH). O campo de oxidação é gerado pela reação do ozônio com óleos e gorduras em nossa pele
Os pesquisadores agora descobriram que a aplicação de produtos de cuidados pessoais, como fragrâncias e loções corporais, suprime o campo de oxidação humana.
Loção corporal dificulta a geração de um precursor de OH chave, atuando como uma barreira física entre o ozônio de ar e a esqualena da pele.
Uma grande quantidade de solvente de etanol em fragrâncias atua como uma pia de OH que leva a uma redução do campo OH gerado por humanos.
Métodos usados: um modelo cinético químico multifásico e um modelo de dinâmica de fluidos computacional para demonstrar como as concentrações dos componentes reativos se desenvolvem no ambiente interno.
O ambiente interno contém várias fontes de compostos químicos. Isso inclui emissões contínuas de materiais habitacionais, como móveis, pisos e móveis, mas também emissões intensas periódicas de atividades humanas, como cozinhar, fumar e limpar. Os produtos químicos do ar externo também podem entrar em ambientes internos por meio de infiltração e ventilação. Ozônio (o3) do ar livre pode reagir com os compostos em ambientes fechados para criar um coquetel químico complexo dentro do espaço interno. Como as pessoas gastam até 90 % de seu tempo em ambientes fechados, a exposição a essa variedade diversificada de compostos químicos por períodos prolongados é motivo de preocupação, principalmente porque os impactos da saúde humana de muitos desses produtos químicos permanecem pouco compreendidos.
Com base em suas descobertas em 2022, o grupo de pesquisa de Jonathan Williams, do Instituto de Química Max Planck, teve uma olhada mais de perto como o campo de oxidação humano poderia ser influenciado por produtos de cuidados pessoais. “Dado que o campo de oxidação humana influencia a composição química do ar na zona respiratória e perto da pele, afeta nossa ingestão de produtos químicos, o que, por sua vez, afeta a saúde humana. Portanto, é de interesse examinar como os produtos de cuidados pessoais podem influenciar a força e a extensão espacial do campo de OH auto-gerado”, explica os Jonathan Williams.
As medidas experimentais feitas pela equipe Max Planck foram apoiadas por Manabu Shiraiwa e sua equipe na Universidade da Califórnia (Irvine, EUA) e pelo grupo de Donghyun Rim da Universidade Estadual da Pensilvânia.
“Nossa equipe adotou uma abordagem única para simular concentrações de compostos químicos perto de humanos no ambiente interno”, disse Shiraiwa. “Desenvolvemos um modelo químico de última geração que pode simular reações de ozônio com pele e roupas humanas que podem levar à formação de compostos orgânicos semi-voláteis”.
“Aplicamos um modelo tridimensional de dinâmica de fluidos computacional para simular a evolução do campo de oxidação em torno dos ocupantes humanos”, disse RIM. “Esta abordagem de modelagem integrada destaca o impacto dos produtos de cuidados pessoais no campo de oxidação humana”.
Produtos de cuidados pessoais afetam o campo de oxidação humana
Primeiro, os pesquisadores examinaram como a aplicação da loção corporal afeta a química na periferia das pessoas testadas. Então eles investigaram como o fragrance aplicado à pele afeta a composição química do ar interno. Para os dois casos, Williams e sua equipe viram que a concentração de OH em torno dos voluntários diminuiu. Isso significa: diminuiu em comparação com o caso padrão sem cosméticos, onde o ozônio reage na pele humana para formar produtos de fase gasosa que reagem novamente no ar com ozônio para fazer OH.
Em relação ao fragrance, os pesquisadores explicam a diminuição do OH com o componente do fragrance primário etanol: ele reage com OH, usando -o, pois o etanol não produz OH ao reagir com ozônio.
“Em relação à loção corporal, podemos explicar o declínio de duas maneiras. Uma é que o fenoxietanol – um produto químico na loção para o corpo – reage com oh, mas não gera OH com ozônio. Isso é o mesmo que o fragrance com o etanol. A segunda explicação é simplesmente que a loção corporal atrapalha o jeone reagindo com os agnos da pele.
“A aplicação de uma fragrância e uma loção juntos mostrou que as fragrâncias afetam a reatividade e a concentração do OH períodos mais curtosenquanto as loções mostram efeitos mais persistentes, consistentes com a taxa de emissões de compostos orgânicos desses produtos de cuidados pessoais “, resume Nora Zannoni, primeiro autor do estudo publicado na revista de pesquisa Avanços científicos. Atualmente, ela trabalha no Instituto de Ciências Atmosféricas e Clima em Bolonha, Itália.
Implicações para a química interna
Embora existam milhares de fragrâncias e loções diferentes no mercado, existem algumas conclusões gerais válidas para qualquer produto que a equipe de pesquisa internacional extrai com base em seus testes:
Após as novas descobertas deste estudo, espera -se que uma fragrância aplicada em ambientes fechados suprimisse o campo de oxidação humana pessoal. Em contraste com as fragrâncias, as loções têm composições mais variáveis. Apesar de sua composição variável, eles esperam que a maioria das loções suprime o campo de oxidação humana devido a uma combinação de diluição de constituintes do óleo da pele e interação reduzida entre o3 e a pele. Além disso, as loções comercializadas contêm conservantes que atuam como agentes antimicrobianos. Amplamente utilizado é o fenoxietanol, que contribui ainda mais para suprimir o campo de oxidação humana, reagindo com os radicais OH, como demonstrado experimentalmente neste estudo.
“Se comprarmos um sofá da principal empresa de móveis, ele é testado para emissões nocivas antes de ser colocada à venda. No entanto, quando sentamos no sofá, transformamos naturalmente algumas dessas emissões devido ao campo de oxidação que geramos. Isso pode criar muitas composições adicionais em nossa zona de respiração, cujas propriedades não são bem conhecidas.
Esses achados fazem parte do projeto Ichear (Projeto de Emissões Humanas Químicas Indoadas), que reuniu um grupo de cientistas internacionais colaboradores da Dinamarca (DTU), EUA (Universidade Rutgers) e Alemanha (MPI). A modelagem fazia parte do projeto Moccie, com sede na Universidade da Califórnia, Irvine e na Pennsylvania State College. Ambos os projetos foram financiados por doações da Fundação AP Sloan.
Informações adicionais
Configuração experimental em uma câmara climática
Os experimentos foram realizados na Universidade Técnica da Dinamarca (DTU) em Copenhague em 2021. Quatro indivíduos com testes permaneceram em uma câmara controlada pelo clima especial sob condições padronizadas. O ozônio foi adicionado ao fluxo de ar da câmara em uma quantidade que não period prejudicial para os seres humanos, mas representativa da maior faixa de níveis internos. A equipe determinou as concentrações de OH indiretamente quantificando as fontes de OH individuais e a taxa de perda geral de OH. O campo OH foi gerado apenas quando o ozônio estava presente.
Ao combinar medições de ar de dentro da câmara com simulações de modelos, eles calcularam o efeito da loção e fragrância no campo de oxidação humana.
