Jakość powietrza wewnętrznego - Indoor air quality

Czyszczony filtr powietrza

Jakość powietrza w pomieszczeniach ( IAQ ) to jakość powietrza wewnątrz i wokół budynków i budowli . Wiadomo, że IAQ wpływa na zdrowie, komfort i dobre samopoczucie użytkowników budynku. Niska jakość powietrza w pomieszczeniach została powiązana z syndromem chorego budynku , zmniejszoną produktywnością i upośledzeniem uczenia się w szkołach.

Jakości powietrza może wpływać gazów (w tym tlenek węgla , radon , lotne związki organiczne ), cząstek , mikrobiologicznych zanieczyszczeń ( pleśni , bakterii ) lub masy stresowy lub energii, które mogą wywoływać negatywne stan zdrowia. Kontrola źródła, filtracja i stosowanie wentylacji do rozcieńczania zanieczyszczeń to podstawowe metody poprawy jakości powietrza w pomieszczeniach w większości budynków. Jednostki mieszkalne mogą dodatkowo poprawić jakość powietrza w pomieszczeniach poprzez rutynowe czyszczenie dywanów i dywaników.

Oznaczanie jakości powietrza obejmuje pobieranie próbek powietrza, monitorowanie narażenia ludzi na zanieczyszczenia, pobieranie próbek na powierzchniach budynków oraz komputerowe modelowanie przepływu powietrza wewnątrz budynków.

IAQ jest częścią jakości środowiska wewnętrznego (IEQ), która obejmuje IAQ, a także inne fizyczne i psychologiczne aspekty życia w pomieszczeniach (np. oświetlenie, jakość wizualną, akustykę i komfort cieplny).

Zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach w krajach rozwijających się stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia. Głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach w krajach rozwijających się jest spalanie biomasy (np. drewna, węgla drzewnego, obornika lub resztek pożniwnych) do ogrzewania i gotowania. Powoduje to wysokie stężenie pyłu zawieszonego i było odpowiedzialne za około 1,5 do 2 milionów zgonów w 2000 roku.

Miejsca pracy w pomieszczeniach znajdują się w wielu środowiskach pracy, takich jak biura, powierzchnie handlowe, szpitale, biblioteki, szkoły i przedszkola. Na takich stanowiskach pracy nie wykonuje się prac związanych z substancjami niebezpiecznymi i nie obejmują one obszarów o wysokim poziomie hałasu. Niemniej jednak pracownicy mogą mieć objawy należące do syndromu chorego budynku, takie jak pieczenie oczu, drapanie w gardle, zatkany nos, bóle głowy. Dolegliwości te często nie mogą być przypisane do jednej przyczyny i wymagają kompleksowej analizy poza badaniem jakości powietrza. Należy również uwzględnić takie czynniki, jak projekt miejsca pracy, oświetlenie, hałas, środowisko termiczne, promieniowanie jonizujące oraz aspekty psychologiczne i psychiczne. Raport wspomagany przez Instytut Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy Niemieckiego Społecznego Ubezpieczenia Wypadkowego może pomóc w systematycznym badaniu indywidualnych problemów zdrowotnych pojawiających się w miejscach pracy w pomieszczeniach oraz w identyfikacji praktycznych rozwiązań.

Powszechne zanieczyszczenia

Dym tytoniowy z drugiej ręki

Bierne palenie to dym tytoniowy, który dotyka ludzi innych niż „aktywny” palacz. Dym tytoniowy z drugiej ręki zawiera zarówno fazę gazową, jak i fazę cząstek stałych , ze szczególnymi zagrożeniami wynikającymi z poziomu tlenku węgla (jak wskazano poniżej) i bardzo małych cząstek (drobne cząstki, zwłaszcza o rozmiarze PM2,5 i PM10), które dostają się do oskrzeliki i pęcherzyki płucne. Jedyną pewną metodą poprawy jakości powietrza w pomieszczeniach w odniesieniu do biernego palenia jest wyeliminowanie palenia w pomieszczeniach. Używanie e-papierosów w pomieszczeniach zwiększa również stężenie cząstek stałych w domu .

Spalanie wewnętrzne

Dostęp do czystych paliw i technologii gotowania od 2016 r.

Spalanie w pomieszczeniach, takie jak gotowanie lub ogrzewanie, jest główną przyczyną zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach i powoduje znaczne szkody zdrowotne i przedwczesną śmierć. Pożary węglowodorów powodują zanieczyszczenie powietrza. Zanieczyszczenia powodują zarówno biomasa, jak i różnego rodzaju paliwa kopalne, ale niektóre formy paliw są bardziej szkodliwe niż inne. Pożar wewnętrzny może wytwarzać między innymi cząsteczki czarnego węgla, tlenki azotu, tlenki siarki i związki rtęci. Około 3 miliardów ludzi gotuje nad otwartym ogniem lub na prymitywnych piecach kuchennych. Paliwa do gotowania to węgiel, drewno, odchody zwierzęce i resztki pożniwne.

Radon

Radon to niewidzialny, radioaktywny gaz atomowy, który powstaje w wyniku radioaktywnego rozpadu radu , który można znaleźć w formacjach skalnych pod budynkami lub w niektórych materiałach budowlanych. Radon jest prawdopodobnie najbardziej rozpowszechnionym poważnym zagrożeniem dla powietrza w pomieszczeniach w Stanach Zjednoczonych i Europie i jest prawdopodobnie odpowiedzialny za dziesiątki tysięcy zgonów każdego roku z powodu raka płuc. Istnieją stosunkowo proste zestawy testowe do samodzielnego badania radonu, ale jeśli dom jest na sprzedaż, w niektórych stanach USA badanie musi wykonać osoba posiadająca licencję. Gaz radonowy dostaje się do budynków jako gaz glebowy i jest gazem ciężkim, a zatem będzie miał tendencję do gromadzenia się na najniższym poziomie. Radon może być również wprowadzany do budynku poprzez wodę pitną, zwłaszcza z pryszniców łazienkowych. Materiały budowlane mogą być rzadkim źródłem radonu, ale przeprowadza się niewiele badań dla produktów kamiennych, skalnych lub płytek przywożonych na place budowy; akumulacja radonu jest największa w dobrze izolowanych domach. Okres półtrwania radonu wynosi 3,8 dnia, co oznacza, że po usunięciu źródła zagrożenie zostanie znacznie zmniejszone w ciągu kilku tygodni. Metody łagodzenia radonu obejmują uszczelnianie podłóg z płyt betonowych, fundamentów piwnic, systemów odprowadzania wody lub poprzez zwiększenie wentylacji. Zazwyczaj są one opłacalne i mogą znacznie zmniejszyć lub nawet wyeliminować skażenie i związane z nim zagrożenia dla zdrowia.

Radon jest mierzony w pikokurach na litr powietrza (pCi/l), miara radioaktywności. W Stanach Zjednoczonych średni poziom radonu w pomieszczeniach wynosi około 1,3 pCi/l. Średni poziom na zewnątrz wynosi około 0,4 pCi/L. US Surgeon General i EPA zalecają naprawianie domów przy poziomie radonu równym lub wyższym niż 4 pCi/L. EPA zaleca również, aby ludzie zastanowili się nad naprawą swoich domów na poziom radonu między 2 pCi/L a 4 pCi/L.

Pleśnie i inne alergeny

Te biologiczne substancje chemiczne mogą powstawać na wiele sposobów, ale istnieją dwie wspólne klasy: (a) wzrost kolonii pleśni wywołany wilgocią oraz (b) naturalne substancje uwalniane do powietrza, takie jak sierść zwierząt i pyłki roślin. Pleśń zawsze kojarzy się z wilgocią, a jej rozwój można zahamować, utrzymując wilgotność poniżej 50%. Gromadzenie się wilgoci wewnątrz budynków może wynikać z przedostawania się wody do uszkodzonych obszarów przegród zewnętrznych lub poszycia budynku, z przecieków hydraulicznych, kondensacji spowodowanej niewłaściwą wentylacją lub z wilgoci gruntowej wnikającej do części budynku. Nawet coś tak prostego, jak suszenie ubrań w pomieszczeniu na kaloryferach, może zwiększyć ryzyko narażenia (między innymi) na Aspergillus – bardzo niebezpieczną pleśń, która może być śmiertelna dla osób cierpiących na astmę i osoby starsze. W obszarach, w których materiały celulozowe (papier i drewno, w tym płyty gipsowo-kartonowe) stają się wilgotne i nie wysychają w ciągu 48 godzin, pleśń może rozprzestrzeniać się i uwalniać do powietrza zarodniki alergenów.

W wielu przypadkach, jeśli materiały nie wyschły kilka dni po podejrzewanym zdarzeniu wodnym, podejrzewa się wzrost pleśni w zagłębieniach ścian, nawet jeśli nie jest to od razu widoczne. Poprzez badanie pleśni, które może obejmować kontrolę niszczącą, należy być w stanie określić obecność lub brak pleśni. W sytuacji, gdy widoczna jest pleśń, a jakość powietrza w pomieszczeniu mogła zostać pogorszona, może być konieczne usunięcie pleśni. Testy i inspekcje pleśni powinny być przeprowadzane przez niezależnego badacza, aby uniknąć konfliktu interesów i zapewnić dokładne wyniki.

Istnieje kilka odmian pleśni, które zawierają toksyczne związki (mikotoksyny). Jednak w większości przypadków narażenie na niebezpieczne poziomy mikotoksyn przez inhalację nie jest możliwe, ponieważ toksyny są wytwarzane przez organizm grzyba i nie są w znaczących ilościach w uwolnionych zarodnikach. Podstawowe zagrożenie rozwoju pleśni, związane z jakością powietrza w pomieszczeniach, wynika z alergennych właściwości ściany komórkowej zarodników. Poważniejsze niż większość właściwości alergizujących jest zdolność pleśni do wywoływania epizodów u osób, które już cierpią na astmę , poważną chorobę układu oddechowego.

Tlenek węgla

Jednym z najbardziej toksycznych zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniach jest tlenek węgla (CO), bezbarwny i bezwonny gaz, który jest produktem ubocznym niepełnego spalania . Powszechnymi źródłami tlenku węgla są dym tytoniowy, ogrzewacze pomieszczeń wykorzystujące paliwa kopalne , wadliwe piece centralnego ogrzewania i spaliny samochodowe. Pozbawiając mózg tlenu, wysoki poziom tlenku węgla może prowadzić do nudności, utraty przytomności i śmierci. Według American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), średni ważony czasowo (TWA) limit dla tlenku węgla (630-08-0) wynosi 25 ppm .

Lotne związki organiczne

Lotne związki organiczne (LZO) są emitowane jako gazy z niektórych ciał stałych lub cieczy. LZO obejmują różne chemikalia, z których niektóre mogą mieć krótko- i długoterminowe niekorzystne skutki zdrowotne. Stężenia wielu LZO są stale wyższe w pomieszczeniach (nawet dziesięciokrotnie wyższe) niż na zewnątrz. LZO są emitowane przez szeroką gamę produktów liczących tysiące. Przykłady obejmują: farby i lakiery, środki do usuwania farby, środki czystości, pestycydy, materiały budowlane i wyposażenie, sprzęt biurowy, taki jak kopiarki i drukarki, korektory i papier samokopiujący bezkalkowy , materiały graficzne i rzemieślnicze, w tym kleje i kleje, markery permanentne i rozwiązania fotograficzne .

Chlorowana woda pitna uwalnia chloroform, gdy w domu używana jest gorąca woda. Benzen emitowany jest z paliwa przechowywanego w przyległych garażach. Przegrzane oleje spożywcze wydzielają akroleinę i formaldehyd. Metaanaliza 77 badań LZO w domach w Stanach Zjednoczonych wykazała, że dziesięć najbardziej ryzykownych LZO powietrza w pomieszczeniach to akroleina, formaldehyd, benzen, heksachlorobutadien, aldehyd octowy, 1,3-butadien, chlorek benzylu, 1,4-dichlorobenzen, czterochlorek węgla , akrylonitryl i chlorek winylu. Związki te przekraczały normy zdrowotne w większości domów.

Chemikalia organiczne są szeroko stosowane jako składniki produktów gospodarstwa domowego. Farby, lakiery i woski zawierają rozpuszczalniki organiczne, podobnie jak wiele produktów czyszczących, dezynfekujących, kosmetycznych, odtłuszczających i hobbystycznych. Paliwa składają się z organicznych substancji chemicznych. Wszystkie te produkty mogą uwalniać związki organiczne podczas użytkowania oraz do pewnego stopnia podczas ich przechowywania. Testowanie emisji z materiałów budowlanych stosowanych w pomieszczeniach staje się coraz bardziej powszechne w przypadku pokryć podłogowych, farb i wielu innych ważnych materiałów budowlanych i wykończeń wnętrz.

Materiały stosowane w pomieszczeniach, takie jak płyty gipsowe lub dywany, działają jak „zlewy” LZO, zatrzymując opary LZO przez dłuższy czas i uwalniając je poprzez odgazowanie . Może to skutkować przewlekłymi i niskimi poziomami ekspozycji na LZO.

Kilka inicjatyw przewiduje zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach poprzez ograniczenie emisji LZO z produktów. We Francji i Niemczech obowiązują przepisy, a także liczne dobrowolne etykiety ekologiczne i systemy oceny zawierające kryteria niskiej emisji LZO, takie jak EMICODE , M1, Blue Angel i Indoor Air Comfort w Europie, a także norma kalifornijska CDPH sekcja 01350 i kilka innych w USA . Inicjatywy te zmieniły rynek, na którym w ciągu ostatnich dziesięcioleci dostępna była coraz większa liczba produktów o niskiej emisji.

Scharakteryzowano co najmniej 18 drobnoustrojowych LZO (MLZO), w tym 1-okten-3-ol , 3-metylofuran , 2-pentanol , 2-heksanon , 2-heptanon , 3-oktanon , 3-oktanol , 2-okten-1- ol , 1-okten , 2-pentanon , 2-nonanon , borneol , geosmina , 1-butanol , 3-metylo-1-butanol , 3-metylo-2-butanol i tujopsen . Pierwszy z tych związków nazywa się alkoholem grzybowym. Ostatnie cztery to produkty Stachybotrys chartarum , które powiązano z syndromem chorego budynku .

Legionella

Choroba legionistów jest wywoływana przez bakterię Legionella przenoszoną przez wodę, która najlepiej rośnie w wolno płynącej lub stojącej, ciepłej wodzie. Główną drogą narażenia jest wytworzenie efektu aerozolu, najczęściej z wyparnych wież chłodniczych lub głowic prysznicowych. Częstym źródłem Legionelli w budynkach komercyjnych są źle umieszczone lub źle utrzymane wieże chłodnicze wyparne, które często uwalniają wodę w postaci aerozolu, która może przedostawać się do pobliskich wlotów wentylacyjnych. Najczęściej zgłaszanymi przypadkami legionellozy są epidemie w placówkach medycznych i domach opieki, gdzie pacjenci mają immunosupresję i osłabienie odporności. Więcej niż jeden przypadek dotyczył fontann zewnętrznych w atrakcjach publicznych. Obecność Legionelli w wodociągach w budynkach komercyjnych jest bardzo niedostatecznie zgłaszana, ponieważ zdrowi ludzie wymagają dużego narażenia, aby zarazić się infekcją.

Testy na obecność bakterii Legionella zazwyczaj obejmują pobieranie próbek wody i wymazów powierzchniowych z basenów wyparnych, głowic prysznicowych, kranów/kranów i innych miejsc, w których gromadzi się ciepła woda. Próbki są następnie hodowane i jednostki tworzące kolonie (jtk) Legionella są określane ilościowo jako cfu/litr.

Legionella jest pasożytem pierwotniaków takich jak ameba , dlatego wymaga warunków odpowiednich dla obu organizmów. Bakteria tworzy biofilm odporny na działanie środków chemicznych i przeciwbakteryjnych, w tym chloru. Środki zaradcze w przypadku epidemii Legionelli w budynkach komercyjnych są różne, ale często obejmują spłukiwanie bardzo gorącą wodą (160 °F; 70 °C), sterylizację stojącej wody w basenach chłodzących wyparnych, wymianę głowic prysznicowych, a w niektórych przypadkach spłukiwanie solami metali ciężkich. Środki zapobiegawcze obejmują dostosowanie normalnego poziomu ciepłej wody, aby umożliwić 120 °F (50 °C) w kranie, ocenę układu obiektu, usunięcie aeratorów kranu i okresowe testy w podejrzanych obszarach.

Inne bakterie

W powietrzu i na powierzchniach wewnętrznych można znaleźć wiele bakterii o znaczeniu zdrowotnym. Rola drobnoustrojów w środowisku wewnętrznym jest coraz częściej badana przy użyciu nowoczesnej analizy genowej próbek środowiskowych. Obecnie trwają prace nad połączeniem ekologów mikrobiologicznych i naukowców zajmujących się powietrzem w pomieszczeniach w celu opracowania nowych metod analizy i lepszej interpretacji wyników.

Bakterie (26 2 27) Mikroby w powietrzu

„W ludzkiej florze jest około dziesięć razy więcej komórek bakteryjnych niż komórek ludzkich w ciele, z dużą liczbą bakterii na skórze i florą jelitową”. Duża część bakterii znajdujących się w powietrzu i kurzu w pomieszczeniach jest wydalana z ludzi. Do najważniejszych znanych bakterii występujących w powietrzu wewnętrznym należą Mycobacterium tuberculosis , Staphylococcus aureus , Streptococcus pneumoniae .

Włókna azbestowe

Wiele powszechnych materiałów budowlanych używanych przed 1975 r. zawiera azbest , takie jak niektóre płytki podłogowe, płytki sufitowe, gonty, ognioodporne, systemy grzewcze, owijki do rur, błota, mastyksy i inne materiały izolacyjne. Zwykle nie dochodzi do znacznych uwolnień włókien azbestowych, chyba że materiały budowlane zostaną naruszone, na przykład przez cięcie, szlifowanie, wiercenie lub przebudowę budynku. Usuwanie materiałów zawierających azbest nie zawsze jest optymalne, ponieważ podczas procesu usuwania włókna mogą być rozprowadzane w powietrzu. Zamiast tego często zalecany jest program zarządzania nienaruszonymi materiałami zawierającymi azbest.

Gdy materiał zawierający azbest ulegnie uszkodzeniu lub rozpadowi, mikroskopijne włókna są rozpraszane w powietrzu. Wdychanie włókien azbestu przez długi czas ekspozycji wiąże się ze zwiększoną zapadalnością na raka płuc , w szczególności jego specyficzną postać międzybłoniaka . Ryzyko raka płuc spowodowane wdychaniem włókien azbestu jest znacznie większe u palaczy, jednak nie ma potwierdzonego związku z uszkodzeniami spowodowanymi azbestem. Objawy choroby zwykle pojawiają się dopiero po około 20-30 latach od pierwszego kontaktu z azbestem.

Azbest znajduje się w starszych domach i budynkach, ale najczęściej występuje w szkołach, szpitalach i obiektach przemysłowych. Chociaż każdy azbest jest niebezpieczny, produkty, które są kruche, np. powłoki natryskiwane i izolacja, stanowią znacznie większe zagrożenie, ponieważ z większym prawdopodobieństwem uwalniają włókna do powietrza. Rząd federalny USA i niektóre stany ustanowiły normy dotyczące dopuszczalnych poziomów włókien azbestu w powietrzu w pomieszczeniach. W szkołach obowiązują szczególnie rygorystyczne przepisy.

Dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla (CO ₂ ) jest stosunkowo łatwym do zmierzenia substytutem zanieczyszczeń w pomieszczeniach emitowanych przez ludzi i koreluje z aktywnością metaboliczną człowieka. Dwutlenek węgla na niezwykle wysokim poziomie w pomieszczeniach może powodować senność, bóle głowy lub funkcjonowanie przy niższym poziomie aktywności. Poziomy CO _{2 na} zewnątrz wynoszą zwykle 350–450 ppm, podczas gdy maksymalny poziom CO _{2 w} pomieszczeniu, który jest uznawany za dopuszczalny, wynosi 1000 ppm. Ludzie są głównym źródłem dwutlenku węgla w większości budynków. Poziomy CO _{2 w} pomieszczeniach są wskaźnikiem adekwatności wentylacji powietrza na zewnątrz w stosunku do gęstości osób w pomieszczeniach i aktywności metabolicznej.

Aby wyeliminować większość reklamacji całkowita wewnętrzna CO ₂ poziom powinien być zmniejszony do różnicy mniejszej niż 600 ppm powyżej poziomu na zewnątrz. Amerykański Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH) uważa, że stężenie dwutlenku węgla w powietrzu w pomieszczeniach przekraczające 1000 ppm jest wskaźnikiem wskazującym na niewystarczającą wentylację. Brytyjskie standardy dla szkół mówią, że dwutlenek węgla we wszystkich pomieszczeniach dydaktycznych i edukacyjnych, mierzony na wysokości głowy siedzącej i uśredniony w ciągu całego dnia, nie powinien przekraczać 1500 ppm. Cały dzień odnosi się do normalnych godzin szkolnych (tj. 9:00 do 15:30) i obejmuje okresy wolne, takie jak przerwy na lunch. W Hongkongu EPD ustanowiło cele dotyczące jakości powietrza w budynkach biurowych i miejscach publicznych, w których poziom dwutlenku węgla poniżej 1000 ppm uważa się za dobry. Normy europejskie ograniczają dwutlenek węgla do 3500 ppm. OSHA ogranicza stężenie dwutlenku węgla w miejscu pracy do 5000 ppm przez dłuższy czas i 35 000 ppm przez 15 minut. Te wyższe limity dotyczą unikania utraty przytomności (omdlenia) i nie odnoszą się do zaburzeń zdolności poznawczych i energii, które zaczynają się pojawiać przy niższych stężeniach dwutlenku węgla. Biorąc pod uwagę dobrze ugruntowaną rolę szlaków wykrywania tlenu w nowotworach i niezależną od kwasicy rolę dwutlenku węgla w modulowaniu szlaków immunologicznych i zapalnych, zasugerowano, że wpływ długotrwałego, inspirowanego w pomieszczeniach, podwyższonego poziomu dwutlenku węgla na modulację karcynogenezy może być zbadane.

Stężenie dwutlenku węgla wzrasta w wyniku przebywania ludzi, ale pozostaje w tyle za skumulowanym zasiedleniem i poborem świeżego powietrza. Im niższy współczynnik wymiany powietrza, tym wolniejsze gromadzenie się dwutlenku węgla do stężeń quasi „stanu ustalonego”, na których opierają się wytyczne NIOSH i Wielkiej Brytanii. Dlatego pomiary dwutlenku węgla do oceny adekwatności wentylacji należy wykonywać po dłuższym okresie stałego przebywania i wentylacji – w szkołach co najmniej 2 godziny, a w biurach co najmniej 3 godziny – aby stężenia były rozsądnym wskaźnikiem adekwatności wentylacji. Przenośne przyrządy używane do pomiaru dwutlenku węgla powinny być często kalibrowane, a pomiary na zewnątrz używane do obliczeń powinny być wykonywane w czasie zbliżonym do pomiarów w pomieszczeniach. Niezbędna może być również korekta wpływu temperatury na pomiary wykonywane na zewnątrz.

Poziom CO ₂ w zamkniętym pomieszczeniu biurowym może wzrosnąć do ponad 1000 ppm w ciągu 45 minut.

Stężenie dwutlenku węgla w zamkniętych lub zamkniętych pomieszczeniach może wzrosnąć do 1000 ppm w ciągu 45 minut od zamknięcia. Na przykład w biurze o wymiarach 3,5 na 4 metry (11 stóp × 13 stóp) poziom dwutlenku węgla w atmosferze wzrósł z 500 ppm do ponad 1000 ppm w ciągu 45 minut od zaprzestania wentylacji i zamknięcia okien i drzwi

Ozon

Ozon jest wytwarzany przez światło ultrafioletowe Słońca uderzające w atmosferę ziemską (zwłaszcza w warstwę ozonową ), wyładowania atmosferyczne , niektóre urządzenia elektryczne wysokiego napięcia (takie jak jonizatory powietrza ) oraz jako produkt uboczny innych rodzajów zanieczyszczeń.

Ozon występuje w większych stężeniach na wysokościach, na których zwykle latają samoloty pasażerskie. Reakcje między ozonem a substancjami znajdującymi się na pokładzie, w tym olejkami do skóry i kosmetykami, mogą powodować powstawanie toksycznych chemikaliów jako produktów ubocznych. Sam ozon podrażnia tkankę płucną i jest szkodliwy dla zdrowia człowieka. Większe odrzutowce mają filtry ozonowe, aby zmniejszyć koncentrację w kabinie do bezpieczniejszych i bardziej komfortowych poziomów.

Powietrze zewnętrzne wykorzystywane do wentylacji może mieć wystarczającą ilość ozonu, aby reagować z powszechnymi zanieczyszczeniami w pomieszczeniach, a także z olejkami skórnymi i innymi powszechnymi chemikaliami lub powierzchniami znajdującymi się w powietrzu w pomieszczeniach. Szczególną uwagę należy zwrócić przy stosowaniu „zielonych” środków czyszczących na bazie ekstraktów cytrusowych lub terpenowych, ponieważ chemikalia te bardzo szybko reagują z ozonem, tworząc toksyczne i drażniące chemikalia oraz drobne i ultradrobne cząsteczki . Wentylacja powietrzem zewnętrznym o podwyższonym stężeniu ozonu może skomplikować próby naprawcze.

Ozon znajduje się na liście sześciu kryteriów zanieczyszczenia powietrza. Ustawa o czystym powietrzu z 1990 r. wymagała od Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych ustanowienia krajowych standardów jakości powietrza otoczenia (NAAQS) dla sześciu powszechnych zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniach, które są szkodliwe dla zdrowia ludzkiego. Istnieje również wiele innych organizacji, które wprowadziły normy lotnicze, takie jak Administracja Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (OSHA), Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (NIOSH) oraz Światowa Organizacja Zdrowia (WHO). Norma OSHA dla stężenia ozonu w przestrzeni wynosi 0,1 ppm. Podczas gdy standard NAAQS i EPA dla stężenia ozonu jest ograniczony do 0,07 ppm. Regulowany rodzaj ozonu to ozon na poziomie gruntu, który znajduje się w zakresie oddychania większości użytkowników budynku

Cząstki stałe

Atmosferyczne cząstek stałych, znany również jako cząstki , można znaleźć w pomieszczeniu i może mieć wpływ na zdrowie z pasażerów. Władze ustanowiły normy dotyczące maksymalnego stężenia cząstek stałych, aby zapewnić jakość powietrza w pomieszczeniach.

Szybkie deficyty poznawcze

W 2015 roku badania eksperymentalne wykazały wykrycie znacznych epizodycznych (sytuacyjnych) zaburzeń poznawczych spowodowanych zanieczyszczeniami powietrza wdychanego przez osoby testowe, które nie zostały poinformowane o zmianach jakości powietrza. Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda, Uniwersytetu Medycznego SUNY Upstate Medical University i Uniwersytetu Syracuse zmierzyli sprawność poznawczą 24 uczestników w trzech różnych kontrolowanych atmosferach laboratoryjnych, które symulowały te występujące w „konwencjonalnych” i „zielonych” budynkach, a także w zielonych budynkach z ulepszoną wentylacją. Wydajność oceniono w sposób obiektywny przy użyciu powszechnie używanego narzędzia symulacyjnego oprogramowania do symulacji zarządzania strategicznego, które jest sprawdzonym testem oceny podejmowania decyzji przez kierownictwo w nieskrępowanej sytuacji, umożliwiającym inicjatywę i improwizację. Zaobserwowano znaczne niedobory w wynikach wydajności osiągniętych przy rosnących stężeniach lotnych związków organicznych lub dwutlenku węgla , przy jednoczesnym utrzymaniu innych czynników na stałym poziomie. Najwyższe osiągnięte poziomy zanieczyszczeń nie są rzadkością w niektórych środowiskach klasowych lub biurowych.

Wpływ roślin domowych

Pajęczaki ( Chlorophytum comosum ) pochłaniają niektóre zanieczyszczenia z powietrza

Rośliny domowe wraz z podłożem, w którym są uprawiane, mogą redukować składniki zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach, w szczególności lotne związki organiczne (LZO) takie jak benzen , toluen i ksylen . Rośliny usuwają CO ₂ i uwalniają tlen i wodę, chociaż wpływ ilościowy na rośliny domowe jest niewielki. Większość tego efektu jest przypisywana samemu podłożu uprawowemu, ale nawet ten efekt ma skończone granice związane z rodzajem i ilością podłoża oraz przepływem powietrza przez podłoże. Wpływ roślin domowych na stężenie LZO został zbadany w jednym badaniu przeprowadzonym w komorze statycznej przez NASA do możliwego zastosowania w koloniach kosmicznych. Wyniki pokazały, że usuwanie chemikaliów prowokujących było w przybliżeniu równoważne z tym, jakie zapewnia wentylacja, która miała miejsce w bardzo energooszczędnym mieszkaniu o bardzo niskim współczynniku wentylacji, współczynniku wymiany powietrza około 1/10 na godzinę. Dlatego przecieki powietrza w większości domów, a także w budynkach niemieszkalnych, generalnie usuwają chemikalia szybciej niż naukowcy poinformowali o roślinach testowanych przez NASA. Podobno najskuteczniejsze rośliny domowe to aloes , bluszcz pospolity i paproć bostońska do usuwania chemikaliów i związków biologicznych.

Wydaje się również, że rośliny zmniejszają ilość drobnoustrojów i pleśni unoszących się w powietrzu oraz zwiększają wilgotność . Jednak zwiększona wilgotność może sama w sobie prowadzić do zwiększonego poziomu pleśni, a nawet lotnych związków organicznych.

Gdy stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniu jest podwyższone w porównaniu ze stężeniem na zewnątrz, jest to tylko wskaźnik, że wentylacja jest niewystarczająca do usuwania produktów przemiany materii związanych z przebywaniem ludzi. Rośliny potrzebują dwutlenku węgla do wzrostu i uwalniania tlenu, gdy zużywają dwutlenek węgla. W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Environmental Science & Technology rozważono tempo wchłaniania ketonów i aldehydów przez lilię pokojową ( Spathiphyllum clevelandii ) i złocisty pothos ( Epipremnum aureum ) Akira Tani i C. Nicholas Hewitt stwierdzili, że „Długoterminowe wyniki fumigacji wykazały, że całkowita wychwytu ilości były 30-100 razy, ile ilości rozpuszczonych w liściach, co sugeruje, że lotne związki organiczne są metabolizowane w skrzydle i / lub przemieszczane przez ogonka „. Warto zauważyć, że naukowcy zamknęli rośliny w teflonowych workach. „Nie wykryto utraty LZO z worka, gdy rośliny były nieobecne. Jednak gdy rośliny były w worku, poziomy aldehydów i ketonów zarówno powoli, ale w sposób ciągły spadały, co wskazuje na ich usuwanie przez rośliny”. Badania przeprowadzone w zamkniętych workach nie odwzorowują wiernie warunków w interesującym środowisku wewnętrznym. Należy zbadać dynamiczne warunki z wentylacją powietrza zewnętrznego oraz procesy związane z powierzchniami samego budynku i jego zawartością, a także z mieszkańcami.

Chociaż wyniki wskazują, że rośliny domowe mogą być skuteczne w usuwaniu niektórych lotnych związków organicznych z powietrza, przegląd badań z lat 1989-2006 dotyczących wydajności roślin domowych jako oczyszczaczy powietrza, przedstawiony na konferencji Healthy Buildings 2009 w Syracuse w stanie Nowy Jork, zakończył się wnioskiem”. ..rośliny domowe mają niewielkie, jeśli w ogóle, korzyści z usuwania LZO z powietrza w budynkach mieszkalnych i komercyjnych.” Wniosek ten oparto na próbie z udziałem nieznanej ilości roślin domowych trzymanych w niekontrolowanym, wentylowanym środowisku dowolnego budynku biurowego w Arlington w stanie Wirginia.

Ponieważ ekstremalnie wysoka wilgotność wiąże się ze zwiększonym rozwojem pleśni, reakcjami alergicznymi i reakcjami oddechowymi, obecność dodatkowej wilgoci z roślin domowych może nie być pożądana we wszystkich pomieszczeniach, jeśli podlewanie odbywa się niewłaściwie.

Projekt HVAC

Koncepcje projektowe przyjazne dla środowiska obejmują również aspekty związane z przemysłem ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC) komercyjnej i mieszkaniowej. Wśród kilku rozważań jednym z poruszanych tematów jest kwestia jakości powietrza w pomieszczeniach na wszystkich etapach projektowania i budowy budynku.

Jedną z technik zmniejszania zużycia energii przy zachowaniu odpowiedniej jakości powietrza jest wentylacja sterowana zapotrzebowaniem . Zamiast ustawiania przepustowości na stałym poziomie wymiany powietrza, czujniki dwutlenku węgla są wykorzystywane do dynamicznej kontroli szybkości, w oparciu o emisje rzeczywistych użytkowników budynku.

Od kilku lat wśród specjalistów ds. jakości powietrza w pomieszczeniach toczy się wiele debat na temat właściwej definicji jakości powietrza w pomieszczeniach, a konkretnie tego, co stanowi „dopuszczalną” jakość powietrza w pomieszczeniach.

Jednym ze sposobów ilościowego zapewnienia zdrowia powietrza w pomieszczeniach jest częstotliwość efektywnej wymiany powietrza wewnętrznego poprzez zastępowanie go powietrzem zewnętrznym. Na przykład w Wielkiej Brytanii w salach lekcyjnych wymagana jest 2,5 wymiany powietrza na zewnątrz na godzinę . W salach, salach gimnastycznych, jadalniach i pomieszczeniach fizjoterapeutycznych wentylacja powinna wystarczyć, aby ograniczyć dwutlenek węgla do 1500 ppm. W Stanach Zjednoczonych, zgodnie ze standardami ASHRAE, wentylacja w salach lekcyjnych opiera się na ilości powietrza zewnętrznego przypadającej na użytkownika plus ilość powietrza zewnętrznego na jednostkę powierzchni podłogi, a nie wymiany powietrza na godzinę. Ponieważ dwutlenek węgla w pomieszczeniu pochodzi z mieszkańców i powietrza na zewnątrz, adekwatność wentylacji na mieszkańca jest wskazywana przez stężenie w pomieszczeniu pomniejszone o stężenie na zewnątrz. Wartość 615 ppm powyżej stężenia na zewnątrz oznacza około 15 stóp sześciennych powietrza na minutę na dorosłego pracownika wykonującego siedzący tryb pracy biurowej, gdzie powietrze na zewnątrz zawiera 385 ppm, czyli obecne globalne średnie stężenie CO _{2 w} atmosferze . W salach lekcyjnych, wymagania normy ASHRAE 62.1, Wentylacja dla akceptowalnej jakości powietrza w pomieszczeniach, zazwyczaj powodują około 3 wymiany powietrza na godzinę, w zależności od gęstości użytkowników. Oczywiście mieszkańcy nie są jedynym źródłem zanieczyszczeń, więc wentylacja powietrza na zewnątrz może być wyższa, gdy wewnątrz znajdują się nietypowe lub silne źródła zanieczyszczeń. Gdy powietrze na zewnątrz jest zanieczyszczone, wniesienie większej ilości powietrza z zewnątrz może w rzeczywistości pogorszyć ogólną jakość powietrza w pomieszczeniu i zaostrzyć niektóre objawy związane z zanieczyszczeniem powietrza na zewnątrz. Ogólnie rzecz biorąc, powietrze na zewnątrz jest lepsze niż powietrze w mieście. Wycieki gazów spalinowych mogą wystąpić z metalowych rur wydechowych pieca, które prowadzą do komina, gdy występują nieszczelności w rurze, a średnica obszaru przepływu gazów w rurze została zmniejszona.

Stosowanie filtrów powietrza może wychwytywać niektóre zanieczyszczenia powietrza. Sekcja Departamentu ds. Efektywności Energetycznej i Energii Odnawialnej sugeruje, że „Filtracja [powietrza] powinna mieć minimalną wartość raportowania efektywności (MERV) wynoszącą 13, jak określono w ASHRAE 52.2-1999”. Filtry powietrza służą do zmniejszenia ilości pyłu, który dociera do wilgotnych wężownic. Pył może służyć jako pokarm do wzrostu pleśni na mokrych cewkach i kanałach i może zmniejszać wydajność wężownic.

Zarządzanie wilgocią i kontrola wilgotności wymaga działania systemów HVAC zgodnie z projektem. Zarządzanie wilgocią i kontrola wilgotności mogą kolidować z próbami optymalizacji działania w celu oszczędzania energii. Na przykład zarządzanie wilgocią i kontrola wilgotności wymagają, aby systemy były ustawione na dostarczanie powietrza uzupełniającego w niższych temperaturach (poziomach projektowych), zamiast wyższych temperatur, które czasami są wykorzystywane do oszczędzania energii w warunkach klimatycznych zdominowanych przez chłodzenie. Jednak w większości Stanów Zjednoczonych oraz w wielu częściach Europy i Japonii przez większość godzin w roku temperatury powietrza na zewnątrz są wystarczająco chłodne, aby powietrze nie wymagało dalszego chłodzenia, aby zapewnić komfort cieplny w pomieszczeniach. Jednak wysoka wilgotność na zewnątrz stwarza potrzebę zwracania szczególnej uwagi na poziom wilgotności w pomieszczeniach. Wysoka wilgotność powoduje wzrost pleśni, a wilgoć w pomieszczeniach wiąże się z częstszym występowaniem problemów oddechowych mieszkańców.

„Temperatura punktu rosy” jest bezwzględną miarą wilgotności powietrza. Niektóre obiekty są projektowane z punktami rosy w niższych temperaturach 50 °F, a niektóre w wyższych i niższych 40 °F. Niektóre obiekty są projektowane przy użyciu kół ze środkiem osuszającym z grzałkami gazowymi, aby wysuszyć koło na tyle, aby uzyskać wymagane punkty rosy. W tych systemach, po usunięciu wilgoci z powietrza uzupełniającego, wężownica chłodząca obniża temperaturę do pożądanego poziomu.

Budynki komercyjne, a czasem mieszkalne, są często utrzymywane pod nieznacznie dodatnim ciśnieniem powietrza w stosunku do otoczenia, aby ograniczyć infiltrację . Ograniczenie infiltracji pomaga w zarządzaniu wilgocią i kontrolowaniu wilgotności.

Rozcieńczanie zanieczyszczeń wewnętrznych powietrzem zewnętrznym jest skuteczne w takim stopniu, że powietrze zewnętrzne jest wolne od szkodliwych zanieczyszczeń. Ozon w powietrzu zewnętrznym występuje w pomieszczeniach w obniżonych stężeniach, ponieważ ozon jest wysoce reaktywny z wieloma substancjami chemicznymi znajdującymi się w pomieszczeniach. Produkty reakcji ozonu z wieloma powszechnymi zanieczyszczeniami w pomieszczeniach zawierają związki organiczne, które mogą być bardziej cuchnące, drażniące lub toksyczne niż te, z których powstały. Te produkty chemii ozonu obejmują między innymi formaldehyd, aldehydy o wyższej masie cząsteczkowej, kwaśne aerozole oraz drobne i ultradrobne cząstki. Im wyższy stopień wentylacji na zewnątrz, tym wyższe stężenie ozonu w pomieszczeniu i tym bardziej prawdopodobne, że zajdą reakcje, ale nawet przy niskich poziomach reakcje zajdą. Sugeruje to, że ozon powinien być usuwany z powietrza wentylacyjnego, szczególnie w obszarach, gdzie poziom ozonu na zewnątrz jest często wysoki. Ostatnie badania wykazały, że śmiertelność i zachorowalność w ogólnej populacji wzrastają w okresach zwiększonego ozonu na zewnątrz, a próg tego efektu wynosi około 20 części na miliard (ppb).

Ekologia budynku

Powszechnie przyjmuje się, że budynki są po prostu nieożywionymi bytami fizycznymi, względnie stabilnymi w czasie. Oznacza to, że istnieje niewielka interakcja między triadą budynku, tym, co się w nim znajduje (mieszkańcy i zawartość), a tym, co jest wokół niego (większe środowisko). Powszechnie postrzegamy przytłaczającą większość masy materiału w budynku jako względnie niezmieniony w czasie materiał fizyczny. W rzeczywistości prawdziwą naturę budynków można postrzegać jako wynik złożonego zestawu dynamicznych interakcji między ich wymiarami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi. Budynki można opisać i rozumieć jako złożone systemy. Badania wykorzystujące podejścia stosowane przez ekologów do zrozumienia ekosystemów mogą pomóc w pogłębieniu naszej wiedzy. „ Ekologia budynku ” jest proponowana jako zastosowanie tych podejść do środowiska zbudowanego z uwzględnieniem dynamicznego układu budynków, ich użytkowników i większego otoczenia.

Budynki nieustannie ewoluują w wyniku zmian w otaczającym je środowisku, a także przebywających w nich użytkowników, materiałów i czynności. Różne powierzchnie i powietrze wewnątrz budynku nieustannie wchodzą w interakcje, a ta interakcja powoduje zmiany w każdej z nich. Na przykład możemy zobaczyć, jak okno zmienia się nieznacznie w czasie, ponieważ staje się brudne, a następnie jest czyszczone , ponownie gromadzi brud , jest ponownie czyszczone i tak dalej przez całe życie. W rzeczywistości „brud”, który widzimy, może ewoluować w wyniku interakcji między wilgocią, chemikaliami i materiałami biologicznymi.

Budynki są zaprojektowane lub przeznaczone do aktywnego reagowania na niektóre z tych zmian w nich i wokół nich za pomocą systemów ogrzewania, chłodzenia, wentylacji , oczyszczania powietrza lub oświetlenia. Czyścimy, dezynfekujemy i konserwujemy powierzchnie, aby poprawić ich wygląd, wydajność lub trwałość. W innych przypadkach takie zmiany zmieniają budynki w sposób, który może mieć znaczenie dla ich integralności lub ich wpływu na użytkowników budynku poprzez ewolucję procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych, które definiują je w dowolnym momencie. Możemy uznać za przydatne połączenie narzędzi nauk fizycznych z narzędziami nauk biologicznych, a zwłaszcza niektórych podejść stosowanych w przypadku ekosystemów , w celu uzyskania lepszego zrozumienia środowisk, w których spędzamy większość czasu , nasze budynki.

Programy instytucjonalne

Temat jakości powietrza wewnętrznego stał się popularny ze względu na większą świadomość problemów zdrowotnych powodowanych przez pleśń oraz wyzwalacze astmy i alergii . W Stanach Zjednoczonych świadomość wzrosła również dzięki zaangażowaniu Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych , która opracowała program „IAQ Tools for Schools” mający na celu poprawę warunków środowiskowych w pomieszczeniach w instytucjach edukacyjnych (patrz link zewnętrzny poniżej). Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy prowadzi zagrożenie dla zdrowia ocen (HHEs) w pracy na wniosek pracownicy, upoważnionego przedstawiciela pracowników lub pracodawców, w celu ustalenia, czy jakakolwiek substancja zazwyczaj znaleźć w miejscu pracy ma działanie potencjalnie toksycznych, w tym kryty jakość powietrza.

Różnorodni naukowcy pracują w dziedzinie jakości powietrza w pomieszczeniach, w tym chemicy, fizycy, inżynierowie mechanicy, biolodzy, bakteriolodzy i informatycy. Niektórzy z tych specjalistów są certyfikowani przez takie organizacje, jak American Industrial Hygiene Association, American Indoor Air Quality Council i Indoor Environmental Air Quality Council. Warto zauważyć, że nowa europejska sieć naukowa zajmuje się obecnie zanieczyszczeniem powietrza w pomieszczeniach w ramach wsparcia COST ( CA17136 ). Ich odkrycia są rutynowo aktualizowane na ich stronie internetowej .

Na poziomie międzynarodowym, International Society of Indoor Air Quality and Climate (ISIAQ), utworzone w 1991 roku, organizuje dwie duże konferencje, cykle Indoor Air i Healthy Buildings. Czasopismo ISIAQ Indoor Air jest publikowane 6 razy w roku i zawiera recenzowane artykuły naukowe z naciskiem na badania interdyscyplinarne, w tym pomiary ekspozycji, modelowanie i wyniki zdrowotne.

Zobacz też

Bibliografia

Cytaty

Źródła

Monografie

Maj, Jeffrey C.; Connie L. May; Ouellette, John J.; Reed, Charles E. (2004). Przewodnik przetrwania pleśni dla Twojego domu i zdrowia . Baltimore: Johns Hopkins University Press. Numer ISBN 978-0-8018-7938-8.
Maj, Jeffrey C. (2001). Mój dom mnie zabija! : przewodnik domowy dla rodzin z alergiami i astmą . Baltimore: Wydawnictwo Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Numer ISBN 978-0-8018-6730-9.
Maj, Jeffrey C. (2006). Moje biuro mnie zabija! : przewodnik przetrwania w chorym budynku . Baltimore: Wydawnictwo Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Numer ISBN 978-0-8018-8342-2.
Salthammer, T., wyd. (1999). Organiczne zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach — występowanie, pomiar, ocena . Wiley-VCH. Numer ISBN 978-3-527-29622-4.
Spenglera, JD; Samet, JM (1991). Zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach: perspektywa zdrowotna . Baltimore: Johns Hopkins University Press. Numer ISBN 978-0-8018-4125-5.
Samet, JM; McCarthy, JF (2001). Podręcznik jakości powietrza w pomieszczeniach . NY: McGraw-Hill. Numer ISBN 978-0-07-445549-4.
Tichenor, B. (1996). Charakterystyka źródeł zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach i związanych z nimi efektów zlewu . ASTM STP 1287. West Conshohocken, PA: ASTM. Numer ISBN 978-0-8031-2030-3.

Artykuły, segmenty radiowe, strony internetowe

Apte, MG i wsp., Objawy związane z ozonem na zewnątrz i budynkami w badaniu BASE , Indoor Air, kwiecień 2008;18(2):156-70, cytowane przez: National Center for Biotechnology Information , nih.gov.
Zły stan powietrza podczas lotu zaostrzony przez pasażerów , Talk of the Nation, National Public Radio , 21 września 2007.
Strona indeksu zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach , Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych .
Steinemann, Anna (2017). „Dziesięć pytań dotyczących odświeżaczy powietrza i zabudowy wewnętrznej” . Budynek i środowisko . 111 : 279–284. doi : 10.1016/j.buildenv.2016.11.09 .

Zewnętrzne linki

Informacje Agencji Ochrony Środowiska USA na temat IAQ

Languages

In other projects