Химический состав воздуха в помещении

Обеспечение полного комфорта в современных закрытых помещениях может быть достигнуто приусловии создания микроклиматического и воздушного комфорта. В связи с разработкой и внедрением в самые различные отрасли народного хозяйства и, в частности, в гражданское строительство и быт новых химических веществ воздушная среда современных жилых и общественных зданий имеет многокомпонентный химический состав. В зданиях формируется особая воздушная среда, которая находится в зависимости от состояния атмосферного воздуха и мощности внутренних источников загрязнения, к которым в первую очередь относятся продукты деструкции отделочных, полимерных материалов, жизнедеятельности человека, неполного сгорания газа и др.

Качество воздуха закрытых помещений по химическому составу в значительной степени зависит от качества окружающего атмосферного воздуха. На основании изучения концентрации одного из наиболее распространенных загрязнителей атмосферы – двуокиси ceры (S0₂) специалисты отмечают наличие определенного параллелизма в наружных и внутренних концентрациях этого вещества.

Концентрации СО₂ внутри помещения составляет примерно 35% от ее содержания в атмосферном воздухе. Это различие может быть объяснено сорбцией вещества на ограждающих конструкциях зданий, предметах отделки интерьера помещений (шерстяные ковры, бумажные обои, некоторые виды красок и др.)

При сравнительном изучении внутренних и наружных концентраций окиси углерода (СО), которая может проявляться не только вследствие загрязнения атмосферы автотранспортом, но и за счет образования внутри зданий, подобной четкой закономерности не наблюдалось. В одних случаях отметались более высокие концентрации внутри помещений, в других содержание СО внутри помещений при закрытых окнах составило 77%от наружного. Концентрация двуокиси азота внутри помещений составила примерно 60% содержания ее в атмосферном воздухе.

Интересны исследования взаимного влияния внутренней среды жилых и общественных зданий и окружающей среды. Масс-спектрометрическим анализом установлено, что жилые и общественное здания являются источником загрязнения окружающей среды такими веществами, как аммиак, демитиламин, окислы азота, окись и двуокись углевода, сероводород, пропиламин, меркаптан, фенол, толуол, метанол, винилаценат, крезол и др. Все эти вещества являются либо продуктами жизнедеятельности человека, либо продуктами деструкции полимерных материалов.

Газифицированные здания в сравнении с электофицированными оказались более мощными источниками выделения токсических веществ (окислы азота, окись углерода, соединения серы, аммиака, аминосоединения).

Административные здания из-за отсутствия мусоропроводов, процессов стирки, приготовления пищи и других выделяют в 2,5 раза меньше вредных веществ, чем жилые.

Исследованиями установлено, что концентрации отдельных химических веществ в воздухе жилых помещений превосходят уровень предельно допустимых концентраций (ПДК) для атмосферного возду­ха даже при отсутствии внутреннего источника загрязнения. Внутри жил их помещений загрязнение воздуха фенолом, формальдегидом, ацетоном, двуокисью азота выше, чем в наружном воздухе. Особенно это проявляется на уровне 1-го этажа. Вертикальное распространение атмосферных загрязнений происходит не одинаково. Концентрации формальдегида, двуокиси азота и ацетона повышаются с увеличением высоты; наибольшие отмечается на уровне 3-го этажа.

В закрытых незаселенных жилых помещениях обнаружены более высокие концентрации сернистого газа, чем в наружном воздухе. Это объясняется способностью сернистого газа сорбироваться и накапливаться на поверхности отделочных строительных материалов (штукатурка, краска, обои, напольные покрытия).Наибольшее количество сернистого газа, сорбировалось на полимерных покрытиях (син­тетические ковры, линолеум, краска). Таким образом, здания не защищает жителей от загрязнения, содержащихся в атмосферном воз­духе, и химическая нагрузка на человека в помещениях в ряде случаев превышает ту, которую он испытывает снаружи.

Одним из внутренних источников химического загрязнения воздушной следы закрытых помещений являются продукты жизнедеятельности человека, образующиеся в процессе метаболизма – антропотоксины. Особое значение для формирования состава воздуха закрытых помещений имеют окись и двуокись углерода, алифатические углеводороды, аммиак, амины, кетоны, фенол, ацетон, сернистый водород, спирты, жирные кислоты.

Установлено, что воздушная среда невентилируемых помещений ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении. При этом обнаружено, что в невентилируемом помещении диметиламины и сероводород превышают ПДК для атмосфер­ного воздуха. Превышают ПДК или находятся на их уровне и такие вещества, как двуокись и окись углерода, аммиак.

При горении газа особенно высоки концентрации окиси углерода. При часовой эксплуатации двухкомфорочной плиты отмечается концентрация окиси углерода 10-12 мг/м³, окислов азота - 0,11 мг/м³.

При горении газа воздух кухонь значительно загрязняется окисью углерода, повышается температура и относительная влажность воздуха, у испытуемых отмечается снижение оксигемоглобина в крови и истощение кислородных резервов организма (по данным функциональной пробы с физической нагрузкой); наблюдается некоторое ухудшение функционального состояния центральной системы.

В современных типовых газифицированных квартирах с одинаковыми условиями воздухообмена (100 м³/ч) при горении газа концентрации окиси углерода, окислов азота и формальдегида превышают предельно допустимые концентрации для атмосферного воздуха не только в кухне, но и в жилых комнатах.

Одним из самых мощных источников загрязнения воздушной среды закрытых помещений являются строительные и отделочные материалы, изготовленные из полимеров.

Область применения полимерных материалов обширна. В насто­ящее время только в коммунальном строительстве номенклатуры полимерных материалов насчитывает около 100 наименований. Строительные полимерные материалы используются для покрытия полов, стен, теплоизоляции наружной кровли, гидроизоляции, герметизации и облицовки навесных панелей, изготовления оконных блоков и дверей, объемных элементов сборных домов.

Широта применения полимерных материалов и целесообразность их использования в строительстве жилых и общественных зданий определяется рядом положительных свойств, облегчающих их исполь­зование, улучшающих качество строительства, удешевляющих его. Однако результаты многочисленных исследований показывают, это практически все полимерные материалы являются источником миграции в воздушную среду тех или иных токсических химических веществ, оказывающих вредное влияние на здоровье населения. Так, например, поливинилхлоридные материалы (поливинилхлориды - один из самых распространенных видов полимеров, используемых в отделке современных жилыхи общественных зданий) являются источниками выде­ления в воздушную среду бензола, толуола, этилбензола, циклогексана, ксилола, бутилового спирта и других углеводородов.

Древесностружечные плиты на фенолформальдегидной и мочевиномальдегидной основе загрязняют воздушную среду жилыхи общественных зданий фенолом, формальдегидом, аммиаком. Ковровые изделия из химических волокон выделяют стирол, изофенол, сернистый ангидрид в значительней концентрациях.

Стеклопластики на основе различных смесей, применяемые в строительстве, звуко- и теплоизоляции, выделяют в воздушную сле­ду значительные количества ацетона, метакриловой кислоты, толуо­ла, бутанола, формальдегида, фенола, стирола. Лакокрасочные покрытия и клейсодержащие вещества также являются источниками загрязнения воздушной следы закрытых помещений следующими веществами: толуолом, бутилметакрилатом, бутиллацетатом, этилацетатом, ксилолом, стиролом, ацетоном, бутанолом, этиленгликолем и др. (перечень некоторых токсических материалов приведен в Приложении 1).

Интенсивность выделения летучих веществ зависит от условий эксплуатации полимерных материалов - температуры, влажности, кратности воздухообмена, времени эксплуатации, насыщенности материалом. Количество вредных веществ в воздушной среде помещения возрастает в зависимости от «насыщенности» его полимерным материалом.

Существенным недостатком полимерных материалов является способность к накоплению больших зарядов статистического элек­тричества, связанная с их диэлектрическими свойствами. Длитель­ное воздействие статического электричества является вредным для здоровья. Наличие зарядов наповерхности пола и oграждающих конструкций ухудшает некоторое показатели воздушной следы и затрудняет уборку помещений. Рекомендован допустимый уровень напряженности электрического поля статического электричества – 150 В/см.

Имеется много данных о влиянии атмосферных загрязнений на состояние здоровья человека. В настоящее время отмечено большое число случаев токсичных туманов, каждый из которых сопровождается ростом заболеваемости и смертности. В районах с загрязненным атмосферным воздухом отмечена более высокая заболеваемость органов дыхания, конъюктивитами, кожными, аллергическими и другими заболеваниями.

Заболеваемость в городах значительно выше, чем в сельской местности. Урбанизация определяет характер и частоту многих заболеваний нервной системы. С условиями жизни в городах связаны и особенности распространения индивидуальных заболеваний. Установлена зависимость роста острых респираторных заболеваний и гриппа от частоты внутригородских контактов. Особую опасность приобретает туберкулезная инфекция.

Практика показывает, что наиболее существенную роль в перспективном преобразовании играет система общегосударственных мероприятий, направленных на улучшение производительных сил, сдерживания роста крупных городов, охрану атмосферного воздуха, водоемов и почвы от загрязнения.

На оздоровление условий жизни направлены планировочные, технические, санитарно-технические и организационные мероприятия.

Большое значение имеет лабораторный контроль за состоянием атмосферного воздуха, внедряются приборы и средства автоматизации контроля за загрязнением окружающей среды.

Практическое внедрение системы автоматического контроля и сбора информации о загрязнении атмосферы позволяет более полно изучать влияние факторов окружающей среды на здоровье человека.

Качество среды обитания человека регламентируется СНИПами, СанПиНами и рядом санитарно-гигиенических нормативов для отдельных факторов окружающей среды.

Гигиенические требования к жилищу включают создание:

1) благоприятных пространственных параметров квартиры (площадь на 1 человека, высота помещения, подсобные помещения, открытые помещения);

2) оптимального микроклимата;

3) достаточного естественного и искусственного освещения;

4) благоприятного состояния воздушной среды в помещении (величина воздушного куба на 1 человека содержание в воздухе антропотоксинов и токсических веществ, микроорганизмов, пыли);

5) благоприятных условий для труда, отдыха и сна людей;

6) оптимальных условий для хозяйственных бытовых целей, воспитания детей;

7) условий для эстетического оформления интерьера жилища.

 

При оценке качества жилой среды необходимо учитывать суммирование факторов риска в каждом объекте урбанизированной среды. Опыт исследований авторов позволяет выдвинуть следующую концептуальную схему обеспечения здоровых условий жизни в данном типе населенных мест (см. таблицу 7.1).

Таблица 7.1 — Концептуальные основы обеспечения экологически полноценной и гигиенически благоприятной жилой среды

№ блока	Целевая установка	Принципы и критериальные показатели
1	Обеспечение полноценного осуществления социальных и биологических функций человека	1. Состояние полного физического, духовного и социального благополучия для всех групп населения.
		2. Безопасность генофонда человека при длительном проживании.
		3. Высокая эффективность восстановительных процессов и возможность полноценного отдыха в жилище и рекреации «на природе», обеспечивающие поддержание адаптационных возможностей организма человека.
2	Безопасность наружной жилой и внут-рижилищной среды	1. Отсутствие негативных факторов в жилом районе и наличие условий для здорового образа жизни.
		2. Соответствие качества земельного участка застройки санитарно-гигиеническим требованиям
		3. Уровни шума, инфразвука, вибрации, электрического магнитного поля, содержание радионуклидов и радона не более допустимых уровней риска.
3	Мониторинг жилой среды как экосистемы	1. Выявление «абсолютно-причинных факторов» риска в жилой среде: асбест, радон, радионуклиды, 3,4-бенз(а)пирен, ртуть, споры грибов, продукты миграции химических веществ из стройматериалов.
		2. Установление относительных условий, способствующих повышению заболеваемости населения и определение модифицирующих факторов, влияющих на условия дискомфорта.
		3. Установление корреляционных связей между качеством жилой среды и состоянием здоровья населения в зависимости от аллергенных факторов.
		4. Определение состояния здоровья и эффективность оздоровительных мероприятий по оптимизации жилищной среды в домах разных типов.
4	Методы конт-роля, индика-торы и меха-низмы охраны среды	1. Классификация качества жилой среды на основе эколого-гигиенического подхода.
		2. Методика экспертизы и сертификации строительных материалов и технологических средств управления качеством жилой среды.
		3. Эколого-гигиенический паспорт для жилых и общественных зданий и жилых микрорайонов.
		4. Нормативно-методические эколого-гигиенические основы мониторинга жилой среды.
		5. Нормативно-правовое обеспечение в виде современных эколого-гигиенических и строительных документов (СанПиНы, СНиПы, ГОСТы, ТУ).

Основным элементом жилища является квартира, в состав которой входят:

1) жилые помещения (спальни, общая комната, кабинет);

2) подсобные (кухня, ванная, туалет, душевая, коридор);

3) открытые (лоджии, балконы, веранды).

Спальни должны быть ориентированы на юг, не должны проектироваться проходными комнатами. Общая комната может быть проходной и ориентирована на любой румб.

Кухня должна быть ориентирована на северные румбы. Минимальный размер кухни около 7 м². В случае использования кухни в качестве столовой ее размеры должны увеличиваться до 12 м².

Размер передней должен быть не менее 4,5 в м², ванной – не менее 2,5м²  до 12 м²). Минимальная площадь туалетной 1,5 м². Площадь кладовых может колебаться от 1,5 до 6 м².

Гигиеническая оценка квартиры включает не только набор помещений, но и их планировку: условия аэрации, проветривания, отопления, инсоляционная, естественная освещенность.

С гигиенической точки зрения наиболее благоприятна двухсторонняя планировка. При этом обеспечивается сквозное проветривание.

В отличие от домов с квартирами для семейных общежития предназначаются для одиноко проживающих рабочих, студентов высших и средних учебных специальных заведений.

Жилые дома и жилые помещения по своему техническому состоянию, составу, площади, расположению и оборудованию должны создавать благоприятные условия для здоровья проживающих.

При размещении и проектировании жилых зданий должна учитываться степень радоноопасности и возможность наличия техногенного радиоактивного загрязнения на участке застройки.

Архитектурно-планировочные и конструктивные решения жилых зданий и помещений должны отвечать требованиям действующего СНБ 3.02.04-03 «Жилые здания».

Перепрофилирование части жилого дома или использование её под помещения иного назначения допускается при наличии решения местных исполнительных и распорядительных органов о выводе данных помещений из состава помещений жилого назначения и только по согласованию с органами и учреждениями госсаннадзора в соответствии с требованиями действующих санитарных правил и норм. При проектировании и строительстве жилых домов должны предусматриваться мероприятия, обеспечивающие доступ и условия проживания инвалидов-колясочников.

При проектировании реконструкции и капитального ремонта жилых домов и помещений в зависимости от конкретных условий, следует максимально предусматривать благоустройство территории, оборудование систем холодного и горячего водоснабжения, хозяйственно-фекальной и ливневой канализации, отопления, электроснабжения, мусоропровод, лифт и другие необходимые инженерные коммуникации.

Не допускается размещение в жилых домах объектов производственной деятельности, торговли, культурно-массовой работы, спортивных сооружений, предприятий бытового обслуживания, лечебно-профилактических организаций, которые являются источником выделения в воздушную среду жилых помещений и атмосферный воздух повышенных концентраций вредных веществ, создают превышение допустимых уровней различных излучений, шума и вибрации, а также оказывают негативное влияние на микроклимат и другие показатели качества внутренней среды помещений, условия проживания населения, способствуют распространению инфекционных заболеваний.

Главная гигиеническая норма для общежитий: площадь спален на одного человека не менее 6м², высота не менее 2,7 м.

Дополнительно в общежитиях, предназначенных более чем для 300 человек, предусматривается столовая общественного питания, прачечная и медицинский пункт.

Жилые дома и помещения должны, как правило, оборудоваться системами холодного и горячего водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции с естественным побуждением, электроснабжения, газоснабжения. Естественную вентиляцию жилых и вспомогательных помещений необходимо осуществлять через форточки, фрамуги, специальные створки, вентиляционные каналы. Вытяжные отверстия вентиляционных каналов устраиваются в санитарных узлах (ванна, туалет) и на кухнях.

Система отопления и вентиляции, конструкция зданий должны обеспечивать гигиенические нормативы качества воздуха, уровней шума и вибрации, а также микроклимат в жилых помещениях (таблица 7.2).

 

Таблица 7.2. — Показатели оптимального микроклимата в жилых помещениях

Показатели микроклимата	Период года
	Холодный и переходные условия	теплый
Температура воздуха (ºС)	20-22	21-25
Относительная влажность (%)	30-45	30-60
Скорость движения воздуха	0,1-0,15	Не более 0,25
Температурный перепад между температурой воздуха помещений и стен (ºС)	не более 6
Температурный перепад между температурой воздуха помещений и пола (ºС)	2

 

Допустимые параметры микроклимата в жилых помещениях в отопительный период:

Температура воздуха +18 °С;

Относительная влажность 30%-65%;

Скорость движения воздуха не более 0,25 м/сек;

Температурный перепад между температурой воздуха помещений и стен не более 6 °С;

Температурный перепад между температурой воздуха помещений и пола не более 2°С.

Архитектурно-планировочные решения жилища должны обеспечить комфортную внутреннюю среду помещений, т.е. благоприятный микроклимат и хорошую естественную освещенность.

Система отопления должна обеспечивать равномерный прогрев воздуха в течение всего отопительного периода, быть удобной в эксплуатации и регулировании.

В жилых помещениях используется водяное отопление, которое обеспечивает равномерное нагревание воздуха конвекцией при температуре радиаторов не выше 70⁰С.

Панельное отопление основано на теплоотдаче излучением. Нагревательным прибором является панель (стена), потолок или пол помещения. Наиболее благоприятной является температура стенных панелей 40-450С, потолка 28-300С, пола 25-270С. Кратность воздухообмена должна составлять 1-1,5 в час. В современных квартирах осуществляется комбинированная система вентиляции, т.е. в кухонно-санитарном блоке организована искусственная вытяжная вентиляция, в жилых комнатах — приточная.

Концентрация вредных веществ и примесей в воздухе жилых помещений не должна превышать предельно-допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

Уровни шума, инфразвука, вибрации, ионизирующих излучений и электромагнитных полей от внутренних и внешних источников в жилых помещениях и на прилегающей территории не должны превышать значений, установленных действующими санитарными правилами и нормами.

Естественная освещенность определяется ориентацией здания, этажностью, размерами окон, наличием балконов и т.п. Коэффициент светового освещения (КЕО) — 0,5%, световой коэффициент для жилых комнат 1:8. Наибольшее гигиеническое значение имеет инсоляция. Непрерывная инсоляция в северных районах должна быть не менее 3 час, летом в центральных районах не менее 2,5 часа.

Искусственное освещение должно соответствовать назначению помещений, быть достаточным, регулируемым и безопасным, не оказывать слепящего действия и другого неблагоприятного влияния на человека и внутреннюю среду помещений.

Средняя освещенность жилых комнат в квартирах и общежитиях, при совместном действии всех светильников должна быть 75 лк, а в кухне квартир и общежитий – до 100 лк, санитарных узлов – 30 лк.

Ввод в эксплуатацию жилых домов и помещений, законченных строительством, реконструированных, после капитального ремонта, в том числе отдельных инженерных сетей жилых зданий (водоснабжение, канализация, отопление, вентиляция), без заключения территориальных органов и учреждений госсаннадзора не допускается.

Ввод в эксплуатацию законченных строительством жилых домов и помещений или отдельный поэтапный ввод инженерных сетей разрешается после получения положительных результатов инструментальных и лабораторных исследований, в том числе качества питьевой воды, физических факторов (при наличии их источников внутри здания), а также, при необходимости, микроклимата.

Лабораторные и инструментальные исследования перед вводом в эксплуатацию законченных строительством, реконструкцией и капитальным ремонтом жилых домов и помещений, а так же при их текущей эксплуатации, обеспечиваются предприятиями, организациями, учреждениями и частными лицами, в ведении которых находится жилой фонд.