ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA POMIESZCZEŃ

Transkrypt

1 ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA POMIESZCZEŃ Józef S. Pastuszka Śląska Akademia Medyczna, Wydział Zdrowia Publicznego, Zakład Zdrowia Środowiskowego Pojęcia, definicje, zasady Przez pomieszczenia rozumiemy pomieszczenia nieprzemysłowe, co odpowiada angielskiej terminologii indoor. Nazwą tą obejmuje się domy mieszkalne, pojedyncze mieszkania w budynkach mieszkalnych, biura, sklepy, obiekty szkolne (szkoły i przedszkola; zarówno sale dydaktyczne, jak i pomieszczenia towarzyszące), przychodnie lekarskie, szpitale, apteki, a także muzea, biblioteki itd. Są to więc pomieszczenia, w których mogą występować bardzo różne narażenia. Podstawowym kryterium jest fakt przebywania w nich ludzi i jednocześnie nie prowadzenie w tych pomieszczeniach żadnej formy działalności produkcyjnej, przemysłowej ani hodowlanej. Szczególną grupą pomieszczeń nieprzemysłowych są tzw. pomieszczenia przeznaczone na stały pobyt ludzi. W odniesieniu do tej grupy pomieszczeń próbuje się wprowadzić formalno-prawne normatywy jakości środowiska wewnętrznego i należy się spodziewać, że w okresie najbliższych dziesięciu lat zostaną przyjęte pierwsze normy dotyczące zarówno wentylacji jak i stężeń niektórych zanieczyszczeń powietrza. Aby to nastąpiło, w odniesieniu do czynników szkodliwych, których stężenie / natężenie proponuje się unormować, muszą zostać przeprowadzone szerokie badania relacji dawka odpowiedź. Tymczasem, w przeciągu ostatnich 30 lat problematyka wpływu środowiska pomieszczeń nieprodukcyjnych na szeroko rozumiane zdrowie ludzi była przedmiotem wielu specjalistycznych badań. W ich trakcie dopiero rozpoznano cały szereg czynników, które udało się bardziej lub mniej ściśle powiązać z konkretnymi objawami / skutkami zdrowotnymi. Są to zarówno czynniki fizyczne, takie jak hałas, temperatura i wilgotność powietrza, prędkość cyrkulacji powietrza w pomieszczeniu, oświetlenie i inne, oraz czynniki chemiczne i biologiczne. Czynniki szkodliwe w powietrzu pomieszczeń mieszkalnych i budynków użyteczności publicznej Najczęściej występujące zanieczyszczenia powietrza (czynniki chemiczne i biologiczne) w pomieszczeniach nieprzemysłowych przedstawia tabela 1. Tabela 1. Główne zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach nieprzemysłowych i ich podstawowe źródła. Zanieczyszczenia Źródła emisji Wewnętrzne Zewnętrzne Dwutlenek węgla reakcje metaboliczne (ludzie i zwierzęta), spalanie paliw spalanie paliw Tlenek węgla spalanie paliw spalanie paliw Tlenki azotu wysokotemperaturowe spalanie paliw (kuchenki i piecyki gazowe) wysokotemperaturowe spalanie paliw Lotne związki organiczne rozpuszczalniki, kosmetyki, gotowanie i pieczenie, spalanie paliw, procesy metaboliczne (zagrzybienie mieszkań), niektóre farby, pestycydy, środki spalanie paliw, rozpuszczalniki petrochemiczne, parowanie ciekłych paliw owadobójcze oraz przeciwgrzybicze Formaldehyd meble z płyt wiórowych, niektóre materiały izolacyjne, Dwutlenek siarki palenie tytoniu spalanie paliw Ozon Aerozol pyłowy Radon i pochodne jego rozpadu * jako aerozol palenie tytoniu reakcje fotochemiczne spalanie paliw i inne procesy przemysłowe, motoryzacja, wybuchy wulkanów, erozja wietrzna, pylenie ze składowisk odpadów ołów* produkcja przemysłowa mangan* motoryzacja kadm* motoryzacja, produkcja przemysłowa Bioaerozol bakteryjny organizmy ludzi i zwierząt grzybowy zagrzybione ściany, meble itd. pyłkowy rośliny doniczkowe trawy, drzewa, krzewy Azbest materiały ognioodporne niektóre materiały budowlane, woda z instalacji wodociągowych powietrze atmosferyczne (zawierające zarodniki grzybów z naturalnych kolonii) izolacja termiczna budynków płytami cementowoazbestowymi skorupa ziemska

2 Jak widać, dominujące są zanieczyszczenia typowe dla powietrza atmosferycznego. Wyjątkami są formaldehyd i aerozol bakteryjny, związki rzadko występujące w większych stężeniach w środowisku zewnętrznym. Większość zanieczyszczeń obecnych w powietrzu pomieszczeń nieprzemysłowych jest emitowana zarówno ze źródeł wewnętrznych, jak i zewnętrznych, a zatem przenikanie (migracja) zanieczyszczeń ze środowiska zewnętrznego do pomieszczeń odgrywa poważną rolę w całkowitym bilansie narażenia. Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrza pomieszczeń Obecnie wciąż rośnie liczba ludzi na świecie, którzy doświadczają pogorszenia stanu zdrowia w efekcie przebywania w pomieszczeniach mieszkalnych i biurowych. Towarzyszy temu całe spektrum objawów - od złego samopoczucia do poważnych, niekiedy nawet śmiertelnych chorób. Choroby pojawiające się w następstwie przebywania w nadmiernie zanieczyszczonym środowisku wewnętrznym nazywa się chorobami związanymi z budynkiem (BRI - Building Related Illness), spośród których najbardziej powszechnymi są z pewnością zatrucie tlenkiem węgla i astma, a także stosunkowo niedawno zbadana tzw. choroba legionistów (wywoływana zakażeniem bakterią Legionella) oraz gorączka klimatyzacyjna (humidifier fever). Do grupy chorób związanych z budynkiem należy także zaliczyć choroby nowotworowe będące następstwem narażenia na takie substancje rakotwórcze, jak dym tytoniowy czy też radon i produkty jego rozpadu. Znacznie mniej poważną w skutkach zdrowotnych, lecz bardzo uciążliwą i często występującą chorobą jest tzw. syndrom chorego budynku (SBS - Sick Building Syndrome), który charakteryzuje się zespołem niespecyficznych objawów oraz zróżnicowanymi, jak dotąd niezbyt dobrze poznanymi problemami zdrowotnymi. Objawy zdrowotne syndromu chorego budynku można podzielić następująco: objawy ogólne (ból głowy, nienaturalne zmęczenie, przygnębienie, zawroty głowy), podrażnienie błon śluzowych (suchość lub podrażnienie oczu, nosa, gardła), objawy skórne (przesuszenie, zaczerwienienie, złuszczanie naskórka - na twarzy, rękach, uszach). Przykładową częstotliwość występowania różnych objawów SBS w krajach skandynawskich zawiera tabela 2. Jak widać, omawiane objawy częściej występują w pomieszczeniach biurowych niż w mieszkaniach i wyraźnie częściej są odnotowywane przez kobiety niż przez mężczyzn. Należy zwrócić, uwagę, że najmniejsza częstość objawów w pomieszczeniach biurowych wynosi % dla mężczyzn i 1 % dla kobiet. Tabela 2. Średnia częstość występowania objawów SBS w pomieszczeniach mieszkalnych i biurowych. Rodzaj Objawy ogólne Podrażnienia błon śluzowych Objawy skórne Objawy Częstość występowania [%] Natężenie Pomieszczenia biurowe Źródło: dane z krajów skandynawskich wg Kukkonen i wsp., Mieszkania mężczyźni kobiety mężczyźni kobiety Strategie poprawy jakości powietrza pomieszczeń Aby zmniejszyć występujące narażenie należałoby zmniejszyć stężenie (C), lub czas (t) przebywania w analizowanym pomieszczeniu. W pomieszczeniach nieprodukcyjnych skrócenie czasu narażenia jest zwykle nierealne, chociaż w niektórych przypadkach można doradzać osobom szczególnie wrażliwym, na W niniejszym tekście zostały wykorzystane fragmenty pracy: J.S. Pastuszki Higiena pracy w pomieszczeniach nieprzemysłowych W: Higiena Pracy pod redakcją J.A. Indulskiego, Oficyna Wydawnicza IMP w Łodzi, 1999 r.

3 występujące, specyficzne zanieczyszczenie zmianę pracy (biura) szkoły, przedszkola czy też mieszkania. Praktycznie, najczęściej pozostaje opracowanie programu zmniejszenia występujących stężeń. Jest to z reguły także niełatwe, ponieważ trudno jest redukować względnie niskie (co nie oznacza, że bezpieczne!) stężenia. Trzeba mieć na uwadze fakt, że poziomy występujących stężeń, nawet gdy kilkakrotnie przekraczają stężenia dopuszczalne dla powietrza atmosferycznego, to są zwykle o jeden albo dwa rzędy mniejsze od odpowiednich wartości najwyższych dopuszczalnych stężeń (NDS) na stanowiskach pracy. Jak wiadomo, stężenie (C) jest ilorazem C= N V gdzie (N) oznacza iloraz lub masę konkretnego zanieczyszczenia zawieszonego w powietrzu oobjętości (V). Zatem aby obniżyć stężenie należy zmniejszyć N lub zwiększyć V. Redukcję N można osiągnąć przede wszystkim poprzez zmniejszenie emisji zanieczyszczenia. Gdy obniżenie poziomu emisji jest niemożliwe, lub bardzo ograniczone, można zmniejszyć N stosując oczyszczacze powietrza. Są to urządzenia zasysające powietrze, które przechodzi następnie przez system filtrów i / lub absorberów, gdzie następuje wychwytywanie zanieczyszczeń, a oczyszczone powietrze wylatuje z urządzenia. Obecnie na rynku są dostępne różnej klasy oczyszczacze, od stacjonarnych do niewielkich, przenośnych aparatów. Na podstawie przeprowadzonych badań (w tym badań własnych autora) można stwierdzić, że praktycznie wszystkie aktualnie produkowane oczyszczacze znacząco, choć z różną efektywnością, obniżają N w przypadku różnego typu zanieczyszczeń aerozolowych tj. pyłów, włókien i bioaerozoli (z wyjątkiem wirusów). Niestety, większość oczyszczaczy nie jest przewidziana do redukcji stężeń substancji gazowych, a w zaprojektowanych do tego celu urządzeniach skuteczność obniżania N jest niewielka. Zatem, oczyszczanie powietrza z zanieczyszczeń gazowych jest praktycznie nieskuteczne. Zmniejszenie stężenia w wyniku wzrostu V można osiągnąć projektując dopływ powietrza z zewnątrz, bądź też zwiększając natężenie dopływu powietrza. Ten typ wentylacji powoduje "rozcieńczenie" zanieczyszczeń. Stosowana niekiedy wentylacja odciągowa obniża stężenie poprzez zmniejszanie N i może być również stosowana w mieszkaniach i w biurach ale raczej w powiązaniu z wentylacją nadmuchową. W przeciwieństwie do stanowisk pracy, środek ciężkości w systemach wentylacyjnych musi zostać przesunięty na doprowadzanie świeżego powietrza. Tego typu urządzenia wentylacyjne lub wentylacyjno-klimatyzacyjne stosowane są powszechnie w dużych biurowcach. Są one również bardzo popularne w domach mieszkalnych w USA. Generalnie, na podstawie przeprowadzonych w USA badań zaleca się aby dostarczać do pomieszczeń nieprzemysłowych powietrze w ilości nie mniejszej niż 20 stóp sześciennych na minutę - na jedną osobę, czyli około 0,6 m 3 /min na osobę. Oznacza to, że gdy w pomieszczeniu przebywają np. cztery osoby, to należy tam dostarczać powietrze w ilości co najmniej 2,4 m 3 /min. Tymczasem, w wielu starych budynkach biurowych, wybudowanych lub wyremontowanych w okresie kryzysu energetycznego systemy wentylacyjne zapewniają czterokrotnie mniejszy dopływ świeżego powietrza. Przedstawiona wyżej analiza wskazuje, że wszystkie istniejące metody i sposoby poprawy jakości stanu środowiska w pomieszczeniach nieprzemysłowych mają ograniczenia i wady. Przygotowanie projektu poprawy sytuacji wymaga więc w każdym przypadku oddzielnej analizy z zastosowaniem procedury optymalizacji. Często opracowanie stosownych zaleceń będzie wymagało połączenia różnych metod i technik. Z tego względu konieczne są badania kontrolne, przeprowadzane po wdrożeniu projektu naprawczego. Programy prewencyjne Prewencja powinna obejmować: a) Działania z zakresu higieny środowiskowej: zabezpieczanie pomieszczeń przed emisją zanieczyszczeń, zabezpieczanie pomieszczeń przed przenikaniem zanieczyszczeń ze środowiska zewnętrznego, usuwanie istniejących zanieczyszczeń, zapewnienie odpowiedniej wentylacji. Należy pamiętać, że jednym z istotnych czynników mających wpływ na poziom narażenia w mieszkaniach jest wiek budynków. Z jednej strony z upływem czasu zmniejszają się emisje zanieczyszczeń z materiałów budowlanych oraz z mebli, lecz z drugiej strony pogarsza się jakość budynku. Dywany i wykładziny podłogowe akumulują coraz większą ilość pyłu i innych zanieczyszczeń, które łatwo mogą być reemitowane do powietrza. Instalacje wentylacyjne zapychają się, co zmniejsza stopień wentylacji a w dłuższym okresie czasu generuje dodatkową emisję zanieczyszczeń z tych instalacji (przede wszystkim z nadmiernie zapylonych filtrów). Niszczeje

4 struktura wewnętrznych i zewnętrznych elewacji, które tym samym stają się kolejnymi, dodatkowymi źródłami emisji zanieczyszczeń. Bardzo trudno jest jednak opisać ten proces w sposób ilościowy. Można to zrobić w sposób uproszczony, np. mierząc skutki zdrowotne złej jakości środowiska wewnętrznego liczbą skarg mieszkańców / pracowników na zły stan swojego zdrowia (wyrażanych np. podczas ankietyzacji). Jest to obecnie jeden ze sposobów badania dynamiki zmian oddziaływania pomieszczenia na zdrowie ludzi. Badania tego typu przeprowadzone w wielu krajach pozwalają przyjąć, że liczba skarg wynikających z emisji zanieczyszczeń z materiałów budowlanych maleje wykładniczo z wiekiem budynku. Jednocześnie wzrasta liniowo z wiekiem budynku ilość skarg na zły stan zdrowia na skutek nieprawidłowej eksploatacji oraz powstających na skutek procesu starzenia defektów różnych elementów pomieszczenia (włączając w to infrastrukturę). Suma skarg (będąca jak sama nazwa wskazuje sumą obu zależności) jest funkcją czasu posiadającą łagodne. Na podstawie badań własnych można przyjąć, że w Polsce owo wynosi lat. b) Szkolenia Konieczne jest okresowe szkolenie pracowników w zakresie higieny środowiskowej, szczególnie w odniesieniu do wszelkiego typu pomieszczeń pracy. W przekroju całego problemu szkodliwości zawodowych oświata zdrowotna jest najtańszym, a zarazem skutecznym środkiem profilaktycznym. c) Badania medyczne W biurach i w innych pomieszczeniach będących stanowiskami pracy pracownicy powinni mieć zapewnioną stałą i fachową opiekę ze strony lekarzy podstawowej opieki zdrowotnej i lekarzy przemysłowych, znających problematykę medycyny środowiskowej. Pracownicy narażeni na alergeny powinni być poddawani badaniom wstępnym, okresowym (przesiewowym), i bieżącym (okazyjnym), obejmującym ukierunkowany wywiad oraz badania laryngologiczne, dermatologiczne i testy immunodiagnostyczne. W szczególności każdy przypadek zachorowań, w którym podejrzewa się udział czynników biologicznych występujących w miejscu pracy, powinien być ewidencjonowany i rozpatrywany zgodnie z obowiązującymi przepisami dotyczącymi orzecznictwa chorób zawodowych. d) Monitoring środowiskowy pomieszczeń Realizacja wielkich (np. regionalnych) programów prewencyjnych, zwłaszcza nakierowanych na eliminację zagrożeń wynikających z konkretnych czynników szkodliwych, obejmujących duże zespoły pomieszczeń, powinna być powiązana z monitoringiem tych czynników. Kluczową kwestią jest ustalenie rodzaju oczekiwanej informacji, której ma dostarczyć monitoring. Celem monitoringu może być wyznaczenie narażenia określonej populacji na czynniki szkodliwe w pomieszczeniach albo tylko rozpoznanie objawów chorobowych badanej populacji. Pomieszczenia mogą też być monitorowane w celach kontrolnych. Odpowiednia strategia pomiarów może być opracowana w oparciu o macierz zależności między celem monitoringu a różnymi parametrami pomiarowymi. Jeśli celem monitoringu jest badanie objawów chorobowych informacje przedstawione w tabeli 4 mogą posłużyć do wyboru warunków i rodzaju pomiarów. Tabela 3. Główne zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach nieprzemysłowych i ich podstawowe źródła emisji. Potencjalny efekt zdrowotny Wymagana informacja o ekspozycji Rodzaj pomiaru Warunki pomiaru Przykłady Podrażnienie przeciętna ekspozycja długotrwały Efekt toksyczny maksymalna ekspozycja ekspozycja powyżej poziomu wyznaczonego ekspozycja powyżej poziomu wyznaczonego przeciętna ekspozycja powtarzany powtarzany długotrwały najgorsze Efekt kancerogenny przeciętna ekspozycja długotrwały pomiar pasywny: formaldehyd, dwutlenek azotu pomiar aktywny (ciągły monitoring): formaldehyd, dwutlenek azotu ciągły monitoring: dwutlenek azotu ciągły (osobisty) monitoring tlenek węgla aktywny lub pasywny pomiar: pestycydy aktywny lub pasywny pomiar: radon, benzen

5 Przy planowaniu pomiarów monitoringowych należy uwzględnić fakt, że poszczególne zanieczyszczenia mogą pochodzić nie z jednego ale z różnych źródeł emisji. Ważne jest także, czy emisja ma charakter ciągły czy nieciągły (chwilowy). Znaczenie ma również lokalizacja podstawowych (dla danego zanieczyszczenia) źródeł emisji. Przede wszystkim to, czy podstawowe emitory są związane z samym budynkiem, bądź z aktywnością mieszkańców, czy też są pochodzenia zewnętrznego. Należy również wziąć pod uwagę tzw. ujemne źródła, tj. np. wentylację odciągową oraz depozycję zanieczyszczeń. Poprawnie zaplanowany monitoring powinien mieć miejsce w wytypowanych pomieszczeniach i mieć ustalony zarówno czas trwania, jak i porę pomiaru. Należy również określić częstość pomiaru. Analizowane wyżej cechy pomiaru należałoby jeszcze uzupełnić o takie parametry jak warunki pomiaru oraz wymagana najmniejsza liczba prób i wymagana najmniejsza ilość punktów pomiarowych w jednym pomieszczeniu. Parametry pomiaru są jednak nie tylko uzależnione od charakterystyki (statycznej i dynamicznej) badanego pomieszczenia, lecz są także funkcją założonego celu monitoringu.