CC BY
6
в
Гигиена атмосферного воздуха
Ю. Д. ГУБЕРНСКИЙ, М. Т. ДМИТРИЕВ; 1991 УДК 613.5:613.1551-07
Ю. Д. Губернский, М. Т. Дмитриев МОНИТОРИНГ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
До последнего времени было принято считать, что загрязнение воздушной среды токсичными химическими веществами имеет место в основном в производственных помещениях. Однако результаты проведенных исследований показали, что и в условиях современных жилых и общественных зданий человек подвергается воздействию сложного комплекса неорганических и органических веществ, оказывающих отрицательное влияние на его самочувствие и состояние здоровья [2]. Этому воздействию подвержены как лица, проживающие в жилых домах или гостиницах, так и все население, какое-то время находящееся в общественных зданиях по различным причинам, а также большой контингент служащих в многочисленных административных зданиях.
В воздух помещений поступают органические и неорганические вещества, пыль, окись углерода, двуокись углерода, окислы азота, формальдегид, сернистый газ, асбест, неорганические волокна, радон, табачный дым, микроорганизма и др. В связи с повсеместным распространением химических веществ в воздухе помещений и недостатком информации о видах оказываемого ими воздействия ВОЗ считает первоочередной задачей проведение идентификации этих веществ и определение их количественных характеристик [5]. Установлено, что вещества, попадая в воздушную среду помещений, вступают в химические реакции, в результате чего менее токсичные соединения превращаются в более токсичные [4]. Хотя концентрации отдельных веществ могут быть и небольшими, однако из-за их значительного количества наблюдается суммирование или даже потенцирование действия этих веществ. В литературе комплекс факторов, связанных с высокой загрязненностью воздушной среды помещений, сопровождаемой жалобами на плохое качество воздуха, получил название «синдром больных зданий» [1]. В число жалоб входят раздражение слизистых оболочек глаз, носа, верхних дыхательных путей; головная боль, тошнота, головокружение, ощущение сухости слизистых оболочек и кожи, зуд, эритема, охриплость голоса, повышение числа аллергических и острых респираторных заболеваний. Так, в Дании при обследовании 1500 человек в возрасте от 15 до 67 лет у 15—30 % из них выявлены перечисленные симптомы [7].
В Швеции в 40 % детских учреждений (школ, садов и пр.), построенных после 1976 г., зарегистрирован указанный выше синдром [6]. Особое беспокойство вызывает большая группа зданий, где высокое загрязнение воздуха наблюдается в течение многих лет, причем широкомасшабные оздоровительные мероприятия не дают заметного положительного эффекта.
Применение кондиционирования воздуха позволяет обеспечивать оптимальные параметры температуры, влажности и подвижности воздуха, однако при этом возможны неблагоприятные изменения в озонно-ионном режиме помещений [3]. Так, в Югославии две трети опрошенных указали на отрицательное влияние на организм кондиционированного воздуха [8]. ВОЗ рекомендует провести в натурных условиях изучение неблагоприятного воздействия загрязняющих веществ, содержащихся в воздушной среде помещений, на здоровье, включая отдаленные последствия [5].
Вместе с тем еще недостаточно изучены многие токсичные вещества, поступающие в воздушную среду помещений, и оказываемое ими отрицательное влияние на здоровье людей. Эффективные современные методы исследования, такие как хромато-масс-спектрометрия, еще практически не применяются для изучения состава воздушной среды помещений. Не в полной мере изучено влияние загрязнения воздуха на заболеваемость населения, в частности на уровень аллергических заболеваний.
В наших исследованиях был изучен состав бытовой пыли. В таблице приведены средние концентрации 80 основных токсичных веществ, адсорбированных на частицах бытовой пыли. В наибольших количествах обнаружены ацетон, 2-бутанон, 2-метилфуран, изобутанол, диметилдисульфид, бу-танол, винилацетат, 2-гексанон, тетрахлорэтилен, октен-1, изопропилнитрат, октан, ундекан. Ряд адсорбируемых пылью веществ высокотоксичен (сероуглерод, метакролеин, акрило-нитрил, этил меркаптан, 3,2-диметилциклобутан-карбонитрил, н-карбонитрил, бензол, толуол, изобутанол, -пропанол, метилметакрилат, этилбен-зол, ароматические соединения, галогенуглеводо-роды), многие из них обладают также канцерогенной активностью.
Наибольшую гигиеническую значимость имеют
Основные токсичные вещества, адсорбированные на частицах бытовой пыли
№ п/п (место в приоритетном списке)
Соединение
Относительные концентрации, %
по массе
по отношению
к ПДК
Отношение концентраций
1 2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
13
14
15
16
17
18
19
20 21 22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60 61 62
63
64
65
66
67
68 69
Этилмеркаптан Гексаналь
2-Метилпропаналь
2-Метилбутаналь
Пентаналь
Гептаналь
Изобутанол
Бутанол
Бензальдегид
к-Карбонитрил
Нонаналь
Сероуглерод
Ацетон
Этилбензол
3.3-Диметилциклобутанкарбонитрил
Винилацетат 1 -Метил-4-этилбензол 2-Пентилфуран
1-Г1ентанол
2-Метилфуран Ацетальдегид
1 -Метил-З-этилбензол 1,2,4-Триметилбензол Вторичный бутилбензол 1,2-Диэтилбензол
2-Гептанон
2-Бутанон
а-Метакролеин
1 -Метил-2-изопропилбензол
1,2,3-Триметилбензол
2н-Бутилтетрагидрофуран
2.4-Диметил-1,3-пентадиен м,п-Ксилол
2-Бутанол
Октаналь
2-Октанон
Диметилдисульфид
Метилацетат
2-Гексанон
3-Метилацетил ацетон Бутилацетат Метилметакрилат 2,6-Дихлортолуол Хлористый гексил
0-Ксилол З-Метилфуран а-Пинен
2-Окси-2-метилтетрагидрофуран
Тетрахорэтилен
2-Метилтетрагидрофуран
1,8-Цинеол
2-Фурилметилкетон
3-Циклогептенон Изопропанол
Метил-п-крезиловый эфир
Толуол
5-Гексен-2-он
2.5-Диметилфуран Изопропилнитрат Октен-1 Камфен Нонен-1
2-Метилтиофен
2-Метилбут-2-енолид
Изопропилциклогексан
Триметилциклогеисан
Трициклен
Хлористый метил
1-Хлор-2-бутен
4,90» Ю-4
4,82-10-4,31 • 10— 4,28-10-4,00-10-3,63.10-3,60 3,59
з.зыо-
3,26.10-3,06.10-1,51 -10-
10,5 5,86-10-
2.89-10-2,86
3,92-10-
5,52 2,74-10-
5,37 2,65 ■ 10-3,68-10-3,54-10-3,38.10-3,14-10-7,33 6,10
4.90-10-2,22-10-2,21 • 10-
2,44
5,33 4,77
4.26 4,23 3,59
3.57
3.56 3,54
3.27 3,21 3,01 2,98 2,96 2,89 2,88 2,82 2,77 2,73
2.71 2,65 2,62
2.58 2,50 2,39 2,21 2,07
1.72 1,62
1.57 1,56 1,11
22,1 4,60.'Ю-1 54,5
32.4 3.8М0-1 4,93.10-1
20,9 26,8 3,95-Ю-1
52.5 9,74-10-' 1,93.10-2
1,00 4,65±Ю-'
35.6 42,2 1,82 48,5 42,8 3,41
18.7 3,90-10-' 1,87-Ю-1 6,45.10"'
44.8 14,0 1,39
3,59.10-' 10,8 2,64-10-' 42,4
4,52.10-' 8,93.10-« 45,1
1,50 6,38.10-' 5,93-10-1
6,67.10-' 6,59-10-1 38,6
6,03.10-2 5,96.10-1 19,1
1,92 5,42.10-' 6,11
3,65 5,16-10-' 18,7
3,57.10-' 5,04-10-' 32,9
1,66 4,70.10-' 1,12-10-2
1,57 4,43.10-' 16,2
2,55-10-' 3,61 - Ю-' 28,3
3,53-10-' 3,49-10-' 28,3
3,46-10-' 3,41-10-' 35,7
6,62-10-' 3,27-10-' 62,6
5,83.10-' 2,88-10-' 3,71-10-1
5,64.10-' 2,78-10-' 64,3
2,67 2,64.10-' 2,55
4,71 - Ю-1 2,33-10-' 96,8
2,22 2,19-10-' 62,1
3,46-10-' 1,71-10-' 72,1
1,68 1,66'. 10-' 32,6
5,74-10-' 1,62-10-' 22,4
5,66 ■ 10-' 1,60-10-' 45,7
8,47.10-' 1,39-10-' 28,4
1,33.10-' 1,31.10-' 83,6
7,89.10-' 1,30.10-' 2,15-10-'
4.4Ы0-1 1,24.10-' 30,1
2,21 - Ю-' 1,09.10-' 86,8
1,04 1,02.10-« 30,4
1,25 8,21-10-2 8,50.10-'
8,01 • 10—1 7,92.10-2 12,8
8,87.10-' 5,84.10-2 1,06
3,48-10-' 5,71-Ю-2 2,22.10-'
7,84.10-1 5,16.10-2 58,4
6,67-Ю-1 • 4,70.10-2 26,3
5,22.10-' 3,68.10-2 48,1
4,73.10-' 3,34-10 2 54,8
6,15.10-' 2,57.10-2 25,3
3,48« Ю-1 2,29-10-2 44,7
Продолжение
№ n/n (место в приоритетном списке) Соединение Относительные концентрации, % Отношение концентраций
по массе по отношению к ПДК
70 Этанол 9,33.10-' 1,84-ю-2 4,25-102
71 Нонан 3,14 1,24.10-3 1,67
72 Октан 2,35 9,30-Ю-3 1,25
* 73 Декан 2,23 8,79-Ю-з 6,64-10-'
74 Этилциклогексан 1,23-Ю-1 8,64-Ю-з . 42,5
75 Ундекан 1,13 4,46-Ю-з 3,25-10-'
76 Гептан 8,09.10-' 3,20-Ю-з 5,14-10-'
77 2-Метилоктан 6,45-10-' 2,54-Ю-з 2,14
78 Гексан 5,96-10-' 2,35-Ю-з 3,34-10-'
79 3,3-Диметилгексан 5,64-10-' 2,23-Ю-з 32,5
80 З-Метилгексан 3,46-10-' 1,36-10-3 19,7
этилмеркаптан, гексаналь, 2-метилпропаналь, 2-метилбутаналь, пентаналь, гептаналь, изобутанол, бутанол, бензальдегид, н-карбонитрил, нонаналь, сероуглерод, ацетон, этилбензол, 3,3-диметил-циклобутанкарбонитрил, винилацетат (место в приоритетном списке в таблице соответствует наиболее высоким отношениям установленных концентраций к ПДК). Для сопоставления в таблице приведены также отношения концентраций токсичных веществ, адсорбированных на частицах как бытовой, так и атмосферной пыли. Для ацетона это отношение условно принято за единицу. В бытовой пыли идентифицировано большое количество соединений, которые практически отсутствуют в атмосферной пыли (этилмеркаптан, 2-метилпропаналь, 2-метилбутаналь, изобутанол, бутанол, н-карбонитрил, 3,3-диметилциклобутан-карбонитрил, винилацетат, пентанол). Содержание многих веществ в бытовой пыли значительно выше, чем в атмосферной (этанол, 2-гексанон, 2,5-диметилфуран, метил-п-крезиловый эфир, 2-метилтетрагидрофураи, 3-метилфуран, 2-окси-2-метилтетрагидрофуран, тетрахлорэтилен, 2,5-диметилфуран, хлористый гексил, 2-пентилфуран, н-карбонитрил, диэтилбензол и др.).
Из полученных данных следует, что адсорбция токсичных веществ бытовой пылью является распространенным явлением. Суммарные показатели загрязненности воздуха по адсорбированным на частицах пыли веществам значительно превосходят показатели загрязненности по массовому содержанию пыли (среднесуточная ПДК 0,05 мг/м3), что свидетельствует о необходимости обязательного учета адсорбированных пылью веществ.
Одним из самых мощных источников загрязнения воздушной среды помещений жилых и общественных зданий являются строительные и отделочные материалы, изготовленные из полимеров. Область применения полимерных материалов обширна. В настоящее время только в коммунальном строительстве номенклатура полимерных материалов насчитывает около 100 наименований.
Строительные полимерные материалы используют для покрытия полов, стен, теплоизоляции наружной кровли, гидроизоляции, герметизации и облицовки навесных панелей, изготовления оконных блоков и дверей, объемных элементов сборных домов и т. п. Широкое применение полимерных материалов и целесообразность их использования в строительстве жилых и общественных зданий определяются рядом положительных свойств, улучшающих качество строительства, удешевляющих его. Однако результаты многочисленных исследований показывают, что практически все полимерные материалы являются источником миграции в воздушную среду тех или иных токсичных химических веществ, оказывающих вредное влияние на здоровье населения. Так, поливинилхло-ридные материалы выделяют в воздушную среду бензол, толуол, этилбензол, циклогексан, ксилол, бутиловый спирт и другие углеводороды.
Мебель, изготовленная из древесностружечных плит на фенолформальдегидной и мочевинофор-мальдегидной основе, загрязняет воздушную среду жилых и общественных зданий фенолом, формальдегидом, аммиаком. Ковровые изделия из химических волокон выделяют стирол, ацетофенон, сернистый ангидрид в значительных концентрациях.
Стеклопластики на основе различных смесей, применяемые в строительстве, звуко- и теплоизоляции, выделяют в воздушную среду значительные количества ацетона, метакриловой кислоты, толуола, бутанола, формальдегида, фенола, стирола. Лакокрасочные покрытия и клейсодержащие вещества также являются источниками загрязнения воздушной среды закрытых помещений следующими веществами: толуолом, бутилметакрилатом, бутилацетатом, этилацетатом, ксилолом, стиролом, ацетоном, бутанолом, этиленгликолем и др.
Кроме того, в жилых помещениях хранятся обувь и одежда, изготовленные с применением полимерных материалов, которые служат источником выделения таких вредных веществ, как стирол, формальдегид, дивинил, бутандиол и др.
С целью установления степени влияния газообразных продуктов, выделяемых полимерными материалами, на общий уровень суммарного химического загрязнения воздушной среды жилых и общественных зданий было проведено исследование воздушной среды помещений, имеющих различную насыщенность полимерными материалами. В качестве модельных были взяты служебные помещения административных зданий, спортивные залы, читальные залы библиотеки, зрительные залы театров и музеи, жилые квартиры и детские сады. Насыщенность помещений полимерными материалами определяли как частное от деления суммарной поверхности всех полимерных покрытий на объем помещения. Насыщенность полимерными материалами обследованных объектов колебалась от 0,1 до 2,05 м2/м3.
В результате натурных исследований обнаружено, что повышение общей насыщенности помещений полимерными материалами существенно изменяет качественно-количественный состав воздушной среды, увеличивая при этом суммарный уровень химического загрязнения воздуха жилых и общественных зданий.
При исследовании химического состава воздушной среды в двух служебных помещениях административного здания, имеющих насыщенность полимерными материалами 0,7 и 2,05 м2/м (1-е и 2-е помещения соответственно) установлено, что во 2-м помещении концентрации ацеталь-дегида, ацетона, этилового спирта, толуола, стирола, ксилола, фенола, формальдегида, этилаце-тата, бутилацетата и других веществ в 2 раза и более превышали концентрации этих веществ в воздушной среде 1-го помещения. При этом концентрации формальдегида, стирола, фенола, ацет-альдегида были выше ПДК в 2—5 раз. В библиотеке и залах музеев и театров при увеличении насыщенности полимерами на 0,5 м2/м3 концентрации ацетальдегида, диэтилового эфира, ацетона, этилового спирта, этилбензола, этилацетата, бензола, толуола, ксилола, стирола, фенола, формальдегида, аммиака увеличивались в 2 раза и более. В жилых зданиях с большой насыщенностью полимерными материалами концентрации формальдегида в среднем превышали ПДК в 3— 6 раз, аммиака — в 2—3 раза, фенола — в 1,5— 2 раза, этилбензола — в 1,5—5 раз, стирола — в 3—7 раз, ацетальдегида — в 2 раза.
При исследовании детских дошкольных учреждений обнаружено, что в помещениях детских садов, в отделке и интерьере которых использовали
большое количество полимерных материалов, концентрации стирола, этилбензола, фенола, ацет-
альдегида, формальдегида и аммиака превышали ПДК от 2,6 раза (ацетальдегид) до 5,7 раза (формальдегид).
Методом многофакторного корреляционного анализа установлено, что строительные и отделочные полимерные материалы являются основным источником загрязнения воздушной среды жилых и общественных зданий такими веществами, как стирол, толуол, формальдегид, фенол, ксилол, ацетон, ацетальдегид, аммиак, этанол, бензол, этилбензол, этилацетат.
В целом можно заключить, что хотя качество аппаратуры, применяемой для изучения состояния воздушной среды, является на сегодня достаточно высоким,-однако мониторинг воздуха закрытых помещений в настоящее время не получил необходимого развития.
В связи с вышеизложенным большую актуальность приобретают совместные исследования специалистов в области гигиены жилых и общественных зданий, строителей, сантехников и химиков по комплексной оценке зданий с точки зрения особенностей их конструкции и качественно-количественных характеристик имеющихся в них источников загрязнения.
Правильная организация мониторинга воздушной среды зданий позволит разработать научные основы управления качеством воздуха закрытых помещений.
Литература
1. Гигиенические аспекты качества воздуха внутри помещений.— Копенгаген, 1981.
2. Губернский Ю. Д., Дмитриев М. Т. // Водоснабжение и сан. техника.— 1984.— № 11.— С. 12—13.
3. Г убернский Ю. Д., Дмитриев М. Т. // Там же.— 1986.— № 4.— С. 13—15.
4. Дмитриев М. Т., Губернский Ю. Д., Клебанова В. А. // Гиг. и сан.— 1977.—№ 8.—С. 8—11.
5. Загрязнители воздуха помещений: воздействие и его последствия для здоровья.— Копенгаген, 1982.
6. AuraticL К. Luftqualitat in Innenraumen.— Stuttgart, 1982.
7. Fanger P. .О., Valbjern O. Indoor Climate Effect on Human Comfort, Performance and Health.— Copenhagen, 1979.
8. Sverko ВVulmirozic Z. // Arh. Hig. Rada.— 1979.— Vol. 30.— P. 323—332.
Поступила 13.07.89
Summary. The quality of the air medium of residential and public buildings has been studied; contaminants discharged from polymeric materials and contained in domestic dust have been identified. Due to a great medico-hygienic significance of this problem it is necessary, that joint studies be carried out by experts in the field of hygiene, builders, sanitary engineers, physisists and chemists with the aim of the assessment of buildings from the point of view of sources of pollution in them depending on the construction and contingent of the population. Indoor air monitoring will make it possible to develop the scientific basis of indoor air quality control.
