Jste zde

Kvalita vzduchu v uzavřených místnostech - 1. Co sledovat a měřit ?

Na zdraví lidí i jejich okamžitou pohodu má mimo jiné významný vliv i lokální kvalita vzduchu v místnosti. Některé složky / znečištění mohou jen zvyšovat únavu, zatímco jiné mohou ovlivňovat i zdraví a vznik různých nemocí. Co tedy případně sledovat a měřit?

Proč monitorovat kvalitu ovzduší v uzavřených místnostech?

Doposud hlavní motivace pro sledování / měření složení vzduchu či přítomnost různých složek plynů v uzavřených místnostech obvykle je kontrola měření přítomnosti nebezpečných koncentrací různých těkavých látek v místech, kde je potřeba ochránit lidi proti jejich vlivu či zjistit například pravděpodobnost výbuchu. Například přítomnost nebezpečných koncentrací CO v místě spalování, přítomnost amoniaku, výparů benzínu, toluenu a podobných látek v místech jejich výroby či zpracování. Tedy doposud hlavně šlo o zajištění dostatečně bezpečných pracovních podmínek. 

V moderní době se však motivací a do popředí stává i dlouhodobé zajištění zdravého prostřední v každodenním životě, včetně zajištění kvalitního vzduchu v kancelářích, na úřadech a domácnostech, kde se dlouhodobě rozhodně nepředpokládá vysoký výskyt nebezpečných plynných látek. Probíhající výzkumy v zdravotní oblasti však postupně zjišťují, že  poměrně malé koncentrace různých látek, které však působí na člověka dlouhodobě (mnoho měsíců a let) mohou mít výrazný vliv na vznik či zvýraznění některých "civilizačních" nemocí, jako jsou různé dýchací (respirační) problémy, pálení očí, zvýšená unavenost i nervozita, přes možný vliv na plodnost a vývoj dětí, až po smrtelné choroby jako jsou různé rakoviny a leukémie. Mezi věci, které můžeme mít dlouhodobě doma a mohou pomalu skrytě ovlivňovat náš život mohou být například výpary z barev, lepidel, aerosolové spreje, domácí mycí prostředky či také některé nekvalitní levné parfémy a deodoranty. V těchto přípravcích se mohou vyskytovat různé tzv. VOC látky (volně těkavé organické látky - Volatile Organic Compound), které od určité koncentrace ve vzduchu již nemusí být zcela neškodné.

Samozřejmě stále modernější je sledování hladiny koncentrace CO2, která v malých místnostech nebo tam, kde dochází jeho zvýšenému vylučování (např. tam, kde se cvičí), může rychle může dosáhnout hladin nekomfortního prostředí. Tedy situace, kdy se snižuje soustředění, zvyšuje únava nebo dále dochází až k slzení a malátnosti. I když mozek lidí má zrovna na CO2 svůj indikátor v podobě "pocitu těžkého vzduchu", nemusí vždy včas zareagovat, pokud nemá mozek aktuální porovnání (typicky to zjistí nejdříve lidé, kteří přijdou z venku do takto již zadýchané místnost - tedy místa zvýšené koncentrace CO2).

Ve výsledku proto může být dobré sledovat / monitorovat kvalitu vzduchu v místnostech senzory, které případně na překročení limitů upozorní. 

Co říkají zákony, normy a doporučení ČR / EU a WHO?

Kvalitou vzduchu v místnostech se odborně na různých úrovních zabývá hned několik různých organizací a institucí. Jednak jsou tu postupně se měnící a upřesňující doporučení Světové zdravotnické organizace WHO (World Health Organization) vydávající různé doporučující zprávy a pak doporučující i limitní závazné zákony a vyhlášky EU, resp. s nimi spojené zákony jednotlivých zemí EU. Tedy v našem případě zákony a vyhlášky České republiky. Nakonec jsou tu samozřejmě různé závislé i nezávislé lékařské studie nebo doporučení různých ekologických organizací. Nicméně obecně lze říci, že obvykle v tomto směru "nejvíce benevolentní" jsou závazné limity zákonů, následují přísnější doporučení WHO a nakonec bývají nejvíce přísné informace různých ekologických organizací.

Z pohledu platných zákonů a vyhlášek ČR, které se týkají kvality ovzduší vzhledem k limitům koncentrací škodlivých (život ovlivňujících plynných látek), existují následující aktuálně platné:

  • Zákon č. 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší - uvádí imisní limity, které jsou závazné pro orgány ochrany ovzduší a jsou definováno počet jejich překročení za kalendářní rok.
  • Zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví - upravuje práva a povinnosti fyzických a právnických osob v oblasti ochrany a podpory veřejného zdraví a soustavu orgánů ochrany veřejného zdraví.
  • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci - definuje nejvyšší přípustné koncentrace plynů a par s toxickým účinkem v pracovním prostředí. To udává tzv. PEL hranici, což je limit, při kterém je povoleno pracovat 8 hodin denně / 5 dní v týdnu, a NPK-P limit, což je nejvyšší přípustná koncentrace na pracovišti.
  • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. - stanovuje hygienický limit pro vnitřní prostředí pobytových místností v μg·m-3.

Žádný z uvedených zákonů sice nenařizuje nutné trvalé měření koncentrací uvnitř běžných budov (kanceláře, byty atd.), ale vyžaduje dodržování uvedených limitů. V případě nějakých soudních pří, například z důvodu poškození zdraví, je pak nutné doložit, je uvedené limity nejsou a nebyly překračovány.

Hlavní kontrolované plyny pro vzduch v místnostech

Světová zdravotnická organizace WHO ve své 484 stránkové knize "WHO GUIDELINES FOR INDOOR AIR QUALITY" (viz volně stáhnutelné PDF na odkazu http://www.euro.who.int/en/health-topics/environment-...) velmi detailně probírá problematiku vzniku, vlivu a následně i odstranění vlivu negativních plynných látek, které se mohou vyskytnout v uzavřených místnostech. Celkem vytipovali následujících 9 plynných látek, které jsou také součástí výše uvedeného nařízení vlády č. 361/2007 Sb. a vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb.

  • Oxid uhličitý CO2

    Oxid uhličitý (CO2 ) je bezbarvý plyn 1,52× těžší než vzduch. Vzniká oxidací organických látek, spalováním a je produktem látkové výměny většiny organismů. Za mezní hodnoty z hlediska kvality vnitřního ovzduší se považují koncentrace CO2 do 1 500 ppm (1,5% obj. ). Nicméně nad hodnotou 1000 ppm (1,0% obj.) mohou být individuálně vnímány jako tzv. „těžký vzduch“. Vysoké koncentrace CO2 nad 6 % obj. vedou při delší expozici k silným bolestem hlavy, zvýšení krevního tlaku, hučení v uších a pocitům nevolnosti. Při koncentracích nad 10 % obj.  se mohou svalové poruchy a bezvědomí s nebezpečím udušení a koncentrace nad 18 % obj. způsobují krátká ochrnutí a poruchy vědomí, které již mohou mít smrtelné následky. Hodnota 40 % obj. má již za následek téměř okamžitě bezvědomí a během několika minut smrt.

    Člověk produkuje CO2 při dýchání v množství, které je závislé na charakteru fyzické činnosti. Vydechovaný vzduch obsahuje cca 4 % obj. CO2 . Vzhledem k tomu, že běžná venkovní koncentrace je do 0,5% obj., tak bez větrání ve zcela utěsněné místnost s přítomností člověka je postupně přirozeně dýcháním množství CO2 poměrně rychle zvyšuje. Sedící nebo volně chodící člověk po místnost obvykle spotřebuje 5 - 10 litrů vzduchu za hodinu. Z těchto hodnot a objemu místnost lze tak teoreticky snadno vynést v času změnu koncentrace CO2.

    Limity CO2:

    • Zákon o ochraně ovzduší 201/2012 Sb. nestanovuje imisní limit pro CO2.
    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. nestanovuje limit CO2.
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. jsou 9 000 mg/m3 ≈ 5 000 ppm (0,5 % obj.) (limit PEL) a 45 000 mg/m3 ≈ 25 000 ppm (2,5 % obj.) (limit NPK-P).
    • WHO neuvádí CO2 jako složku nutnou kontrolovat.

 

  • Oxid uhelnatý CO

    Oxid uhelnatý (CO) je bezbarvý, hořlavý plyn, který vzniká nedokonalým spalováním všech uhlíkatých materiálů. Toxicita závisí na množství a době expozice. Riziková je i zvýšená hladina pro osoby s chronickými záněty dýchacích cest a osoby s nemocemi oběhové soustavy. I při jeho nízkých koncentracích může zdravý člověk pociťovat únavu, člověk se srdečními problémy bolest na prsou. Při jeho vyšších koncentracích může dojít k poruchám vidění a koordinace, bolestem hlavy, závratím, zmatečnému chování a může být pociťována žaludeční nevolnost. Velmi vysoké koncentrace jsou smrtelné.

    Oxid uhelnatý vzniká hojně v interiérech ve spalovacích zařízeních bez odtahu a s omezeným přístupem vzduchu, zejména pokud se tato zařízení používají v málo větraných místnostech. V Německu například byly naměřeny krátkodobé koncentrace oxidu uhelnatého v ovzduší kuchyní 11,5 až 34,5 mg/m3 a v 17 % domácností nizozemských měst byly koncentrace oxidu uhelnatého až 57,5 mg/m3.

    Limity CO:

    • Zákon o ochraně ovzduší 201/2012 Sb. stanovuje imisní limit 10 mg/m3 (maximální denní osmihodinový průměr).
    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. stanovuje limit 5 mg/m3 (průměr za 1 hodinu)
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. jsou 23 mg/m3 (limit PEL) a 117 mg/m3 (limit NPK-P).
    • WHO uvádí bezpečné limity 100 mg/m3 při působení max. 15 minut, 10 mg/m3 průměrné koncentrace za 8 hodiny a 7 mg/m3 průměrné koncentrace za 24 hodin.

 

  • Oxidy dusíku ( NOx / NO2 )

    NOx je významným skleníkovým plynem a toxicita je relativní v závislosti na velikosti přijaté dávky. Při vdechování nízkých koncentrací se objevuje podráždění oči a sliznic horních cest dýchacích. Při vyšších dávkách dochází k popálení dýchací soustavy, nevolnostem, křečím, snížení okysličení organizmu, může nastat i smrt. Oxidy dusíku vznikají především při vysokoteplotním spalování fosilních paliv. Suma NOx je přitom tvořena zejména dvěma složkami, a to NO a NO2. Ze směsi tzv. oxidů dusíku je z hlediska lidského zdraví nejvýznamnější právě oxid dusičitý (NO2). Ten totiž velice snadno proniká do plic, kde je ho téměř 60 % pohlceno v krvi.

    Zdraví lidé snesou bez následků krátkodobé zvýšení koncentrace až na 2 000 µg/m3, proto tyto látky představují riziko obtíží zejména pro děti a citlivé jedince nebo lidi s astmatickými potížemi. Pro ně je za bezpečnou považována koncentrace desetkrát nižší než pro zdravé lidi. Proto byl limit pro krátkodobou koncentraci stanoven na 200 µg/m3 (dle WHO 1 hod. v uzavřené místnosti). Podle lékařů a hygieniků jsou oxidy dusíku asi 6x až 10x nebezpečnější než oxid siřičitý. Hlavním toxickým účinkem oxidu dusičitého je dráždění sliznice. Nebezpečné pro lidské zdraví jsou už velmi malé koncentrace, jestliže působí po dobu delší než 30 minut. Při otravách směsmi oxidů dusíku je velmi nebezpečná hlavně dlouhodobá latence účinku.

    Limity NOx / NO2 :

    • Zákon o ochraně ovzduší 201/2012 Sb. stanovuje imisní limit  200 µ g/m3 (maximální hodinový průměr) a 40 µg/m3   ( průměr kalendářní rok).
    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. stanovuje limit 100 µg/m3 (průměr za 1 hodinu).
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. pro NO2 / NO jsou 0,96 / 2,5 mg/m3 (limit PEL) a 1,91 / 5 mg/m3 (limit NPK-P).
    • WHO uvádí bezpečné limity 200 µg/m3 (maximální hodinový průměr) a 40 µg/m3 (průměr kalendářní rok).

 

  • Formaldehyd (VOC)

    Formaldehyd je typický zástupce tzv. problematiky uzavřených prostor. Formaldehyd je přirozeně se vyskytující organická látka, která se však průmyslu slouží jako základní surovina výroby řady chemických látek. Proto zdrojem formaldehydu v bytech a kancelářích bývá jeho vybavení - nábytek z dřevotřísky, podlahoviny, koberce či tapety. Je obsažen v syntetických pryskyřicích, lepidlech a v některých mořidlech na dřevo, ale i v oblečení, čisticích prostředcích, kosmetice, dokonce i v některých nekvalitních plyšových hračkách. Formaldehyd má však taktéž dezinfekční a čistící účinky a proto se někdy používá se ke sterilizaci lékařských pomůcek, dezinfekci zemědělských půd i konzervaci potravin. V domech, kde bylo použito ke konstrukci dřevotřískových desek nebo močovinoformaldehydové izolace se mohou i po 20 letech pohybovat koncentrace v rozmezí 300 µg/m3. V současnosti vyráběné dřevotřísky vyráběné v této době obsahují již mnohem méně formaldehydu, limit je 8 mg formaldehydu na 100 g absolutně suché hmoty.

    Formaldehyd je vysoce toxický pro všechny živočichy. Jedná se o mutagenní a karcinogenní látku (1. kategorie IARC), která byla na zvířatech prokázána. Při nízkých koncentracích (0,3−1 mg/m3) dochází k podráždění sliznic horních cest dýchacích, při vyšších koncentracích se pak dostavují silné otoky, záněty plic. Koncentrace 60 - 125 mg/m3 (tj. 60.000 - 125.000 µg/m3) může způsobit smrt. Ve venkovním prostředí se formaldehyd vyskytuje v koncentracích v rozmezí 10 - 100 µg/m3 (znečištěný městský vzduch). Ve vnitřním prostředí bývají koncentrace formaldehydu zpravidla vyšší a mohou přesáhnout hodnoty až 370 µg/m3, například v domech s novým nábytkem.

    Limity Formaldehydu:

    • Zákon o ochraně ovzduší 201/2012 Sb. nestanovuje imisní limity.
    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. stanovuje hygienický limit pro vnitřní prostředí pobytových místností pro formaldehyd na 60 µg/m3.
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. jsou 0,5 mg/m3 (limit PEL) a 1 mg/m3 (limit NPK-P).
    • WHO uvádí, že by dlouhodobé koncentrace formaldehydu neměla dlouhodobě překračovat 60 µg/m3 .

 

  • Benzen (VOC)

    Benzen je organická, sladce zapáchající sloučenina používaná jako rozpouštědlo a základní surovina pro výrobu řady chemikálií (léčiva, plasty, výbušniny, kosmetika aj.) a hlavně benzínu. Velké množství benzenu obsahuje i cigaretový kouř. Člověk je vystaven benzenu zejména vdechováním a v těle zasahuje primárně hojně prokrvené orgány (kostní dřeň, játra). Při akutní intoxikaci poškozuje orgány krvetvorby, nervovou soustavu a imunitní systém. Dlouhodobá expozice benzenu má negativní vliv na krev - zvyšuje krvácivost a oslabuje imunitní systém člověka. Může vést ke snížení počtu červených krvinek vedoucí až k anémii či leukémii (jde o prokázaný lidský karcinogen).

    U benzenu neexistuje bezpečný limit, pod kterými by koncentrace neměla vliv na lidské zdraví. Teoreticky tedy čím menší je koncentrace, tím pro zdraví lépe. Francouzští vědci se domnívají, že dítě, které žije v těsné blízkosti benzínové pumpy nebo autodílny, je vystaveno čtyřikrát vyššímu riziku onemocnění leukemií než ostatní děti. WHO také doporučuje, pokud je to možné, větrat ze strany domu nejvzdálenější od silnice.

    Limity Benzenu:

    • Zákon o ochraně ovzduší 201/2012 Sb. stanovuje imisní limit 5 µg/m3 (průměr za 1 kalendářní rok).
    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. stanovuje limit 7 µg/m3 (průměr za 1 hodinu).
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. jsou 3 mg/m3 (limit PEL) a 10 mg/m3 (limit NPK-P).
    • WHO uvádí, že při dlouhodobém vystavení koncentraci 1 μg/m3 je riziko vzniku leukémie cca 6 × 10–6 (při vyšší koncentraci se riziko úměrně zvyšuje).

 

  • Benzo(a)pyren - PAH (VOC)

    Benzo(a)pyren (BaP) je nejznámější z polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH), u kterého byl objasněn i mechanizmus, kterým přímo poškozuje genetickou informaci buněk. Obecně PAH je skupina více než sta látek a přirozeně vznikají při spalování jakékoliv organické hmoty (doprava, elektrárny, průmysl, cigaretový kouř apod.). K nejzávažnějším vlivům PAH patří jejich karcinogenita. Rakovinotvornost na člověka byla prokázána u cigaretového kouře či sazí. 

    Benzo(a)pyren je spolu s ostatními PAHs přítomen v kouři ze spalování uhlí, dřeva, ve výfukových plynech a v cigaretovém kouři a to konkrétně ve formě velmi jemných částic, které pronikají při vdechnutí až do plicních sklípků, kde se zachycují. Přítomnost BaP / PAH je hlavní příčinou vzniku rakoviny plic, přijaté s potravou působí rakovinu zažívacího traktu a v případě kožního kontaktu rakovinu kůře.

    Limity BaP:

    • Zákon o ochraně ovzduší 201/2012 Sb. stanovuje imisní limit 1 ng.m-3 (průměr na 1 kalendářní rok).
    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. nestanovuje hygienický limit pro vnitřní prostředí pobytových místností.
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. jsou 0,005 mg/m3 (limit PEL) a 0,025 mg/m3 (limit NPK-P).
    • WHO uvádí míru rizika vzniku rakoviny plic jako 8,7 × 10–5 na každý 1 ng/m3 BaP (při vyšší koncentraci se riziko úměrně zvyšuje).

 

  • Naftalen - PAH (VOC)

    Naftalen je nejjednodušším polycyklickým uhlovodíkem (PAH) a přirozeným zdrojem naftalenu je hoření organického materiálu. Při nízkých dávkách dochází k podráždění dýchacích cest, očí, nevolnosti, závratím apod., při vyšších dávkách pak k rozkladu červených krvinek a k poškození jater. Naftalen  je součástí uhelného dehtu a používá se při výrobě PVC, lepidel, léčiv, pryskyřic, maziv, barviv (indigo). Je využíván také jako dezinfekční činidlo, fungicid, nebo insekticid k domácímu použití proti šatním molům.

    Limity Naftalenu:

    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. nestanovuje hygienický limit pro vnitřní prostředí pobytových místností.
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. jsou 50 mg/m3 (limit PEL) a 100 mg/m3 (limit NPK-P).
    • WHO uvádí limit pro trvalou dlouhodobou bezpečnou koncentraci na 0,01 mg/m3.

 

  • Trichlorethylen (TCE)

    Trichlorethylen je člověkem vytvořená organická látka, která se nachází také v některých přípravcích pro domácnost a běžné použití, je přítomen například v tekutině na odstraňování chyb při psaní na psacích strojích, jako odstraňovač barev, lepidel a skvrn. Mezi výrobky s možným obsahem trichlorethylenu patří korektory pro opravu chyb při psaní na psacím stroji, barvy a jejich odstraňovače, lepidla, odstraňovače skvrn a čistidla kovů. 

    Trichlorethylen působí zejména na nervový systém člověka. Krátkodobé expozice vede k příznakům ne nepodobným alkoholovému opojení (nevolnost, bolest hlavy), při dlouhodobém působení se může dostavit kóma i smrt. Může docházet k poškození zraku, sluchu, oběhové soustavy, ledvin, jater. Po delší expozici dochází k poškození imunity a schopnosti reprodukce. IARC považuje trichlorethylen za lidský karcinogen (1. kategorie) způsobující rakovinu jater, ledvin, varlat, plic a orgánů krvetvorby.

    Limity Trichlorethylenu :

    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. stanovuje hygienický limit pro vnitřní prostředí pobytových místností na 150 μg·m-3 .
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. jsou 250 mg/m3 (limit PEL) a 750 mg/m3 (limit NPK-P).
    • WHO uvádí míru rizika vzniku rakoviny plic 1 × 10–5 při dlouhodobému vystavení koncentraci 23 mg/m3 (při vyšší koncentraci se riziko úměrně zvyšuje).
    • Referenční koncentrace vydané SZÚ (v µg/m3) podle § 45 zákona č. 86/2002 O ochraně ovzduší ve znění následných právních úprav (472/2005 Sb.) je stanovená na úrovni 2,3 µg/m3 ve venkovním ovzduší.

 

  • Tetrachlorethylen / Perchlor (PCE / PER)

    Tetrachlorethylen / Perchlor (PCE / PER) je uměle vyráběná, nehořlavá, bezbarvá tekutina nasládlé vůně charakteristická především svými čistícími účinky.  PCE/PER je téměř dokonalé rozpouštědlo organických látek, díky čemuž nalezl uplatnění především v procesech průmyslového čištění (suché čištění). S PCE/PER se setkáme v strojírenství (odmašťování kovů), v rafinačním průmyslu, i v řadě domácích chemických přípravků (odbarvovače, ředidla, čisticí prostředky aj.). Ve stopových množství může být nalezen v některém spotřebitelském zboží, jako jsou inkousty do tiskáren, lepidla, nosiče barev a silikonová maziva.

    Nadměrné působení tetrachlorethylenu může způsobit zdravotní poškození mozku, očí, ledvin, jater, pokožky, hrtanu a existují některé důkazy, že tato látka může také způsobovat rakovinu. Jde o látku, která je obecně považována za karcinogenní.

    Limity Tetrachlorethylenu:

    • Vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 6/2003 Sb. stanovuje hygienický limit pro vnitřní prostředí pobytových místností na 150 μg·m-3 .
    • Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. jsou 138 mg/m3  (limit PEL) a 275 mg/m3 (limit NPK-P).
    • WHO uvádí bezpečnou míru při dlouhodobém vystavení 0,25 mg/m3.
    • Referenční koncentrace vydaná SZÚ (v µg/m3) podle § 45 zákona č. 86/2002 o ochraně ovzduší ve znění následných právních úprav (472/2005 Sb.) je stanovená na úrovni 250 µg/m3 ve venkovním ovzduší.

Závěr 1. dílu

V tomto 1. díle jsem se pokusil předtím, než se v dalších dílech o senzorech a měřících principech, pokusil uvést základní popis doporučovaných plynů/složek vzduchu, které dle WHO má smysl v běžných místnostech monitorovat a jakých koncentrací se dobré se vyvarovat pro zvýšení zdraví lidí, které dané prostřední dlouhodobě obývají.

V dalších dílech se pokusím navázat možnými principy měření uvedených plynů a zhodnocením, jaké senzory jsou pro tyto účely na trhu aktuálně k dispozici.

Odkazy:

Hodnocení článku: