Краткая характеристика некоторых наиболее значимых источников поступления химических веществ в воздушную среду жилых и общественных зданий
ГОУ ВПО Нижегородская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития
___________________
Кафедра общей гигиены и экологии
"АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ
ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ
ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ»
Учебно-методическое пособие для студентов
Г. Нижний Новгород,
Г.
С конца 70-х г.г. во многих развитых странах мира внимание врачей стал привлекать неуклонный рост числа заболеваний с неспецифической симптоматикой, но так или иначе связанных с длительным нахождением людей, страдающих этими заболеваниями, в определенных зданиях, причем помещения могли быть как жилыми, так и офисными.
В начале 80-х г.г. ХХ века было сформулировано понятие «синдром больного здания» (sick building syndrome) как медико-экологическая проблема, связанная с воздействием внутренней среды помещений различного назначения на здоровье человека. По некоторым оценкам, в западноевропейских странах и США около 20-30% «больных» зданий. Сколько таких зданий в России – статистики нет.
Существует две категории «больных» зданий. Первая категория – это «временно больные» здания. Жалобы на плохое самочувствие, развитие болезненных состояний у людей связаны либо с качеством строительных и отделочных материалов, либо с функционированием санитарно-технического оборудования. Как правило, это недавно построенные или реконструированные здания, в которых частота и интенсивность проявлений болезненных симптомов ослабевает с течением времени. В большинстве случаев (примерно через полгода) они исчезают совсем, что связано либо со значительным уменьшением эмиссии летучих компонентов, содержащихся в строительных и отделочных материалах, либо с устранением первопричины жалоб.
Вторая категория – «постоянно больные» здания - здания, имеющие большой срок эксплуатации.
По оценкам экспертов ВОЗ, человек проводит более 80% своего времени в помещениях непроизводственного характера, т.е. в условиях искусственной замкнутой среды, по свои параметрам существенно отличающейся от наружной (городской) среды. Характерной особенностью внутренней среды является ее многокомпонентность и многофакторность влияния на человека. В течение практически всего времени суток человек внутри помещений (жилых, административных, общественных, лечебных, учебных, спортивных и т.д.) подвергается воздействию большинства известных факторов – химических, физических, биологических – в различных сочетаниях и комбинациях. Действие этих факторов, хотя и характеризуется малой интенсивностью, имеет, как правило, высокую степень экспозиции (хроническое действие). Поэтому, не являясь в большинстве случаев непосредственной причиной возникновения и развития тех или иных заболеваний, они способны вызывать неспецифические, предпатологические состояния, ускорять течение уже имеющихся заболеваний или препятствовать выздоровлению, затягивая течение болезни. Вместе с тем, отдельные факторы или их совокупность могут являться прямыми этиологическими факторами развития, например, аллергических и онкологических заболеваний, а также заболеваний невротического характера.
Таблица 1
Возможные факторы риска в условиях внутренней среды
| Факторы риска | Влияние на организм и среду обитания |
| Химические загрязнения внутренней воздушной среды | Дискомфортное самочувствие, першение в носоглотке, жжение в глазах, головная боль, утомляемость и др. |
| Пылевое загрязнение | Аллергические реакции |
| Загрязненный атмосферный воздух | Загрязнения химическими веществами, пылью |
| Грибковое загрязнение | Развитие аллергической патологии |
| Бактериальное загрязнение | Инфекционные заболевания |
| Микроклиматические параметры | Пониженная температура – простудные заболевания; повышенная – чувство сухоты, утомляемость. Повышенная влажность – грибковые поражения стен; пониженная – сухость слизистых верхних дыхательных путей, простудные заболевания |
| Недостаточное естественное и искусственное освещение | Психологический дискомфорт и негативное влияние на зрительную функцию |
| Высокие уровни радиационного фона и радона | Рост онкологической заболеваемости |
| Повышенное электромагнитное излучение | Вегетососудистая дистония, неврозы |
| Повышенные уровни шума | Дискомфортное самочувствие, отрицательное влияние на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы, орган слуха. |
Особую актуальность представляет проблема качества воздуха жилых и общественных зданий, т.е. совокупность влияющих на здоровье человека качественных характеристик воздушной среды внутри помещений. По различным оценкам исследователей, воздух в помещениях в 4-6 раз грязнее и в 8-10 раз токсичнее наружного.
В зависимости от назначения помещения качественные характеристики воздушной среды могут существенно отличаться. В воздухе жилых помещений могут содержаться загрязнители бактериальной и химической природы, что является следствием физиологических обменных процессов человека, приготовления пищи, сгорания бытового газа, стирки, деструкции полимерных и натуральных отделочных материалов. В офисах во время работы лазерных принтеров, копировальных аппаратов в воздухе помещения повышается содержание озона, оксида азота, оксида углерода, а также возможно выделение таких вредных веществ, как трихлорэтан, изооктан, толуол, бензол, ксилол, газообразных соединений кадмия и селена.
Качественно-количественный анализ содержания компонентов, загрязняющих воздушную среду непроизводственных помещений, показал одновременное присутствие в ней сотен веществ различных химических классов. Количественные характеристики суммарного химического загрязнения зависят:
- от уровня и характера загрязнения атмосферного (наружного) воздуха в районе расположения здания;
- степени насыщенности помещения оборудованием, полимерными материалами;
- количества находящихся в помещении людей и длительности их пребывания;
- срока эксплуатации здания;
- температуры воздушной среды, кратности воздухообмена.
Загрязнители воздушной среды помещений условно можно разделить на внешние и внутренние. К внешним относятся окислы серы и другие продукты выхлопных газов автомобилей, тяжелые металлы, продукты фотохимических реакций (фотооксиданты), пыльца растений и пр.
Внутренние загрязнители представляют собой:
- соединения, выделяющиеся из строительных конструкций зданий и почвы под ними;
- продукты деструкции (старения) полимерных материалов, использованных в строительстве и при отделке помещений;
- продукты неполного сгорания бытового газа;
- антропотоксины, выделяющиеся в процессе жизнедеятельности человека;
- продукты, образующиеся при курении табака;
- вещества, образующиеся при приготовлении пищи;
- вещества, выделяющиеся из средств бытовой химии (стиральные и моющие средства, косметические средства, др.);
- применяющиеся в быту пестициды;
- соединения, образующиеся в процессе трудовой, творческой и др.деятельности;
- вещества, загрязняющие верхнюю одежду, обувь;
- летучие вещества, содержащиеся в водопроводной воде (радон, сероводород).
Гигиеническими критериями качества воздушной среды являются предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ и соединений.
Принимая во внимание, что качество воздуха внутри помещений в значительной степени определяется количеством находящихся в нем людей, предложены санитарные показатели антропогенного загрязнения. Еще в середине XIX века М.Петтенкофер установил, что содержание углекислоты в воздухе помещений выше 0,07% неприятно действует на самочувствие людей. Он предложил считать мерилом чистоты воздуха жилища – содержание углекислоты и в качестве норматива – концентрацию 0,1%. Это был первый в мире показатель чистоты воздуха в жилище. Это не ПДК углекислого газа, а комплексный показатель вредности, учитывающий накопившиеся параллельно с диоксидом углерода многочисленные метаболиты человеческого организма. Впоследствии было предложено считать санитарным показателем антропогенного загрязнения содержание аммиака – так же постоянного метаболита организма человека. В дальнейшем сюда же отнесли и величину окисляемости воздуха как интегрального показателя органического загрязнения воздушной среды. Чистым принято считать воздух жилых помещений, имеющий окисляемость – до 6 мг/м3, умеренно загрязненным – до 10 мг/м3, загрязненным – 12 мг/м3 и выше.
Краткая характеристика некоторых наиболее значимых источников поступления химических веществ в воздушную среду жилых и общественных зданий
Полимерные материалы.
В настоящее время номенклатура полимерных материалов, применяемых только в строительстве, насчитывает более 100 наименований. Полимерные материалы используются, главным образом, для покрытия полов, стен, кровли, для тепло- и гидроизоляции, герметизации и облицовки. Не менее широко они используются для производства предметов обихода: мебель с применением древесно-стружечных плит (ДСП), ковры и ковровые покрытия из химических волокон, линолеумы, лакокрасочные покрытия, синтетические клеи, замазки, шпатлевки и др.
Древесно-стружечные плиты на фенол-формальдегидной и мочевино-формальдегидной основе загрязняют воздушную среду закрытых помещений фенолом, формальдегидом, аммиаком. Ковровые изделия из химических волокон выделяют в значительных концентрациях стирол, изофен, сернистый ангидрид. Стеклопластики на основе различных смесей, применяемых в строительстве для звуко- и теплоизоляции, изготавливаются на основе метакриловой кислоты, толуола, бутанола, формальдегида, фенола, стирола. Лакокрасочные покрытия и клейсодержащие вещества также являются источниками загрязнения внутренней среды следующими веществами: толуолом, бутилметакрилатом, этилацетатом, ксилолами., ацетоном, бутанолом и др.веществами (табл.2).
Результаты многочисленных исследований показали, что практически все полимерные материалы являются источником миграции в воздушную среду тех или иных токсических химических веществ, оказывающих вредное влияние на здоровье человека.
Таблица 2
Перечень вредных веществ, выделяющихся из строительных материалов
| Вещества | Класс опасности | Источник поступления |
| Ацетон, бутилацетат | Лаки, краски, клеи, шпатлевки, мастики | |
| Бутанол | Мастики, клеи, линолеум, лаки, краска | |
| Бензол | Мастики, клеи, линолеум, цемент и бетон с добавлением отходов | |
| Ксилолы | Линолеум, клей, шпатлевки, мастики, лаки, краски, смазки | |
| Пропилбензол | Клей АДМК, линолеум, мастика, шпатлевка | |
| Никель | Цемент, бетон, шпатлевка и др.материалы с добавлением отходов | |
| Кобальт | Красители и строительные материалы с добавлением отходов | |
| Формальдегид | ДСП, ПВП, ФРП, мастики, пластификаторы и др. | |
| Стирол | Теплоизоляционные материалы, отделочные материалы на основе полистирола | |
| винилхлорид | Линолеумы, плитки, пленки и др.материалы на его основе |
Средства бытовой химии.Большой перечень химических веществ поступает в воздух жилых помещений из товаров бытовой химии. Различные чистящие и моющие средства содержат высокотоксичные, канцерогенные, мутагенные и аллергенные вещества (табл.3).
Таблица 3
Химические вещества, выделяемые из товаров бытовой химии
| Источник | Вещество | Скорость выделения |
| Чистящие средства | Хлороформ Дихлорэтан Трихлорэтан Четыреххлористый углерод дихлорбензол | 15 мкг/м2/час 37 мкг/м2/час |
| Средства от моли | дихлорбензол | 14000 мкг/м2/час |
| Бытовые растворители | Толуол, этилбензол | |
| Пятновыводители | Толуол, дихлорэтан |
Антропогенные примеси (антропотоксины) – газообразные метаболиты организма человека, относящиеся к 22 классам органических соединений. В зависимости от путей выделения из организма газообразные метаболиты можно условно разделить на три группы:
1. Выделяемые с выдыхаемым воздухом.
2. Выделяемые с секретами сальных и потовых желез.
3. Выделяемые с кишечными газами.
Количество выделяемых веществ зависит от многих факторов, как внутренней среды организма, так и среды обитания.
Газовые плиты и газонагревательные приборы.Существенным источником техногенных примесей являются кухонные газовые плиты и газообразные продукты, выделяющиеся при приготовлении пищи. При часовом горении бытового газа в помещении кухни концентрации продуктов сгорания в воздухе составляют: оксида углерода 15 мг/м, формальдегида 0,037 мг/м, оксидов азота более 1,0 мг/м3. Высокие концентрации этих веществ регистрируются в это же время и в других помещениях квартиры. После прекращения работы горелок через 1,5-2,5 часа к исходным величинам состав воздуха не возвращается.
При жарении мясных и рыбных продуктов в воздух кухни выделяются продукты термической деструкции, такие как высоко канцерогенные нитрозамины и др.