La chimie de l'espace personnel supprimée par les parfums et les lotions corporelles à l'intérieur des bâtiments
Une nouvelle étude montre que le champ d'oxydation humain généré par les personnes à l'intérieur des bâtiments est fortement influencé par les produits de soins personnels
En 2022, une équipe dirigée par l'Institut Max Planck de chimie a découvert que des niveaux élevés de radicaux OH peuvent être générés à l'intérieur, simplement en raison de la présence de personnes et d'ozone. En d'autres termes, les personnes génèrent leur propre champ d'oxydation : Les personnes génèrent leur propre champ d'oxydation et modifient la chimie de l'air intérieur autour d'elles dans leur propre espace personnel. Aujourd'hui, dans une étude de suivi réalisée à nouveau en collaboration avec une équipe de recherche internationale, les chercheurs ont constaté que les produits de soins personnels couramment utilisés réduisent considérablement la production de radicaux OH par l'être humain. Ces résultats ont des implications pour la chimie intérieure, la qualité de l'air des espaces occupés et la santé humaine, puisque de nombreux produits chimiques présents dans notre environnement immédiat sont transformés par ce champ.
L'environnement intérieur contient de multiples sources de composés chimiques. Il s'agit notamment d'émissions continues provenant des matériaux de construction tels que les meubles, les sols et l'ameublement, mais aussi d'émissions intenses périodiques provenant d'activités humaines telles que la cuisine, le tabagisme et le nettoyage. Les produits chimiques de l'air extérieur peuvent également pénétrer dans les environnements intérieurs par infiltration et ventilation. L'ozone (O3) provenant de l'extérieur peut réagir avec les composés présents à l'intérieur et créer un cocktail chimique complexe dans l'espace de vie intérieur. Étant donné que les gens passent jusqu'à 90 % de leur temps à l'intérieur, l'exposition à cette gamme variée de composés chimiques sur de longues périodes est préoccupante, d'autant plus que les effets sur la santé humaine de bon nombre de ces produits chimiques restent mal connus.
Sur la base des résultats obtenus en 2022, le groupe de recherche de Jonathan Williams de l'Institut Max Planck de chimie a examiné de plus près la manière dont le champ d'oxydation humain pouvait être influencé par les produits de soins personnels. "Étant donné que le champ d'oxydation humain influence la composition chimique de l'air dans la zone de respiration et à proximité de la peau, il a une incidence sur notre absorption de produits chimiques, ce qui se répercute sur la santé humaine. Il est donc intéressant d'examiner comment les produits de soins personnels peuvent influencer la force et l'étendue spatiale du champ OH auto-généré", explique Jonathan Williams.
Les mesures expérimentales effectuées par l'équipe Max Planck ont été soutenues par Manabu Shiraiwa et son équipe de l'université de Californie (Irvine, États-Unis) et par le groupe de Donghyun Rim de l'université d'État de Pennsylvanie.
"Notre équipe a adopté une approche unique pour simuler les concentrations de composés chimiques à proximité des êtres humains dans l'environnement intérieur", a déclaré M. Shiraiwa. "Nous avons développé un modèle chimique de pointe capable de simuler les réactions de l'ozone avec la peau humaine et les vêtements, réactions qui peuvent conduire à la formation de composés organiques semi-volatils.
"Nous avons appliqué un modèle tridimensionnel de dynamique des fluides pour simuler l'évolution du champ d'oxydation autour des occupants humains", a déclaré M. Rim. "Cette approche de modélisation intégrée met en évidence l'impact des produits de soins personnels sur le champ d'oxydation humain.
Les produits de soins personnels affectent le champ d'oxydation humain
Les chercheurs ont tout d'abord examiné l'impact de l'application d'une lotion corporelle sur la chimie à la périphérie des personnes testées. Ils ont ensuite étudié la manière dont le parfum appliqué sur la peau affecte la composition chimique de l'air intérieur. Dans les deux cas, Williams et son équipe ont constaté que la concentration d'OH autour des volontaires diminuait. Cela signifie qu'elle a diminué par rapport au cas standard sans parfum : Elle a diminué par rapport au cas standard sans cosmétiques, où l'ozone réagit sur la peau humaine pour former des produits en phase gazeuse qui réagissent à nouveau dans l'air avec l'ozone pour former des OH.
En ce qui concerne le parfum, les chercheurs expliquent la diminution de l'OH par le principal composant du parfum, l'éthanol : il réagit avec l'OH et l'utilise, car l'éthanol ne produit pas d'OH lorsqu'il réagit avec l'ozone.
"En ce qui concerne les lotions pour le corps, nous pouvons expliquer la diminution de deux façons. La première est que le phénoxyéthanol - un produit chimique contenu dans la lotion pour le corps - réagit avec l'OH mais ne produit pas d'OH avec l'ozone. C'est la même chose que pour le parfum à l'éthanol. La deuxième explication est que la lotion pour le corps empêche l'ozone de réagir avec le squalène sur la peau", explique le chimiste de l'atmosphère Jonathan Williams.
"L'application conjointe d'un parfum et d'une lotion a montré que les parfums ont un impact sur la réactivité et la concentration de l'OH sur des périodes plus courtes, alors que les lotions ont des effets plus persistants, ce qui est cohérent avec le taux d'émission de composés organiques de ces produits de soins personnels", résume Nora Zannoni, premier auteur de l'étude publiée dans le magazine de recherche Science Advances. Elle travaille actuellement à l'Institut des sciences atmosphériques et du climat de Bologne, en Italie.
Implications pour la chimie d'intérieur
Bien qu'il existe des milliers de parfums et de lotions différents sur le marché, l'équipe de recherche internationale tire certaines conclusions générales valables pour n'importe quel produit sur la base de ses tests :
Selon les nouveaux résultats de cette étude, un parfum appliqué à l'intérieur devrait supprimer le champ d'oxydation personnel de l'homme. Contrairement aux parfums, les lotions ont des compositions plus variables. Malgré leur composition variable, les auteurs s'attendent à ce que la plupart des lotions suppriment le champ d'oxydation humain en raison d'une combinaison de dilution des constituants de l'huile cutanée et d'une interaction réduite entre l'O3 et la peau. En outre, les lotions commercialisées contiennent des conservateurs agissant comme des agents antimicrobiens. Le phénoxyéthanol, largement utilisé, contribue à supprimer le champ d'oxydation humain en réagissant avec les radicaux OH, comme l'a démontré expérimentalement cette étude.
"Si nous achetons un canapé auprès d'une grande entreprise d'ameublement, il est testé pour détecter les émissions nocives avant d'être mis en vente. Cependant, lorsque nous nous asseyons sur le canapé, nous transformons naturellement certaines de ces émissions en raison du champ d'oxydation que nous générons. Cela peut créer de nombreux composés supplémentaires dans notre zone de respiration, dont les propriétés ne sont pas bien connues ou étudiées. Il est intéressant de noter que les lotions corporelles et les parfums semblent tous deux atténuer cet effet", explique Jonathan Williams.
Ces résultats font partie du projet ICHEAR (Indoor Chemical Human Emissions and Reactivity Project) qui a réuni un groupe de scientifiques internationaux collaborant avec le Danemark (DTU), les États-Unis (Rutgers University) et l'Allemagne (MPI). La modélisation faisait partie du projet MOCCIE basé à l'Université de Californie Irvine et à l'Université d'État de Pennsylvanie. Les deux projets ont été financés par des subventions de la fondation A. P. Sloan.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication 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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