Презентація на тему:
ВИЗНАЧЕННЯ ЯКОСТІ ВНУТРІШНЬОГО ПОВІТРЯ

Якість повітря приміщень означає вміст та природу внутрішнього повітря, яке впливає на здоров’я та комфорт мешканців будівель. Ю. Посудін. Моніторинг довкілля з основами метрології Лекція 12a МОНІТОРИНГ ЯКОСТІ ВНУТРІШНЬОГО ПОВІТРЯ Yuriy Posudin Environmental Monitoring with Fundamentals of Metrology Lecture 12a MONITORING INDOOR AIR QUALITY

Замкнутий Простір Справа в тому, що людина проводить майже весь час своєї життєвої активності у замкнутому просторі − в будинках чи нежитлових спорудах (oфісах, комерційних установах, університетах, школах, лікарнях, підприємствах), або у внутрішніх просторах автомобілів, потягів, кораблів, літаків.

90 % - у приміщеннях Відповідно дослідженням, проведеним у США та Європі, населення індустріалізованих країн проводить більш ніж 90 відсотків свого часу у приміщеннях, де якість повітря часто гірше ніж ззовні

The US Environmental Protection Agency (EPA) Внутрішнє повітря у містах може бути у 100 разів більш забрудненим, ніж зовнішнє повітря.

ВПЛИВ ЗАБРУДНЕННЯ ВНУТРІШНЬОГО ПОВІТРЯ Згідно з даними Світової організації здоров'я (The World Health Organization) щорічне забруднення повітря приміщень відповідає більш ніж за 1,6 мільйони смертельних випадків та 2,7 % глобальних захворювань.

Copenhagen Summit Thursday, December 17, 2009 Питання якості внутрішнього повітря обговорювалися впродовж Саміту у Копенгагені. Експерти стверджують, що близько 2 мільйонів людей помирають щорічно через погану якість повітря приміщень. 

ОСНОВНІ ЗАБРУДНЮВАЧІ ВНУТРІШНЬОГО ПОВІТРЯ Неорганічні забруднювачі (діоксид вуглецю, оксид вуглецю, діоксид азоту, діоксид сірки, озон); Органічні забруднення (леткі органічні сполуки, формальдегіди, пестициди, вуглеводні, аліфатичні та аліциклічні вуглеводні, кетони, спирти, гликольефіри, ефіри, феноли, хлоровані вуглеводні, терпени, альдегіди, ацетати; Фізичні забруднювачі (частинки, азбест, мінеральні нитки, радон); Тютюновий дим у довкіллі, продукти згоряння, біологічні аерозолі, радіоактивні забруднювачі.

ЛЕТКІ ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ Термін «леткий» відповідає тенденції цих сполук випаровуватися за нормальними температурою та тиском через їх малу точку кипіння.

Класифікація ЛОС (WHO, 1989): Дуже леткі (газові) органічні сполуки які мають температуру кипіння від < 0 0C до 50-100 0C; Леткі органічні сполуки – від 50-100 0C до 240-260 0C; Напівлеткі органічні сполуки – від 240-260 0C до 380-400 0C.

Асортимент ЛОС Детальний список типів, концентрацій та поширення ЛОС у внутрішньому повітрі наведено в монографії “Indoor Air Quality. A comprehensive reference book.” (Eds. Maroni et al., 1995).

Асортимент ЛОС Кількість ідентифікованих ЛОС збільшилася від більш ніж 300 у 1986 р. до більш ніж 900 у 1989 р. (Indoor air quality…, 1995).

Асортимент ЛОС На даний час, згідно з даними Minnesota Department of Health, у внутрішньому повітрі є “тисячі різноманітних ЛОС, що утворюються та використовуються у нашому повсякденному житті”.

Асортимент ЛОС The results of analysis of the volatile organic compounds in the air of a relatively well aerated residence (ca. 1927, without carpet and drapes) made it possible to find the following compounds in descending concentration (Yang et al., 2004): butyl butyrate, d-limonene, nonanal, toluene, benzaldehyde, eucalyptol, α-pinene, mono(2-ethylhexyl) phthalate, decanal, p-xylene, nonane, 1-butoxy-2-propanol, 1,2,4-trimethylbenzene, 2-butoxyethanol, 2-(hexyloxy)-ethanol, undecane, 1-methyl-2-(1-methylethyl)-benzene, β-pinene, decane, o-xylene, heptanal, tetradecane, acetic acid, 3-carene, 1-ethyl-4-methylbenzene, pentadecane, 3-furaldehyde, dodecane, menthol, ethylbenzene, 2,6-di-tert-butyl-1,4-benzoquinone, styrene, tridecane, 1,3,5-trimethylbenzene, benzyl alcohol, propylcyclohexane, camphene, methyl salicylate, 1-ethyl-2-methylbenzene, naphthalene, 3-methylbutyl acetate, aromadendrene, 1,2,4,5-tetramethylbenzene, 1-ethyl-4-methylcyclohexane, 1-ethyl-3-methylcyclohexane, 1-methyl-4-(1-methylethenyl)-benzene, 2-methylnaphthalene.

ДЖЕРЕЛА ЛОС У ВНУТРІШНЬОМУ ПОВІТРІ МЕБЛІ КНИЖКИ ГАЗЕТИ ЖУРНАЛИ

Меблі Дерев’яні поверхні з присутніми різноманітними хімічними сполуками, такими як лаки, фарби, політура тощо.

Покриття підлоги Покриття підлоги, серед яких зазначимо паркети, синтетичні покриття, лінолеум та різноманітні компоненти цих матеріалів, такі як барвники, добавки, розчинники, пластифікатори.

Laminated Veneer Aldehyde and volatile organic compound emissions from laminated veneer lumber were detected by Miyamoto et al. (2006). The samples were made from three different veneer species, namely larch (Larix species), radiata pine (Pinus radiata D. Don) and sugi (Cryptomeria japonica D. Don), and were bonded with phenol-formaldehyde resins for structural use and melamine-urea-formaldehyde resins for nonstructural use. All the laminated veneer lumber samples used in this study had very low emissions of VOCs according to the indoor air quality guidelines of the Japanese Ministry of Labor, Health and Welfare.

Покриття підлоги Килими, портьєри, покривала, що містять синтетичні нитки, компоненти латексу та клею

Килими Килими розглядаються не лише як потенційні джерела ЛОС, але можуть виконувати функції адсорбційної пастки, що здійснює ре-емісію ЛОС упродовж тривалого часу (Won et al., 1999).

Татамі Татамі мають тривалу історію та характеризують певні культурні та побутові традиції Японії. Результати деяких наукових досліджень довели, що татамі поглинають ЛОС, які в свою чергу викликають синдром “хворого будинку”.

ПОБУТОВА ТЕХНІКА ТА ПРИЛАДИ копіювальні машини, тонери, принтери, нагрівачі, вентилятори, кондиціонери

Копіювальні машини та принтери Було доведено, що лазерні принтери утворюють суттєву кількість озону та формальдегіду, тоді як копіювальні машини емітують переважно озон та ЛОС (Tsuchiya et al. 1988; Tuomi et al.,2000).

ПОБУТОВА ХІМІЯ ТА МАТЕРІАЛИ Мийні речовини, воски, освіжувачі повітря, шпалери, пластикові покриття, матеріали для склеювання

ПОБУТОВА ХІМІЯ ТА МАТЕРІАЛИ Дослідження, проведені у 35 будинках Західної Вірджинії, продемонстрували, що будинки, в яких застосовують нафталінові кульки та/або освіжувачі повітря, збільшують концентрацію p-дихлорбензолу, декану, MeCCl3, та C2HCl3

ПОБУТОВА ХІМІЯ The University of Georgia, USA

ПОБУТОВІ МАТЕРІАЛИ шпалери, пластикові покриття підлоги, фарби, клей, віск

НОВІ ТА ВІДРЕМОНТОВАНІ БУДИНКИ Концентрація ЛОС в довкіллі приміщень у 2-100 разів може перевищувати концентрацію ЛОС у зовнішньому просторі (Brown, 2002).

НОВІ БУДИНКИ В ЯПОНІЇ В Японії понад мільйон нових будинків будується щорічно; проблеми, пов’язані з забрудненням внутрішнього повітря та сирістю, є вкрай гострими (Saijo et al., 2004).

НОВІ БУДИНКИ В АВСТРАЛІЇ Нові будинки у Мельбурні, Австралія, були проаналізовані з точки зору наявності ЛОС у внутрішньому повітрі. Було встановлено, що примкнуті до будинку гаражі та шерстяні килими спричинюють підвищене забруднення повітря приміщень. Хоча загальна концентрація ЛОС була низькою, вона у 4 рази перевищувала зовнішню.

Вихлопні гази автомобілів Вихлопні гази автомобілів, транспортні речовини що містять бензин, мастила, автомобільні рідини, компоненти внутрішнього убранства нових автомобілів (шкіряні покриття та тканини) (Gammage and Matthews, 1988; Kindzierski, 2000). .

Вихлопні гази та автомобільні продукти Джерелами ЛОС у внутрішньому повітрі можуть бути гаражі, приєднані до будинків, та різноманітні автомобільні продукти. Впливає також розташування будинку поблизу транспортних артерій (Gammage and Matthews, 1988; Kindzierski, 2000).

Вихлопні гази та автомобільні продукти Рівень ЛОС залежить від інтенсивності дорожнього руху; цей рівень пропорційний густині автомобілів на автостраді та обернено пропорційний швидкості їх руху та швидкості вітру (Weisel et al., 1992).

БІОЛОГІЧНІ ДЖЕРЕЛА Джерелами ЛОС у внутрішньому повітрі є тютюновий дим, біологічні частинки, такі як віруси, бактерії, гриби, пилок, послід птахів, комахи, гризуни, екскременти тварин, декоративні рослини.

Куріння Було доведено, що приміщення з високим рівнем тютюнового диму характеризуються вищою концентрацією бензолу, C4-9-альдегідів та 1,3-бутадієну порівняно з тими приміщеннями, де пасивне куріння було відсутнє.

Згоряння Quantitative and qualitative estimation of VOCs that are identified before and during burning of incense showed the presence of benzaldehyde, linalool, benzyl alcohol, phenethyl alcohol., formaldehyde, and acetaldehyde in the emissions of incense both before and after burning.

Людське дихання Основними ЛОС у продуктах дихання людини є ізопрен, ацетон, етанол, метанол.

Biological and Microbial Sources Airbornе fungi and dust mite allergen were estimated in newly built Japanese dwellings in Hokkaido region. Such main organisms as Cladosporium, Penicillium, Alternaria, Eurotium, Aspergillus and Rhodotorula were detected in the dwellings. It was shown that only one fungal genus, Rhodotorula, had significantly higher levels in dwellings with sick building syndrome (Takeda et al., 2009). Light micrograph of the hyphae and spores of the human pathogen Aspergillus fumigatus

Декоративні рослини Heliotropium arborescens L. Kays et al., HortiScience, 2005, 40(5): 1237-1238

Перелік ЛОС, що висилаються Heliotropium arborescens L Kays et al., HortiScience, 2005, 40(5): 1237-1238)

КОНЦЕНТРАЦІЇ ЛОС Загальна кількість летких органічних речовин (ЗЛОС) визначає відгук людського організму: концентрація ЗЛОС < 0,20 мг/м3 є комфортною для людини; в діапазоні 0,20-3,00 мг/м3 людина відчуває дратування; область концентрацій 3,00-25,00 мг/м3 є надзвичайно дискомфортною; концентрації > 25,00 мг/м3 відповідають появі токсичних впливів на людський організм (Hunter and Oyama, 2000).

ВПЛИВ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ НА КОНЦЕНТРАЦІЮ ЛОС Типові значення концентрацій ЛОС в будинках залежать від ряду факторів, таких як: вік будинку, рівень його оновлення, внутрішній клімат, прикрашення, режим вентиляції, швидкість руху повітря, температура, відносна вологість, розташування поблизу дорожнього руху, пора року.

Сирість у нових будинках Вплив сирості у нових будинках Японії на появу ЛОС було вивчено у роботах (Saijo et al., 2004, 2009; Takeda et al., 2009).

ВПЛИВ ЛОС НА ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ Найпоширенішим впливом ЛОС у внутрішньому повітрі слід вважати подразнення органів зору, носоглотки, горла, появу головного болю, запаморочення, нудоти (Hess-Kosa, 2002).

ВПЛИВ ЛОС НА ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ Багато ЛОС є канцерогенами для людей та тварин. Серед інших впливів слід зазначити дію ЛОС на серце, нирки та легені. Зокрема, емісія ЛОС у повітря приміщень відповідає за появу риніту, носової кровотечі (особливо викликаної формальдегідом), фарингіту, кашлю, хрипливості, погіршенню стану астми, подразненню кон’юнктиви, головного болю або запаморочення, летаргії, втомленості, нездужанню, анорексії, погіршенню пізнаваності, індивідуальним змінам, висипу, міалгії (гіперчутливому пневмоніту, водної гарячки), втрати слуху, алергічної реакції шкіри.

АСТМА ЛОС відіграють суттєву роль у провокуванні астми. Більшість населення, серед яких є наші близькі, страждає від астми та інших, викликаних забрудненням проблем через підвищений рівень ЛОС у повітрі приміщень (Investigation…, 2006). Так, наприклад, 2-етил-1-гексанол в концентрації 2-32 мкг·м-3, який пов’язаний з синдромом хворого будинку, викликає астму у мешканців (Asthma…,2000).

AЛЕРГІЯ Особливу увагу було приділено впливу типових забруднювачів внутрішнього повітря, що відповідають за алергію та інфекцію верхніх дихальних шляхів у дітей, схильних до алергії (Rolle-Kampczyk et al., 2005)

Кішки

Синдром Хворого Будинку Відомо, що недостатня якість внутрішнього повітря викликає симптоми «багаторазової хімічної чутливості», «синдрому нового будинку», «синдрому хворого будинку» (Ando, 2002; Shinohara et al., 2004). До 60 мільйонів людей, що працюють у приміщеннях, страждають подразненням очей, носа та горла, головним болем та втомлюваністю (Evaluation…, 2007).

Синдром Хворого Будинку Синдром хворого будинку являє собою комбінації захворювань, пов’язаних з індивідуальним місцем у виробничих чи житлових будинках.

Синдром Хворого Будинку

Канцерогенні ефекти Деякі з ЛОС, такі як бензол, стирол, тетрахлоретилен, 1,1,1-трихлороетан, трихлороетилен, дихлоробензол, метиленхлорид та хлороформ можуть викликати мутагенні або канцерогенні ефекти (Godish, 2001).

ВПЛИВ ПАСИВНОГО КУРІННЯ НА ЗДОРОВ’Я ДІТЕЙ Дим, що видихається курцями, може спричинити рак у дорослих, а у дітей пневмонію, бронхіт, захворювання середнього вуха, астму, синдром раптової смерті дітей. Агенція із захисту навколишнього середовища США, Національна токсикологічна програма США, Міжнародна агенція з дослідження раку класифікують дим від пасивного куріння як канцерогенний агент.

ТОКСИЧНІСТЬ ЛОС Багато ЛОС демонструють токсичні властивості під час дії гострих, відносно інтенсивних експозицій (Cooper et al., 1995). Повідомлено, що токсичні ефекти притаманні також деяким хімічним сполукам, таким як бензальдегід, α-терпінеол, бензилацетат та етанол за відносно низькими рівнями концентрацій (9-14 мг/кг).

Регіон Хоккайдо Симптоми 343 мешканців у 104 особняках Хоккайдо (Японія) було досліджено (Takeda et al., 2009). У м. Саппоро 429 осель та 135 - поблизу міста було проаналізовано (Saijo et al., 2004). Анкетне опитування було розповсюджено серед мешканців 1,240 будинків, що були побудовані упродовж останніх 7 років (Takeda et al., 2009).

Hokkaido region Some VOCs such as toluene, butyl acetate, ethylbenzene, alpha-pinene, p-diclorobenzene, nonanal, and xylene were significantly related to the sick building syndrome (Saijo et al., 2004).

Анкетне опитування Оцінювання симптомів хворого будинку було проведено за допомогою стандартизованих анкетних опитувань, які було проведено серед мешканці будинків в Японії. Серед типових питань, пов’язаних з мешканцями, слід зазначити: вік мешканців, стать, відношення до куріння, стосунки до алергічних захворювань, наявність тварин у приміщеннях, час проживання у даному будинку, розміри домашнього господарства, рід занять (повний чи неповний робочий день, пенсіонер чи безробітний).

Анкетне опитування Серед основних запитань, пов’язаних з будинками, були: структура будинку (дерев’яний, бетонний чи залізобетонний), вік будинку, оновлення чи ремонт упродовж останніх двох років, наявність покриття підлоги, тип оформлення стін, наявність вогкості, присутність курців, використання ароматизаторів та репелентів

Відповіді Відповіді включали такі варіанти: “Так, часто (кожний тиждень)”; “Так, інколи" та "Ні, ніколи."

Indoor air monitoring Aldehydes and acetone were quantified by HPLC and VOCs were quantified by GC-MS Indoor airborne fungi The fungal levels were expressed as colony forming units per cubic meter of air (CFU/m3). Dust samples were collected with a hand vacuum cleaner equipped with a paper filter

Characteristics of the dwelling (Takeda et al., 2009)

Characteristics of participants (n=343) (Takeda et al., 2009)

Sick Building Syndrome symptoms in participants (Takeda et al., 2009)

SBS Symptoms in relation to VOCs (Takeda et al., 2009)

Relationship between SBS symptoms and VOCs

Living Room and Bathroom Living Room: Pet danger and Hair; Second- Hand Smoke, Carbon Monoxide Mold

Bedroom and Kitchen Dust Pesticides Volatile Organic Compounds (VOCs) Carbon Monoxide

Basement Carbon Monoxide Volatile Organic Compounds (VOCs) Mold Radon

Література: 1. eKMAIR.University Library National University of "Kyiv-Mohyla Academy" Volatile Organic Compounds in Indoor Air: Scientific, Medical and Instrumental Aspects Автори: Posudin, Yuriy          http://www.ekmair.ukma.kiev.ua/handle/123456789/885 2. Посудін Ю.І. Вплив летких органічних сполук у повітрі приміщень на здоров’я людини. Довкілля та здоров’я, 2011, 34.-С.31-36. 3. Посудін, Ю.І. Куріння: історичні, наукові, медичні та соціальні аспекти / Посудін Ю. І. // Environment and Health = Довкілля та здоров'я. - 2010. - № 4. - С. 28-32. (електронний варіант) http://www.ekmair.ukma.kiev.ua/handle/123456789/969 4. Протидія соціально небезпечним хворобам. Вивчення українського досвіду. НаУКМА. К.: 2010.