13. Антропогенное загрязнение воздуха закрытых помещений. Гигиеническая характеристика источников загрязнения. Санитарное значение углекислого газа.

Основными источниками загрязнения воздуха закрытых помещений являются атмосферный воздух, проникающий в помещение через оконные проемы и неплотности строительных конструкций, строительные и отделочные полимерные материалы, выделяющие в воздух разнообразные, токсичные для человека вещества, многие из которых являются высокоопасными (бензол, толуол, циклогексан, ксилол, ацетон, бутанол, фенол, формальдегид, ацетальдегид, этиленгликоль, хлороформ), продукты жизнедеятельности человека и его бытовых занятий (антропотоксины: угарный газ, аммиак, ацетон, углеводороды, сероводород, альдегиды, органические кислоты, диэтиламин, метилацетат, крезол, фенол и др.), накапливающиеся в воздухе невентилируемых помещений с большим числом людей. Многие вещества являются высокоопасными, относящимися ко 2-му классу опасности. Это диметиламин, сероводород, диоксид азота, окись этилена, индол, скатол, меркаптан. Наибольший суммарный риск имеют бензол, хлороформ, формальдегид. Присутствующие одновременно даже в небольших количествах, они свидетельствуют о неблагополучии воздушной среды, оказывающей отрицательное воздействие на состояние умственной трудоспособности людей, находящихся в этих помещениях.

Кроме того, выдыхаемый людьми воздух по сравнению с атмосферным содержит меньше кислорода (до 15,1-16%), в 100 раз больше углекислого газа (до 3,4-4,7%), насыщен водяными парами, нагрет до температуры тела человека и деионизирован в процессе его прохождения через системы приточной вентиляции из-за задержки легких положительных и отрицательных аэроионов в воздуховодах, калориферах и фильтрах приточных систем вентиляции или кондиционеров, в результате поглощения легких аэроионов в процессе дыхания людей, адсорбции их кожей и одеждой, а также за счет превращения легких аэроионов в тяжелые вследствие оседания их на частицах витающей в воздухе пыли. Ионизация воздуха имеет гигиеническое значение, поскольку изменение ионизационного режима, т.е. соотношения легких и тяжелых аэроионов может служить чувствительным индикатором санитарного состояния воздуха закрытых помещений.

Высокая степень ионизации за счет увеличения количества легких отрицательных аэроионов благоприятно воздействует на самочувствие людей, повышает их работоспособность. Преобладание числа тяжелых положительных аэроионов над легкими отрицательными ионами, что характерно для душных, запыленных помещений, вызывает сонливость, головную боль, снижение умственной работоспособности.

В воздух поступает значительное количество микробов, среди которых могут быть и патогенные. Чем больше в воздухе поме- щений пыли, тем обильнее в нем микробное загрязнение. Пыль в воздухе помещений разнообразна по химическому составу и происхождению. Сорбционная способность частиц пыли способствует увеличению поступления в дыхательные пути химических веществ, мигрирующих в воздух из строительных и отделочных материалов. Пыль является фактором передачи инфекционных болезней с аэрозольным механизмом распространения и бактериальных инфекций (например, туберкулеза). Пыль, содержащая плесневые грибы родов Penicillium и Mukor, вызывает аллергические заболевания.

Воздействие различных факторов на человека внутри помещения может вызвать нарушения состояния его здоровья, т.е. заболевания, связанные со зданием», например, парами формальдегида, выделяющегося из полимерных и древесно-стружечных материалов.

Симптомы заболевания сохраняются долго, даже после устранения источника вредного воздействия. «Синдром больного здания» проявляется в виде острых нарушений состояния здоровья и дискомфорта (головной боли, раздражения глаз, носа и органов дыхания, сухого кашля, сухости и зуде кожи, слабости, тошноте, повышенной утомляемости, восприимчивости к запахам), возникающих в конкретных помещениях и почти полностью исчезающих при выходе из него. Развитие этого синдрома связывается с комбинированными и сочетанными действиями химических, физических (температура, влажность) и биологических (бактерии, неизвестные вирусы и др.) факторов. Его причинами чаще всего является недостаточная естественная и искусственная вентиляция помещений, строительные и отделочные полимерные материалы, выделяющие в воздух разнообразные токсичные для человека вещества, нерегулярная уборка помещений. Химическое и биологическое загрязнение воздуха способствует развитию синдрома хронической усталости (синдрома иммунной дисфункции), т.е. ощущению выраженной усталости, отмечающейся на протяжении не менее 6 мес и сочетающейся с нарушением кратковременной памяти, дезориентацией, нарушением речи и затруднением при выполнении счетных операций. Синдром множественной химической чувствительности, характеризующийся нарушением процессов адаптации организма к действию различных факторов на фоне наследственной или приобретенной чувствительности к химическим веществам, чаще всего развивается у людей, имевших в прошлом острые отравления химическими веществами (органическими растворителями, пестицидами и раздражающими веществами).

Изменение физико-химических свойств воздуха неблагоприятно сказывается на самочувствии человека и его работоспособности. Присутствие в воздухе жилых и общественных помещений огромного количества биологически активных химических веществ в самых разных концентрациях и постоянно меняющихся комбинациях, ухудшающих свойства воздуха, делает невозможным определение каждого из них отдельно и заставляет использовать интегральный показатель загрязнения воздуха. Качество воздушной среды принято оценивать косвенно по интегральному санитарному показателю чистоты воз- духа - содержанию углекислого газа (показателю Петтенкофера), а в качестве предельно допустимого норматива (ПДК) использовать его концентрацию в помещениях - 1,0%с или 0,1% (1000 см3 в 1 м3). Углекислый газ постоянно выделяется в воздух закрытых помещений при дыхании, наиболее доступен простому определению и имеет достоверную прямую корреляцию с суммарным загрязнением воздуха. Показатель Петтенкофера является не предельно допустимой концентрацией самого диоксида углерода, а показателем вредности концентраций многочисленных метаболитов человека, накопившихся в воздухе параллельно с диоксидом углерода. Более высокое содержание СО2 (>1,0%о) сопровождается суммарным изменением химического состава и физическим свойством воздуха в помещении, которые неблагоприятно влияют на состояние находящихся в нем людей, хотя сам по себе диоксид углерода и в значительно более высоких концентрациях не проявляет токсические для человека свойства. При оценке качества воздуха и проектировании систем вентиляции помещений с большим количеством людей содержание диоксида углерода служит основной расчетной величиной.

Мерами предупреждения загрязнения воздуха помещений является их проветривание, если это возможно, соблюдение чистоты путем регулярной влажной уборки помещений, соблюдение установленных норм площади и кубатуры помещений, санация воздуха с помощью дезинфицирующих средств и бактерицидных ламп.

Для воздуха помещений содержание углекислого газа имеет санитарно-показательное значение. В помещениях, где находятся люди, в воздух поступают разнообразные продукты жизнедеятельности человеческого организма: выдыхаемый воздух, насыщенный углекислотой и водяными парами; испарения с поверхности кожи и слизистых оболочек дыхательных путей, в составе которых присутствуют продукты разложения слизи, пота, кожного жира и т. д.

В результате в воздухе увеличивается концентрация углекислоты, появляются аммиак, альдегиды, кетоны и другие дурно пахнущие газы, увеличивается влажность, пылевая и микробная загрязненность воздуха, что в целом характеризуется как душный (жилой) воздух, оказывающий влияние на самочувствие, работоспособность и здоровье людей. Поконцентрации углекислоты в таком воздухе можно определить степень общей его загрязненности. Поэтому углекислый газ служит санитарным показателем чистоты воздуха в жилых и общественных помещениях. Воздух считается свежим, если концентрация углекислоты в нем не превышает 0,1%. Эта величина и считается предельно допустимой для воздуха в жилых и общественных помещениях.

Кроме того, следует учитывать тот фактор, что углекислый газ тяжелее воздуха и может скапливаться в нижних частях замкнутых пространств, не подвергающихся интенсивной вентиляции. Наиболее важно это для тех мест, где происходят усиленные окислительные процессы (бродильные чаны, заброшенные шахты или колодцы, на дне которых находятся гниющие или бродящие отбросы и т. д.). В таких местах концентрация углекислоты может достигать больших величин и представлять опасность для здоровья и существования человека. Если концентрация углекислого газа во вдыхаемом воздухе превышает 3% то существование в такой атмосфере становится опасным для здоровья. Концентрация СО2 порядка 10 % считается опасной для жизни (потеря сознания наступает через несколько минут дыхания таким воздухом). При концентрации 20 % происходит паралич дыхательного центра в течение нескольких секунд.

Само собой, высокое содержание углекислого газа в воздухе крайне вредно. Но и совсем без него нельзя, и вот по какой причине. Этот газ отлично пропускает ультрафиолетовые лучи, которые необходимы для обогрева нашей планеты. И если внезапно углекислый газ полностью исчезнет из земной атмосферы, то это очень быстро скажется на климате. Без этого газа на Земле наступила бы вечная мерзлота.

14. Гигиенические требования к вентиляции помещений различного назначения. Методы гигиенической оценки. Методы контроля.

Виды вентиляции.

1) Естественная. Заключается в естественном воздухообмене между помещением и внешней средой за счет разницы температур внутреннего и на ружного воздуха, ветра и тд.

Естественная вентиляция может быть:

1. Неорганизованная (путем фильтрации воздуха через щели)

Организованная (через открытые форточки, окна и тд) - проветривание.

2) Искусственная.

1. Приточная - искусственная подача наружного воздуха в помещение.

Вытяжная - искусственная вытяжка воздуха из помещения.

Приточно-вытяжная - искусственный приток и вытяжка. Поступление воздуха происходит через приточную камеру, где он обогревается, фильтруется и удаляется через вентиляцию.

Общий принцип вентиляции заключается в том, что в грязных помещениях должна преобладать вытяжка (чтобы исключить самопроизвольное поступление грязного воздуха в соседние помещения). В чистых помещениях должен преобладать приток (чтобы в них не поступал воздух из грязных помещений).

Количество воздуха, которое необходимо подать в помещение на одного человека в час называется объемом вентиляции.

Он может быть определен по влажности, температуре, но точнее всего определяется по углекислому газу.

Методика:

При пребывании в помещении людей количество углекислого газа увеличивается. Один человек выделяет приблизительно 22.6 л углекислого газа в час. Сколько же нужно подать воздуха на одного человека в час, чтобы эти 22.6 литра разбавить так, чтоб концентрация углекислого газа в воздухе помещения не превысила бы 0.7 %° или 1 /<.. ?

Каждый литр подаваемого в помещение воздуха содержит 0.4 %° углекислого газа, то есть каждый литр этого воздуха содержит 0.4 мл углекислого газа и таким образом может еще "принять" 0.3 мл (0.7 - 0.4) для чистых помещений (до 0.7 мл в литре или 0.7 /~ ) и 0.6 мл (1 - 0.4) для обычных помещений (до 1 мл в литре или 1 /~ ).

Так как каждый час 1 человек выделяет 22.6 л (22600 мл) углекислого газа, а каждый литр подаваемого воздуха может "принять" указанное выше число мл углекислого газа, то количество литров воздуха, которое необходимо подать в помещение на 1 человека в час составляет

1) Для чистых помещений (палаты, операционные) - 22600 / 0.3 = 75000 л = 75 м3 . То есть, 75 м3 воздуха на каждого человека в час должно поступить в помещение для того чтобы концентрация углекислого газа в нем не превысила 0.7%*

2) Для обычных помещений - 22600 / 0.6 = 37000 л = 37 м3. То есть, 37 м воздуха на каждого человека в час должно поступить в помещение, для того чтобы концентрация углекислого газа в нем не превысила .

Если в помещении находится не один человек, то указанные цифры умножаются на количество человек.

Выше было подробно объяснено, как находится величина вентиляционного объема прямо на конкретных цифрах, вообще же нетрудно догадаться, что общая формула выглядит следующим образом:

Ь = (К * М) / (Р - Р0 = (22.6 л * 14) / (Р - 0.4%.)

где

Ь - объем вентиляции (м )

К - количество углекислого газа, выдыхаемого человеком за час (л)

N - число людей в помещении

Р - максимально допустимое содержание углекислоты в помещении

Р] - содержание углекислого газа в атмосферном воздухе

По данной формуле мы рассчитываем необходимый объем подаваемого воздуха (необходимый объем вентиляции). Для того, чтобы рассчитать реальный объем воздуха, который подается в помещение за час (реальный объем вентиляции) нужно в формулу вместо Р (ПДК углекислого газа - 1/Ц 0.7 У«) подставить реальную концентрацию углекислого газа в данном помещении в промилях:

^ реальный- (22.6 л * 14) / ([С02]факт - 0.4 /~)

Для определения' концентрации углекислого газа используют метод Субботина-Нагорского (основан на снижении титра едкого Ва, наиболее точен), метод Реберга (также использование едкого Ва, экспресс-метод), метод Прохорова, фотоколориметрический метод и др.

Другой количественной характеристикой вентиляции, непосредственно связанной с объемом вентиляции, является кратность вентиляции. Кратность вентиляции показывает сколько раз в час воздух в помещении полностью обменивается.

Соответственно, чтобы рассчитать для данного помещения необходимую кратность вентиляции нужно в эту формулу в числителе подставить необходимый объем вентиляции. А для того, чтобы узнать, какова реальная кратность вентиляции в помещении в формулу подставляют реальный объем вентиляции.

Кратность вентиляции может рассчитываться по притоку (кратность по притоку), тогда в формулу подставляется объем подаваемого в час воздуха и значение указывается со знаком (+), а может рассчитываться по вытяжке (кратность по вытяжке), тогда в формулу подставляется объем извлекаемого в час воздуха и значение указывается со знаком (-).

Воздушный куб - это необходимый на одного человека объем воздуха.

Норма воздушного куба составляет 25-27 м . Но как было рассчитано выше на одного человека в час требуется подавать объем воздуха 37 м , то есть при данной норме воздушного куба (данном объеме помещения,) необходимая кратность воздухообмена составляет 1.5 (37 м / 25 м = 1.5).

Вентиляция в жилых помещениях является одним из важных и эффективных средств поддержания здоровья и предупреждения болезней. Воздух в помещениях загрязняется вследствие дыхания людей, испарения с кожи продуктов разложения пота и сальных желез, выделения кишечных газов, курения, разложения органических веществ, содержащихся в одежде и обуви; а также в результате функционирования отопительных приборов, газовых плит, неэлектрических источников света, нерационально устроенных и плохо содержащихся туалетов, а также выделений газообразных продуктов из полимерных отделочных материалов.

При санитарной оценке воздушной среды жилищ прежде всего обращают внимание на запах. Однако отсутствие объективных измерительных приборов, позволяющих определить интенсивность запаха, заставляет гигиенистов для контроля пользоваться косвенными индикаторами качества воздуха жилых помещений.

Пока единственным, но достаточно объективным индикатором, позволяющим с достаточной точностью определить необходимый воздухообмен в жилых помещениях, служит двуокись углерода.

Нормативы показателей чистоты воздуха жилых помещений

Гигиенической нормой содержания двуокиси углевода в жилых помещениях в настоящее время является 0,1%. Она используется при расчётах объёма вентиляции помещений (количество чистого воздуха в кубических метрах в час, которое необходимо подавать на 1 человека). Этот расчёт производится по формуле:

L = К/Р − g

где, L – объём вентиляции м3/ч; К – количество углекислоты, выдыхаемой человеком за 1 ч, в л; ^ Р – предельное содержание СО2 в воздухе помещения, 1 л/м3 или 1 ‰; g – количество СО2 в подаваемом наружном воздухе 0,4 л/м3, или 0,4 ‰.

Расчёт по этой формуле показывает, что в обычных жилищах при однократном обмене воздуха в час минимальный объём помещения на одного человека должен составлять около 30 – 40 м3; в спальных комнатах казарм и других жилищ объём воздуха может быть ниже – до 25 м3, так как во время сна выделяется 10 – 15 л СО2 в час. При уменьшении объёма помещения необходимо соответственно увеличивать кратность обмена воздуха, которая является частным от деления объёма вентиляции на объём воздуха.

При объёме воздуха, 12 – 14 м3 на 1 человека для достижения указанного объёма вентиляции потребуется 1,7 – 2-кратный обмен воздуха, что может быть обеспечено за счёт естественной и искусственной вентиляции.