Воздух в жилище и бытовые методы его очистки от загрязнителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВОЗДУХ В ЖИЛИЩЕ И БЫТОВЫЕ МЕТОДЫ ЕГО ОЧИСТКИ ОТ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

Как известно, воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов. Сухой атмосферный воздух содержит 20,95% - кислорода, 78,09% - азота, 0,03% - диоксида углерода (углекислый газ, углекислота). Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары. Кроме постоянных составных частей атмосферы в ней содержатся разнообразные загрязнения, обусловленные производственной деятельностью человека.

Химический состав воздушной среды жилых помещений определяется газовым составом атмосферного воздуха и загрязнениями, характерными для этой категории воздушной среды. К ним относятся: загрязнения антропогенного происхождения, токсичные вещества, выделяемые в воздух из полимерных строительных и отделочных материалов (фенол, формальдегид, стирол, трибутил-фосфат и т.д.), загрязнения, вызванные сжиганием газа, стиркой, мытьем и приготовлением пищи. Поэтому в значительной мере состояние воздушной среды в жилых помещениях определяется степенью благоустройства, уровнем санитарного состояния помещения, эффективностью вентиляции, численностью населения и т.д. Одним из основных показателей химического состава воздуха является концентрация диоксида углерода. По этому показателю судят о степени чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях. Скопление его в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие (скученность, плохая вентиляция). При вдыхании большого количества диоксида углерода происходит нарушение окислительно-восстановительных процессов в организме. При увеличении содержания его во вдыхаемом воздухе до 4% отмечаются головная боль, шум в ушах, сердцебиение, возбужденное состояние; при 8% наступает смерть.

В обычных условиях при естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксида углерода в воздухе жилых помещений не превышает 0,2%. При повышении концентрации его в помещении могут отмечаться ухудшение самочувствия человека, снижение работоспособности. Это объясняется тем, что одновременно с увеличением количества диоксида углерода в воздухе жилых и общественных зданий ухудшаются другие свойства воздуха: повышаются его температура и влажность, появляются газообразные продукты жизнедеятельности человека, так называемые антропотоксины (меркаптан, индол, сероводород, аммиак). Предельно допустимая концентрация диоксида углерода в воздухе жилых и общественных зданий - 0,1%. Эта величина принята в качестве расчетной при определении эффективности вентиляции в жилых и общественных зданиях (Румянцев, Воронцов, 1990).

Исследованиями установлено, что качество воздушной среды закрытых помещений по химическому составу в значительной степени зависит от качества атмосферного воздуха. Поскольку все типы зданий имеют постоянный воздухообмен с внешней средой, то отсутствует экологическая защита жителей от загрязнения атмосферного воздуха. Миграция органической и неорганической пыли, токсических веществ, содержащихся в воздухе городов, во внутреннюю среду помещений обусловлено их естественной и искусственной вентиляцией, и поэтому вещества, присутствующие в наружном воздухе, обнаруживаются в помещениях даже при подаче воздуха через системы кондиционирования.

Степень проникновения загрязнения внутрь зданий различна, однако концентрация ацетальдегида, ацетона, бензола, этилового спирта, толуола, метилэтилбензола, пропилбензола, этилацетата, фенола, ряда предельных углеводородов в воздушной среде помещений превышает концентрации в атмосферном воздухе, как правило, более чем в 10 раз.

Основные загрязнители воздуха в жилище

Основные загрязнители воздушной среды жилых зданий можно разделить на четыре группы:

- вещества, поступающие извне с загрязненным атмосферным воздухом;

- продукты деструкции строительных и отделочных материалов;

- антропотоксины;

- продукты сгорания бытового газа и продукты жизнедеятельности

Рассмотрим более подробно характеристики отдельных химических веществ, загрязняющих воздух жилых и общественных зданий.

Асбест. Собирательное название, относящееся к природным волокнистым материалам - силикатам из групп хризотила и амфиболов. Асбест широко используется при изготовлении потолочных плит, настилов полов, в качестве изоляционных материалов, уплотнителей и т.д. При переработке асбеста, а также при истирании и износе мельчайшие волокна попадают в воздух. При попадании волокон длиной 0,005 - 0,1 мм и толщиной до 0,003 мм в легкие человека происходит их внедрение в легочную ткань, вызывающее хронические воспаления. После длительного периода (15-40 лет) это заболевание может привести к раку легких. По данным американских ученых, в настоящее время 20% всех раковых заболеваний возникает за счет асбеста (Окружающая среда…, 1993). Во многих развитых странах применение асбеста в жилищном строительстве категорически запрещено. В нашей стране, хотя и более ограничено, чем раньше, асбест продолжает использоваться в жилищном строительстве.

Бензол, этилбензол - высокотоксичные ароматические углеводороды, мигрируют во внутреннюю среду помещений из таких строительных и отделочных материалов, как линолеум, лаки, краски, мастики. Кроме того, эти вещества образуются при неполном сгорании газа в плитах и поступают с загрязненным атмосферным воздухом в городах, где расположены предприятия нефтехимической промышленности. Концентрации этилбензола порою превышают норматив до 7 раз. Эти вещества могут вызывать раковые заболевания, а также заболевания крови.

Ксилол, толуол - органические растворители, являются исходным продуктом для получения пластмасс, лаков, красок, клеящих веществ и др. Обнаруживаются в воздушной среде почти всех квартир в концентрациях соответственно до 0,25 и 0,5 мг/м3. Основными внутренними источниками загрязнения являются лаки, краски, растворители, клеи, мастики, некоторые виды линолеумов. Эти же строительные материалы могут выделять в воздушную среду помещений большую группу альдегидов и эфиров, среди которых наиболее часто встречаются этилацетат и ацетальдегид.

Стирол - исходное вещество для производства синтетических полимеров. Пары стирола сильно раздражают глаза и слизистые оболочки, вызывают головную боль, тошноту, головокружение, спазмы, потерю сознания. Его концентрации в воздухе помещений колеблются от 0 до 0,032 мг/м3, он обнаруживается в 80% квартир. Средний уровень концентраций превышает ПДК в 2,5 раза. Основным источником стирола являются полистирольные теплоизоляционные пенопласты, облицовочный пластик, декоративные изделия, влагостойкие обои и другие материалы.

Фенол - простейший ароматический спирт, исходный продукт для производства синтетических смол и других химикатов, в том числе дезинфицирующих средств в медицине. Хроническое отравление фенолом приводит к поражению печени и почек, а также к изменению состава крови. Его концентрации в воздухе помещений колеблются от 0 до 0,36 мг/м3, при этом верхняя граница превышает ПДК в 12 раз. Уровень загрязнения фенолом воздуха находится в прямой зависимости от насыщенности помещений полимерными материалами.

Формальдегид применяют как исходный материал при изготовлении искусственных смол, связывающих вещество древесных и других материалов, в качестве отделочных средств в текстильной промышленности, дезинфицирующего средства, а также консерванта. Содержится в древесностружечных и древесноволокнистых плитах, фанере, пенопласте. Вызывает головные боли, тошноту, раздражает верхние дыхательные пути. Является потенциальным канцерогеном. Возможен рак носа, горла. Раздражающее действие формальдегида носит индивидуальный характер - порог раздражимости варьирует в интервале 0,08-1,6 частей/млн., порог слезотечения - 4-5 частей/млн. (Окружающая среда…, 1993).

Формальдегид - один из самых распространенных загрязнителей, его концентрации колеблются в пределах от 0,004 до 0,077 мг/м3 и часто превышают ПДК в зданиях до 8 раз. Наиболее высокое содержание формальдегида (0,062-0,077 мг/м3) обнаружено в помещениях с новой мебелью, изготовленной из древесно-стружечных плит. Кроме того, формальдегид поступает в воздушную среду помещений с продуктами неполного сгорания газа в кухонных плитах.

Микрофлора воздушной среды. Уровень микробной загрязненности воздуха закрытых помещений зависит от воздухообмена и санитарного состояния помещения, числа людей, соблюдения правил личной гигиены и т.д. Наибольшее значение эти факторы имеют для лечебно-профилактических учреждений. Принято считать, что чистый атмосферный воздух содержит летом примерно 750 микробных тел в 1 м3, зимой - 150. В чистом воздухе закрытых помещений в летнее время содержится не более 1500 микробных тел в 1 м3, зимой - 4500 (Румянцев, Воронцов, 1990).

В воздухе помещений находится огромное число микроорганизмов, большая часть которых задерживается в легких человека, что может привести к различным заболеваниям. Находящиеся в воздухе микроскопические живые организмы (например, вирусы, споры грибов и клетки бактерий) обнаруживаются во всех помещениях.

Эти организмы присутствуют в воздухе в виде мелких частиц. Известно огромное количество различных видов плесени и бактерий.

Легионелла - интенсивно размножается на синтетических и резиновых поверхностях водопроводного, промышленного, медицинского оборудования, где они очень устойчивы к действию дезинфицирующих веществ. Наиболее благоприятной средой обитания легионеллы являются системы кондиционирования и вентиляции. Легионеллез (болезнь легионеров) -- острая инфекционная болезнь, вызываемая легионеллами, характеризуется лихорадкой, выраженной общей интоксикацией, поражением легких, ЦНС, органов пищеварения, возможен летальный исход. Чаще заболевают лица среднего и пожилого возраста; заболеванию способствуют курение, употребление алкоголя, сахарный диабет, применение иммунодепрессантов.

Сальмонелла - род кишечных палочковидных бактерий. Многие патогенны - возбудители брюшного тифа. Сальмонеллез - это заболевание, вызываемое микроорганизмами из рода сальмонелл. Заболевание сальмонеллезом чаще возникает в результате употребления зараженных возбудителями мяса и мясных продуктов. Кроме того, сальмонеллы могут попадать в пищу при использовании загрязненной воды и посуды. Попадание возбудителей сальмонеллеза в организм человека вызывает повышение температуры, озноб, боли в животе.

Плесень - распространяется по воздуху в виде микроскопических спор. Плесневые грибы активно размножаются при комнатной температуре в условиях повышенной влажности и неэффективной вентиляции на многих материалах и покрытиях, используемых внутри помещения, включая бетон, штукатурку, дерево, пластики, резину, окрашенные поверхности, и т.д. Неблагоприятное воздействие плесени на организм человека проявляется в головокружении, головных болях, трудно диагностируемых и поддающихся лечению аллергических заболеваниях кожи и дыхательных путей. Следует отметить, что подвержены опасности заболеваний прежде всего дети, пожилые люди и люди с ослабленным иммунитетом.

Аспергилл - род плесневых грибов. Существует около 160 видов аспергилл. Многие аспергиллы образуют плесени (зеленые, черные) на пищевых продуктах, вызывают разрушение промышленных изделий (ткани, кожи, пластмассы), ускоряют коррозию металлов. Аспергиллез - заболевание, вызываемое грибами рода Aspergillus. К заболеванию ведет вдыхание большого количества спор аспергилл. Для аллергического бронхиального аспергиллеза характерны лихорадка, сильный кашель. Течение может быть длительным с повторными обострениями и развитием тяжелой бронхиальной астмы. воздушный углерод кислород атмосферный

Одоранты - пахучие вещества, часть из которых образуется в результате жизнедеятельности человека. Многие из них загрязняют воздух городских жилых помещений. Наибольшая концентрация одорантов наблюдается в вентиляционных выбросах и выбросах шахт мусоропроводов жилых зданий.

Угарный газ (оксид углерода) образуется в результате неполного сгорания природного газа или твердого топлива (угля, торфа, дров) в условиях недостатка кислорода и низкой температуры. Основной загрязнитель воздуха жилых помещений. При вдыхании угарный газ блокирует поступление кислорода в кровь и вследствие этого вызывает головные боли, тошноту, а при более высоких концентрациях - смерть. При превышении концентрации угарного газа во вдыхаемом воздухе 14 мг/м3 возрастает смертность от инфаркта миокарда (Окружающая среда …, 1993).

Особенно высокая концентрация угарного газа наблюдается в жилых помещениях с печным отоплением с использованием твердого топлива при нарушении правил эксплуатации печей. Для предохранения образования и проникновения угарного газа в помещение вьюшечную задвижку можно полностью закрывать только тогда, когда дрова целиком прогорят, угли начинают темнеть и над ними уже не появляются голубые огоньки.

У детей, живущих в домах с газовыми плитами, отмечено сокращение объема легких и увеличение числа респираторных заболеваний по сравнению с детьми, живущими в домах с электрическими плитами. Если нет возможности заменить газовую плиту на электрическую, то по крайней мере необходимо тщательно следить за исправностью конфорок у плиты, правильно регулировать доступ воздуха, не включать на полную мощность газовую плиту, желательно избегать ставить низко на конфорку кастрюли и сковородки большого диаметра. Но в любом случае необходимо использовать кухонные воздухоочистители.

Радон - инертный радиоактивный газ, являющийся продуктом распада радия, содержащегося в земных породах. Радон распадается с испусканием альфа- и гамма-излучения. Радон просачивается по трещинам из подземных глубин, проникает через фундамент и пол в жилые помещения. Источником радона в помещениях могут служить и строительные материалы. Мало радона содержится в дереве, красном кирпиче, бетоне, среднее количество - в гравии, пемзе, глиноземе, много - силикатном кирпиче, фосфогипсе (содержится в штукатурке, цементе, строительных блоках).

Доза облучения, получаемая человеком от радона, больше дозы от любых других источников радиации вместе взятых. Человек вдыхает радон с воздухом, и альфа-частицы, которые испускает этот газ, начинают бомбардировать внутренние ткани дыхательного тракта. Курящие в наибольшей степени подвержены риску, связанному с радоном.

Особенно повышается концентрация радона при использовании в качестве топлива угля. Большое количество радона содержится и в воде из артезианских скважин и глубоководных колодцев.

Основной профилактический способ снижения концентрации радона в жилом помещении - хорошее и систематическое проветривание. Особенно это касается тех, кто живет на первом этаже, прежде всего в домах сельского типа, в которых подполье земляное без цементированного покрытия. Радон в такие помещения поднимается непосредственно из подполья. Но, как установили специалисты, достаточно обеспечить постоянную проветриваемость с кратностью 0,5 объема помещения в час, чтобы обеспечить безопасный уровень концентрации радона. Характерным показателем негативного влияния слабой проветриваемости жилища служит тот факт, что в умеренном климате в закрытых помещениях концентрация радона в восемь раз больше, чем на открытом воздухе.

Табачный дым - представляет собой смесь газов и аэрозолей, включает несколько тысяч различных веществ, из которых наиболее опасные в экологическом отношении углеводороды, метанол, фенолы, никотин, нитрозамины, оксид углерода, аммиак, оксиды азота, синильная кислота, сероводород, полициклические ароматические углеводороды, в том числе бенз(а)пирен, тяжелые металлы (кадмий, мышьяк, хром и др.), формальдегид, радиоактивный полоний. Многие из этих веществ являются сильнейшими канцерогенами, о чем свидетельствует тот факт, что среди курящих заболевания раком легких встречаются в 11 раз чаще, чем среди некурящих. Помимо рака легких у курящих также часты злокачественные опухоли губ, языка, полости рта, гортани, пищевода, мочевого пузыря, почек и поджелудочной железы. Но табачный дым наносит существенный вред и некурящим. Дым, выпускаемый курящим, содержит в несколько раз больше веществ-канцерогенов (бенз(а)пирена в 10-20 раз), чем дым, вдыхаемый им. Это объясняется тем, что температура в зоне горения сигареты в момент затяжки значительно выше и снабжение кислородом оказывается достаточным для полного сгорания табака. Многочисленные канцерогенные вещества, которые вынуждены вдыхать некурящие, способствуют появлению у них различных болезненных симптомов: тошноты, головной боли, головокружения, раздражения конъюнктивы, рассеиванию внимания, снижению работоспособности и т.п. (Окружающая среда…, 1993).

Основные способы снижения уровня загрязнения воздуха в жилых помещениях

Традиционным и эффективным способом снижения уровня загрязнения воздуха в жилище остается периодическое проветривание. Необходимо также стремиться сократить число источников загрязнителей, в том числе по возможности максимально отказаться от асбестсодержащих материалов, древесностружечных плит; не злоупотреблять лакокрасочными покрытиями, содержащими растворители типа ацетона, бензола, толуола; соблюдать правила эксплуатации газовых и печных отопительных приборов; хранить предметы бытовой химии в нежилых помещениях (на лоджиях, в сараях и т.д.), если это сделать невозможно, то хранить только герметично закрытыми; при индивидуальном строительстве, строительстве дач, садовых домиков предусматривать хорошую вентиляцию воздуха под домом и изоляцию пола с целью уменьшения проникновения в дом радона.

К современным методам очистки воздуха в жилых помещениях от загрязнений с использованием технических средств относятся кондиционирование, озонирование и фильтрация.

Кондиционирование воздуха обеспечивает обработку подаваемого в помещение извне воздуха с целью создания оптимальных параметров воздушной среды, ее температуры, относительной влажности, газового состава, скорости движения.

Установки для кондиционирования воздуха оснащаются приспособлениями для очистки воздуха от пыли, нагревания, охлаждения, осушения и увлажнения его, а также для автоматического регулирования, контроля и управления. В отдельных случаях с помощью систем кондиционирования воздуха можно проводить также одорацию (насыщение воздуха ароматическими веществами), дезодорацию (нейтрализацию неприятных запахов), регулирование ионного состава (ионизацию) и микробиологическую очистку воздуха.

Кондиционер - устройство, предназначенное, прежде всего для охлаждения воздуха в помещении. Сегодня он также способен этот воздух подогревать, очищать, озонировать и насыщать кислородом. Это вполне полезные функции, но не стоит ожидать от кондиционера чего-то большего - хорошего или плохого.

Не стоит обольщаться насчет "глотка свежего воздуха", о котором так часто твердит реклама. Кондиционер не вентилирует воздух, он только охлаждает и очищает его. Поэтому при наглухо закрытых пластиковых окнах и отсутствии системы вентиляции свежему воздуху появиться неоткуда. Некоторые производители пытаются решить эту проблему с помощью установки генераторов кислорода или совмещая кондиционер с вентиляционной системой. В первом случае в помещение подается кислород, но проблемы удаления углекислого газа это не решает, а именно его концентрация имеет решающее значение, а совмещенные системы не рассчитаны на работу в экстремальных условиях, например, зимой, к тому же они слишком сложны.

С точки зрения экологии, основной проблемой является качество используемого при охлаждении фреона. В последнее время все мировые производители переходят на использование 410-го фреона, который более экологичен, энергоэффективен и позволяет создавать более компактные системы. Однако в Россию сейчас поставляются системы на базе старого 22-го фреона, потому что потребители, как правило, не обращают внимания на такие вещи. Повышение эффективности охлаждения - также стратегическая задача, поскольку от этого зависит количество затрачиваемой электроэнергии. Большинство европейцев и американцев при выборе кондиционера смотрят на коэффициент эффективности (сколько кВт холода выделяется при потреблении 1 кВт электричества). Раньше у большинства систем этот коэффициент равнялся трем, но сейчас ведущие производители перешли на четыре и выше.

Зато по шумности кондиционеры основных производителей вышли на уровень в 21 децибел - предел слышимости человеческим ухом.

Озонирование жилых помещений заключается в специальном повышении в воздухе концентрации озона. В присутствии озона резко снижается адсорбционная способность различных материалов, токсические вещества десорбируются и удаляются из помещения с воздухом. При озонировании снижается концентрация микроорганизмов, уничтожается плесень - еще один немаловажный эффект этой процедуры.

Ртуть особенно легко адсорбируется самыми различными материалами и очень медленно удаляется из помещения. Обычные химические методы очистки от этого тяжелого металла не очень эффективны. При озонировании адсорбционная способность ртути существенно снижается. Кроме того, равновесное давление паров кислородных соединений ртути значительно ниже, чем у металлической ртути. Это означает, что ртуть в виде оксидов и солей хотя и остается в помещении, но в воздушную среду не поступает.

Следует отметить, что в больших количествах озон ядовит. Предельно допустимая концентрация его в одном кубометре воздуха составляет 0,1 мг, или 105 объемных процентов.

Ионизация - это образование положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул. Ионы связываются с атмосферными загрязнителями и удаляют их из воздушной среды. Таким образом, ионизатор уменьшает токсичность воздуха и очищает его от пыли, микробов. Взвешенные частицы загрязнений и пыли электризуются и оседают на потолок, стены, пол. Воздух очищается, однако нужно чаще делать уборку помещения вблизи ионизатора. Самая мелкая пыль, в том числе радиоактивная, практически не выводится из легких, постепенно накапливаясь, разрушает организм. Такая пыль не задерживается фильтрами пылесосов и кондиционеров. Содержание в воздухе такой пыли ионизатор уменьшает в 10-25 раз, обычной пыли - в 4-10 раз, микробов - в 3-4 раза. Также из помещения быстрее удаляется запах табачного дыма.

Основной принцип работы воздухоочистителя заключается в том, что встроенный в корпус вентилятор всасывает воздух и прогоняет его через систему различных фильтров. Предварительный фильтр задерживает крупные частицы - грубую пыль и т.д., электростатический осаждает мелкую пыль и другие микрочастицы за счет их электризации. Угольный фильтр - самый "тонкий" - избавляет от вредных газов и неприятных запахов, адсорбируя на своей поверхности молекулы соответствующих веществ. На выходе в воздух нередко добавляются те или иные ароматические масла, что особенно актуально в связи с нынешнем увлечением ароматерапией.

Размещено на Allbest.ru