Lebende Weihnachtsbäume beeinflussen die Luftchemie in Innenräumen, finden Forscher heraus

In jeder Weihnachtszeit kaufen Amerikaner fast 30 Millionen lebende Weihnachtsbäume. Viele Familien genießen es nicht nur, einen lebenden Baum in ihren Häusern zu haben, sondern auch den frischen Duft zu riechen, den er verströmt. Dieser Geruch entsteht durch Chemikalien, die als flüchtige organische Verbindungen (VOCs) bezeichnet werden. Es ist jedoch wenig darüber bekannt, wie viel emittiert wird und ob sie gesundheitliche Auswirkungen haben.

„Unsere Nase ist ein guter chemischer Sensor“, sagte Dustin Poppendieck, Umweltingenieur am National Institute of Standards and Technology (NIST). „Wir wissen, dass diese Bäume etwas ausstoßen, und dann stellt sich die Frage: Wie groß ist die Quelle? Wir wollten untersuchen, welche Chemikalien in welcher Menge emittiert werden, und dies in einen Zusammenhang mit anderen Chemikalienquellen setzen.“ Haus“, sagte er.

Um diese Fragen zu beantworten, nahmen Poppendieck und seine NIST-Kollegen einen gängigen Weihnachtsbaumtyp – eine Douglasie – und versiegelten ihn in einer Kammer. Anschließend maßen sie die Menge und Art der VOCs, die über einen Zeitraum von 17 Tagen ausgestoßen wurden. Sie untersuchten auch, ob die VOCs mit anderen Bestandteilen der Raumluft reagieren und neue Verbindungen bilden.

Die Ergebnisse des Teams waren veröffentlicht im Tagebuch Innenräume.

Der frische Geruch, der üblicherweise mit Weihnachtsbäumen in Verbindung gebracht wird, stammt von einer Gruppe von VOCs, die als „VOCs“ bezeichnet werden Monoterpene, die auch in Lufterfrischern, Kerzen und einigen Körperpflegeprodukten enthalten sind. Im Freien setzen Nadelbäume, die Pflanzengruppe, zu der die meisten Weihnachtsbäume gehören, Monoterpene frei und können die Luftqualität im Freien beeinträchtigen. Es ist jedoch wenig darüber bekannt, wie viel Monoterpen freigesetzt wird, wenn ein Baum gefällt und in Innenräumen aufgestellt wird.

Studien zeigen auch, dass Monoterpene mit Ozon reagieren können. Ozon in der oberen Atmosphäre dient als Schutzbarriere gegen die Sonne. In Bodennähe entsteht Ozon durch chemische Reaktionen mit Licht und kann Symptome wie Husten und Halsreizungen verursachen. Ozon reagiert auch leicht mit anderen Chemikalien in der Luft und bildet neue Verbindungen. Daher waren die Forscher daran interessiert, die Auswirkungen von Ozon in der Gegenwart eines Zimmerbaums zu beobachten.

Sie stellten es in eine klimakontrollierte Kammer, wo sie die vom Baum emittierten Chemikalien in Echtzeit messen konnten. Mit einer Technik, die organische Verbindungen in der Luft nachweisen kann, der sogenannten Protonentransfer-Reaktions-Massenspektrometrie (PTR-MS), maßen sie die über einen Zeitraum von 17 Tagen emittierten VOCs.

In ihrem Experiment simulierten die Forscher eine häusliche Umgebung. Sie schmückten den Baum mit einer typischen Feiertagsbeleuchtung und beleuchteten ihn mit hellem Licht, um den Tag-Nacht-Zyklus nachzuahmen. Sie schalteten alle 12 Stunden das Licht aus und bewässerten den Baum jeden Tag. Sie führten Außenluft mit einer für Haushalte typischen Rate ein und maßen ständig Chemikalien in der Innenluft.

Monoterpene waren die am häufigsten vom Baum emittierten VOC. Sie erreichten am ersten Tag ihren Höhepunkt, bevor sie am dritten Tag deutlich abnahmen. Ihre Konzentration lag zunächst auf dem Niveau eines Plug-in-Lufterfrischers oder eines neu gebauten Hauses, bevor sie schnell um fast das Zehnfache ihrer ursprünglichen Menge abfiel, sagte Poppendieck. Die Forscher entdeckten 52 verschiedene Arten von Monoterpenen.

Anschließend injizierten die Forscher Ozon in die Kammer, um zu sehen, wie es die Chemie der Raumluft beeinflusst. Sie fanden heraus, dass Ozon mit den Monoterpenen reagierte und Nebenprodukte wie Formaldehyd, eine andere Art von VOC, sowie andere reaktive Chemikalien bildete. Die Monoterpenkonzentration nahm durch die Einführung von Ozon noch weiter ab, während der Formaldehydgehalt anstieg, was sich auf die Luftchemie in Innenräumen auswirkte. Allerdings war die Menge des erzeugten Formaldehyds mit etwa einem Teil pro Milliarde relativ gering. Typische US-Häuser weisen Formaldehydkonzentrationen zwischen 20 und 30 Teilen pro Milliarde auf.

Für Menschen, die empfindlich auf VOCs reagieren, könnten Weihnachtsbäume eine mögliche Ursache für tränende Augen und Nasen sein, insbesondere wenn sie zunächst ins Haus gebracht werden. In diesem Fall schlägt Poppendieck vor, dass das Öffnen eines Fensters in der Nähe des Baumes die Exposition verringert. Darüber hinaus können frisch gefällte Bäume drei Tage lang im Freien oder in der Garage stehen gelassen werden, bevor sie ins Haus gebracht werden, da die Emissionsstärke mit der Zeit auf natürliche Weise abnimmt.

„Aber für die meisten Menschen“, sagte Poppendieck, „sollte das kein großes Problem sein. Ich werde immer noch einen Weihnachtsbaum in meinem Haus haben.“