Текст книги "Фитодизайн. Как вырастить здоровый воздух в офисе и дома"

Автор книги: Андрей Цицилин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 23 страниц) [доступный отрывок для чтения: 9 страниц]

Влажность

Низкая относительная влажность воздуха также связана с плохим качеством воздуха помещений. Влажность воздуха, оптимальная для здоровья человека, находится, по мнению одних исследователей, в пределах 35–65 %, а других – 30–60 %. Часто, особенно в зимние месяцы, наблюдаемая влажность снижается ниже необходимого уровня. Холодный зимний воздух является сухим. Когда работают системы отопления в помещениях, воздух становится слишком сухим. Сухие, безводные условия раздражают слизистые оболочки носа, увеличивая чувствительность к нападению воздушных химических соединений, вирусов и аллергенов. Частые простуды, аллергические проявления, астма в течение зимы нередко являются следствием низкой относительной влажности воздуха.

Влажность свыше 70 % также приводит к ухудшению качества воздуха в помещениях. Когда стены, пол, строительные материалы или мебель бывают влажными в течение длительного времени, на них часто развиваются плесени (т. е. различные виды грибков) и бактерии. Грибки (плесени) и бактерии выбрасывают в воздух микроскопические частицы, споры, а также фрагменты самих грибков и бактерий, которые поступают в воздух, возможно, в гораздо большем количестве, чем споры. Эти частицы вначале оседают на поверхности предметов в помещении, а затем поднимаются воздушными потоками в результате деятельности человека или сквозняков. При их вдыхании они, как содержащие аллергены или химические вещества, способны вызвать воспаление дыхательных путей, ингибировать функцию иммунной системы и воздействовать на центральную нервную систему. Плесени и бактерии являются также источниками пахучих летучих органических соединений в воздухе внутри помещений. Эти соединения являются источником специфического запаха сырых и заплесневелых зданий. Во влажном здании наблюдается более высокая концентрация плесневых грибков, бактерий и продуктов их жизнедеятельности, чем снаружи.

Высокая относительная влажность помещений в зданиях также может увеличить число клещей домашней пыли, которые являются одним из важных источников аллергенов внутри помещений.

Сырость может увеличить выбросы иных, немикробных газообразных химических веществ в воздух внутри помещений. Так, скорость выделения формальдегида из деревянных изделий, содержащих карбамидо-формальдегидные смолы, увеличивается с влажностью. Спирты и продукты распада из смягчающих средств, использующихся во многих

пластмассах, также могут улетучиваться, когда изделия, содержащие поливинилхлорид (ПВХ), настилаются на влажный бетон. У людей, проживающих в сырых домах, наблюдается усиление кашля в верхних дыхательных путях, хрипов, симптомов астмы. У сенсибилизированных астматиков усиливается кашель и одышка, у предрасположенных к пневмонии лиц наблюдаются затрудненное дыхание и лихорадка, развитие астмы, у здоровых детей могут развиться заболевания нижних дыхательных путей.

В США доля текущих случаев астмы, связанных с воздействием сырости и плесени, равна 21 %. Т. е. около 4,6 миллионов заболевает астмой вследствие сырости в домах, а ежегодные расходы на ее лечение оценивается в 3,5 млрд долл. США.

Современные материалы: эмиссия

Повышенные уровни летучих органических соединений (ЛОС) в воздухе помещений связаны с двумя факторами. Первый мы рассмотрели выше: в результате «дефицита нефти» в 1970-х годах технология строительства зданий была изменена, чтобы усилить их герметичность и энергосберегаемость. Новые методы возведения зданий сильно сократили случайный обмен внутреннего и наружного воздуха. Как следствие снижения обмена воздуха, новые дома сохраняют газообразные ЛОС на более высоком уровне, чем старые, менее герметичные дома.

Во-вторых, примерно с того же времени отмечается значительный рост использования ЛОС-содержащих соединений в строительных материалах, тканях и предметах для дома. Использование стандартной фанеры уступило место менее дорогостоящим плитам ДСП с более высоким содержанием формальдегида и ЛОС. Фанерные ламинатные плиты с немалым содержанием формальдегида заменили твердые деревянные паркетные дощечки. Вместо деревянных полов стали использовать полы на фанерном основании с ковровым покрытием, которое выделяет ЛОС.

Семидесятые годы за рубежом и девяностые в России также характеризовались изменением в составе отделочных материалов, которые выделяют ЛОС в воздух внутри помещений. Полиуретановые пены и полиэфирные волокнистые наполнители заменили традиционные наполнители обивки диванов и стульев, синтетические ткани заменили хлопок, вискозу, шелк в драпировке и в обивке. Мебельные ткани содержат формальдегид, который предотвращает их сморщивание, когда на них сидят.

Пластиковые предметы, которые широко распространены в доме, выделяют газообразные фталаты. Распространенность домашних офисов с компьютерами, факсами, копирами привела к увеличению количества озона, ЛОС в домах. Эти элементы, в дополнение к краскам, клеям, газовому отоплению, газовым плитам и колонкам, пристроенному гаражу с хранением красок, растворителей, бензина, пестицидов и гербицидов, а также биологических загрязнителей, плесени и бактерий способствовала все большей токсичности домашней обстановки.

Где бы мы ни находились – на работе, где мы проводим каждый день по восемь-десять часов, или дома, где живем, мы, к сожалению, дышим загрязненным воздухом.

Исследователи из Бристонского университета (Великобритания) при изучении 14 тысяч детей и их матерей, выяснили, что даже умеренное использование освежителей воздуха и других похожих пахнущих продуктов может вызвать болезни у беременных женщин и маленьких детей. В домах, где применялись аэрозольные и неаэрозольные освежители воздуха ежедневно, от диареи страдало на 31 % детей больше чем в домах, где освежители применялись раз в неделю. Также в сильно пахнущих домах было больше младенцев, испытывающих боль в ушах. Матери этих младенцев испытывали головную боль на 10 % чаще. В домах, где такие продукты применялись ежедневно, были обнаружены более высокие уровни раздражающих газообразных веществ или летучих органических соединений.

Здоровье и загрязнение внутреннего воздуха

Начиная с начала 1980-х годов в Западной Европе, США и Канаде, где здания были герметически изолированы в целях лучшего энергосбережения, стало появляться большее число заболеваний. С этого периода загрязнение воздуха помещений широко распространилось и стало называться как синдром больного здания (Sick Building Syndrome – SBS).

Этот термин используется для описания ситуации, при которой люди, находящиеся в таких зданиях, испытывают проблемы со здоровьем и определенный дискомфорт во время пребывания в здании. При этом никакая конкретная болезнь или причины дискомфорта не могут быть идентифицированы. Жалобы могут быть локализованы, в частности, как в отдельном помещении или зоне, так и могут быть широко распространены по всему зданию.

Симптомы SBS

Симптомами SBS являются головная боль, воспаления глаз, носа или горла, сухой кашель, сухая или зудящая кожа, головокружение и тошнота, трудности с концентрацией внимания, усталость и чувствительность к запахам.

Как уже сообщалось выше, причина этих симптомов неизвестна. Кроме того, у большинства жалующихся людей симптомы пропадают вскоре после выхода из здания.

Причинами появления синдрома больного здания являются: недостаточная вентиляция, химические загрязняющие вещества из внутренних источников, химические загрязняющие вещества из наружных источников, биологические загрязнители (бактерии, грибки, пыльца, вирусы).

Агентство охраны окружающей среды сообщает, что синдром больного здания является причиной потери в США около 61 млрд долларов в год в результате болезни сотрудников, расходов на медицинское обслуживание, снижение производительности труда и более низкие доходы.

В противоположность SBS термин «болезни, связанные со зданием» (building related illness – BRI) используется, когда симптомы (источники, возбудители) диагностируемых заболеваний идентифицированы и могут быть отнесены непосредственно к веществам, загрязняющим воздух здания.

Индикаторы BRI

Симптомами BRI являются кашель, стеснение в груди, лихорадка, озноб, боль в мышцах.

Могут быть определены и клинически четко идентифицированы причины, вызывающие эти симптомы. Людям требуется длительное время на восстановление здоровья после выхода из здания.

В докладе Всемирной организации здравоохранения в 1984 г. отмечалось, что до 30 % новых и перестроенный зданий во всем мире могут вызывать нарекания, связанные с качеством воздуха внутри помещений. Интересный случай произошел в самом Агентстве по охране окружающей среды (ЕРА) США после завершения строительства нового здания штаб-квартиры в Вашингтоне в 1988 году. После новоселья многие сотрудники EPA стали жаловаться на неблагоприятные симптомы; воздух был проанализирован на содержание стандартных известных химических газообразных соединений, но содержание всех этих веществ оказалось в норме. И только когда несколько десятков служащих Агентства начали пикетирование здания, утверждая, что их проблемы со здоровьем связаны с самим зданием, Агентство отнеслось к их словам всерьез. Затем через некоторое время EPA выпустило брошюру, озаглавленную: «Взгляд изнутри: Руководство по качеству воздуха в помещениях» (сентябрь 1988 года, EPA).

В 1989 г. агентство по защите окружающей среды представило в конгресс США доклад о качестве воздуха в десяти энергосберегающих общественных зданиях. Концентрация некоторых химических веществ в воздухе превышала более чем в сто раз нормальные фоновые значения. В этом докладе говорится: «Существует достаточно доказательств, чтобы сделать вывод, что загрязнение воздуха внутри помещений представляет значительную часть общего воздействия загрязненного воздуха и может представлять серьезную острую и хроническую опасность для здоровья. Внутреннее загрязнение воздуха может даже принести больший вред, чем наружный загрязненный воздух, в первую очередь из-за более длительного периода воздействия на человека».

В помещениях, где находится много людей и компьютеров, к концу дня в воздухе наблюдается увеличение концентрации фенола, 1,3-диэтилбензола, тетраметилбензола, нафталина, гексанала и октанала в количествах, превышающих суточные ПДК в 1,5–2 раза.

Летучие органические соединения (ЛОС) и здоровье

Термин «летучие органические соединения», или «ЛОС», а в англоязычной литературе – VOC, относится к любому из десятков или даже сотен углеродсодержащих химические веществ, которые являются газами при комнатной температуре. Неорганические углеродсодержащие газы, такие как углекислый газ и окись углерода, к ним не относятся. Полулетучими органическими соединениями, или ПЛОС (SVOCs – в англоязычной литературе), являются ЛОС, которые присутствуют в помещении частично в воздухе в газообразном химическом состоянии, а отчасти как химические твердые или жидкие вещества, адсорбированные на поверхности в помещениях и на воздушных пылевых частицах. ПЛОС, как правило, имеют более высокий молекулярный вес и более высокую температуру кипения, чем другие ЛОС.

Из-за сложности и высокой стоимости измерения концентрации в воздухе большого числа отдельных ЛОС исследователи часто используют методы измерения, которые указывают общую концентрацию всего спектра внутренних воздушных ЛОС, т. е. измеряют «общие летучие органические соединения», или «TVOC».

Большое количество ЛОС выделяется в воздух в помещении строительными материалами, мебелью, моющими средствами, оргтехникой, средствами личной гигиены, освежителями воздуха, пестицидами, людьми и вентилируемыми процессами горения, такими, как курение табака или приготовления пищи на газовых плитах. Некоторые из этих же источников излучают также и ПЛОС. Летучие органические соединения также производятся в закрытом помещении в результате химических реакций озона с другими ЛОС, ПЛОС или материалами (например, ковровые покрытия), или этими соединениями между собой. Наружный воздух, как правило, является основным источником озона в помещениях, хотя генераторы озона (продаются как очистители воздуха), электронные очистители воздуха (которые непреднамеренно производят озон в качестве побочного продукта), а также некоторые виды офисного оборудования могут быть дополнительным источником озона. ЛОС также может проникать в здания с наружным воздухом, однако для многих типов ЛОС и ПЛОС концентрации их в воздухе помещений, как указывалось ранее, значительно превышает концентрации на открытом воздухе.

Некоторые ЛОС и ПЛОС являются пахучими, и ряд их вызывает неблагоприятные последствия для здоровья. Летучие органические соединения провоцируют широкий спектр заболеваний человека: раздражение органов чувств, аллергии и астмы, неврологических заболевания, болезни печени и различные виды онкологических заболеваний.

Ковровое покрытие как основной источник внутренних воздушных химических соединений

Ковровое покрытие может быть важным фактором в выбросах ЛОС и концентрации остатков пестицидов. Когда, наконец, EPA исследовали причины токсичности помещений его штаб-квартиры в 1988 году, то обнаруженный повышенный уровень ЛОС был обусловлен новым ковровым покрытием. Поэтому руководству пришлось снять с пола и удалить 27 000 квадратных ярдов (т. е. 22 575,4 м ²) коврового покрытия, чтобы сделать здание более пригодным для работы.

Американские ученые в конце прошлого века обнаружили, что ковровые покрытия содержат большое количество химических соединений.

Ниже приводится неполный список химических веществ, присутствующих в ковровых покрытиях.

Следует отметить, что эти же химические вещества были также найдены в высоких концентрациях в воздухе внутри помещений как исследователями EPA, так и шведскими учеными, изучающими «синдром больных зданий». Многие из этих соединений, в том числе 4-фенилциклогексан, трихлорэтилен, бензол, ксилол, толуол, стирол, метилбензол и другие, известны как нейротоксины.

В связи с тем, что выбросы соединений из коврового покрытия могут иметь глубокое нейротоксическое воздействие на организм человека, Андерсон Лабс изучила влияние разнообразных ковровых покрытий на иммунную систему. Она наблюдала за мышами, живущими в воздухе, который был собран над образцами ковров. При тестировании более чем четырехсот образцов она обнаружила нейротоксины. К тому же более 90 % образцов ковровых покрытий стали причиной смерти животных.

Симптомы раздражения органов чувств

Симптомы включают раздражение органов чувств – глаз, носа и горла, а также кожи. Очевидно, что многочисленные ЛОС при достаточно высокой их концентрации в воздухе могут вызвать симптомы раздражения сенсорных органов. Чаще всего, по данным зарубежных ученых, раздражение вызывает формальдегид. Хотя отдельные ЛОС (кроме, возможно, формальдегида и акролеина), как правило, не достигают в помещении концентрации, достаточной, чтобы вызвать эти симптомы.

Исследователи предположили, что одновременное воздействие большого числа внутренних ЛОС может вызвать раздражение сенсорных органов. Некоторые исследования показали, что повышенное содержание ПЛОС в сочетании с SBS симптомами, может вызвать симптомы астмы. Недавно проведенные в офисах Германии исследования показали, что высокие уровни ПЛОС (более чем 666 мкг/м ³) увеличивают распространение раздражения глаз, кожи, носа, горла и рта от 50 % до 90 %.

Многочисленные исследователи проверяли формальдегид на возможность вызывать раздражение органов чувств. Формальдегид присутствует внутри помещений в гораздо большей концентрации, чем в атмосферном воздухе, из-за наличия внутренних источников, включая строительные материалы, табачный дым и химические реакции с участием озона.

Аллергия, астма и связанные с ней респираторные симптомы

Результаты многочисленных исследований показали, что повышенные концентрации отдельных ЛОС или ПЛОС, в том числе формальдегида и некоторых видов фталатов (смягчающих средств для некоторых пластмасс), могут вызывать респираторные и аллергические реакции у детей. Американские ученые, основываясь на исследованиях, проведенных в жилых домах, исследованиях здоровья рабочих, исследованиях на животных, а также исследования токсикологических механизмов, определили связь формальдегида с увеличением астмоподобных респираторных симптомов. Совсем недавно испанские ученые на основании исследований, проведенных в десяти европейских странах, показали, что высокая частота использования аэрозолей бытовой химии (спреи для очистки стекла, мебели и освежители воздуха) – 4 раза в неделю и более увеличивает на 40 % случаи появления одышки, на 50 % частоту симптомов астмы. Эти чистящие спреи, как известно, выделяют различные типы ЛОС.

Как указано в докладе Института медицины «Аллергены внутри помещений: оценка и контроль неблагоприятных последствий для здоровья», один из пяти американцев когда-нибудь в жизни подвергнется аллергически обусловленной болезнью. Аллергены внутри помещений могут вызывать большинство симптоматических реакций.

В конце двадцатого столетия наблюдался тревожный рост заболеваний астмой, аллергических реакций, рака и респираторных болезней. Центр предупреждения и контроля заболеваний США (CDC) предположил, что увеличение астматиков в Соединенных Штатах в 1998 г. до 17,3 миллиона по сравнению с 6,8 миллиона больных этой же болезнью в 1980 г. связано с загрязнением воздуха. В 2005 году Американская легочная ассоциация в своем докладе отметила, что загрязнение воздуха вызывает в два-три раза больше хронических заболеваний, чем считалось ранее. Каждый год в результате загрязнения воздуха преждевременно умирает 64 000 американцев.

Онкологические заболевания

Некоторые из ЛОС, присутствующих в воздухе внутри помещений (формальдегид и бензол), вызывают рак у животных. В 1996 и в 2006 годах Международное агентство по изучению рака (МАИР)

Всемирной организации здравоохранения сделало вывод, что формальдегид является канцерогеном. Рост заболеваемости раком работников, подвергающихся воздействию формальдегида в концентрациях, превышающих средние концентрации в большинстве непроизводственных помещений, подтвердил этот вывод. Исследование, цитируемое МАИР как «наиболее информативное», показало, что риск заболевания раком был в основном связан со временем пребывания на рабочих местах со средней концентрацией выше, чем 500 частей формальдегида на 1 миллиард частей воздуха.

Крупнейшими источниками риска возникновения рака являются парадихлорбензол, формальдегид, хлороформ, ацетальдегид и бензол. Основные источники воздействия всех этих ЛОС, кроме бензола, находятся в помещении.

Учитывая, что в помещениях ЛОС, как указывалось выше, могут значительно увеличить риск возникновения рака, необходимо знать источники этих ЛОС в помещениях. Уменьшение или устранение этих источников, когда это возможно, может свести к минимуму риски, связанные с возникновением рака от ЛОС в помещениях.

Вызывающие рак источники ЛОС в помещениях

Как живут растения

Фотосинтез

Понимание основных процессов жизнедеятельности растений может помочь в уходе за нашими зелеными комнатными питомцами. Любой машине для работы необходим источник энергии: в автомобиле с двигателем, работающим на бензине, используется химическая энергия молекул горючего, освобождающаяся в процессе их горения в двигателе внутреннего сгорания; в механических часах – энергия сжатой пружины и т. д. Необходима энергия и всем живым существам, они ее получают из пищи. Подобно всем живым существам, растениям для выработки энергии необходимы углеводы. Растения в отличие от других живых организмов обладают уникальной способностью производить углеводы для своих целей в процессе фотосинтеза. Фотосинтез происходит только на свету, в дневное время. Когда зеленое растение растет, оно улавливает и запасает солнечную энергию.

Лист является главным органом растения, осуществляющим фотосинтез. Он состоит из нескольких слоев активно фотосинтезирующих клеток, окруженных защитным слоем – эпидермисом. По всей поверхности листа видны проводящие элементы – жилки, служащие для переноса веществ в двух противоположных направлениях. По жилкам вода и минеральные соли поступают в лист, и по ним же образующиеся в процессе фотосинтеза сахара и другие продукты жизнедеятельности удаляются из листа.

Растения поглощают из окружающего воздуха углекислый газ (СО ₂) через крошечные отверстия на поверхности листьев, называемых устьицами. Углекислый газ присутствует в атмосфере Земли в небольших количествах – 0,03 %, т. е. одна часть углекислого газа приходится на 3300 частей воздуха. В разных местах планеты эта концентрация варьируется; она выше над городами, т. е. там, где сжигается большое количество газа, нефти, угля, и ниже в сельской местности, лесах, где идет интенсивный фотосинтез. Хлорофилл и другие пигменты в листьях улавливают лучистую энергию от источников света: солнца, ламп. Эта энергия используется на расщепление молекулы воды на ионы кислорода и водорода. Затем в результате химических реакций растения используют водород и поглощенный углекислый газ для синтеза углеводов (сахаров). Кислород как побочный продукт фотосинтеза выделяется в атмосферу.

Выделяющийся в процессе фотосинтеза кислород попадает в окружающую среду через устьица. Закрывание устьиц прекращает этот газообмен, но не подавляет полностью ни фотосинтез, ни дыхание, поскольку и внутри листа эти процессы взаимно питают друг друга, будучи замкнуты в цикл, т. к. кислород и углекислый газ, выделяющиеся в одном из них, поглощаются в другом. Фотосинтез, однако, в этих условиях ограничен объемом дыхания, тогда как в оптимальных условиях он может происходить с интенсивностью, превышающей максимальную интенсивность дыхания в 10 и даже 20 раз.

Для того чтобы фотосинтез происходил наиболее эффективно, устьица должны быть открыты. То есть для протекания фотосинтеза в оптимальном режиме лист или само растение должно получать достаточное количество световой энергии, воды и углекислого газа. Также важно, чтобы отток продуктов фотосинтеза из листа происходил с достаточной скоростью, потому что накопление углеводов будет тормозить процесс. Поэтому большинство растений лучше растет при чередовании световых и темновых периодов, так как в этих условиях продукты фотосинтеза, накопившиеся на свету, в темное время удаляются из листьев. Исключение составляют растения крайних северных и южных широт, которые должны завершить вегетацию за отпущенный им короткий летний срок. Поэтому растительность этих мест развивается лучше всего при непрерывном освещении. Углеводы (сахара), произведенные в процессе фотосинтеза, не только обеспечивают питание для растения, но также являются необходимым источником энергии для синтеза других жизненно важных соединений.

Многие суккуленты засушливых мест из ряда семейств: лилейные, бромелиевые (ананас), орхидные, кактусовые, толстянковые, мезем-бриантовые, ваточниковые поглощают углекислый газ не днем, а в течение ночи при широко открытых устьицах, и только на следующий день на свету перерабатывают его дальше. Т. е. устьица у этих растений открыты в темное время суток, когда наблюдаются более низкие температуры, чем днем, и соответственно потери дефицитной воды сведены к минимуму. А в дневное время устьица у них закрыты, но в это же время хлорофилл активизируется светом и происходит образование сахаров.

По направлению к нижним ярусам листьев интенсивность света быстро снижается. Обычно листья прикрывают друг друга не полностью, поэтому лучи солнечного света могут проникать через разрывы в верхней массе листьев и достигать нижних слоев. Количество света, поглощенного листом, различно в зависимости от содержания в нем хлорофилла, но обычно составляет около 90 % от падающего излучения. Поэтому второй ярус листьев получает 10 % от полного солнечного света, а третий 10 % от 10 %, т. е. всего 1 %. Если самые верхние листья лучше всего используют полный солнечный свет при их расположении под острым углом к лучам, то нижние листья лучше работают при низкой интенсивности света, падающего под прямым углом; при этом единица листовой поверхности улавливает наибольшее количество света. Таким образом, у идеального растения нижние листья расположены горизонтально, а в каждом вышележащем ярусе наклон листьев возрастает, достигая максимума, почти вертикального положения у самых верхних листьев. Селекционеры часто стремятся вывести именно такие растения.

Даже если самые нижние листья эффективно поглощают всю падающую световую энергию, они, вероятно, будут работать в режиме, близком к точке компенсации. А если лист получает недостаточно света даже для достижения этой точки, то он будет больше дышать, чем фотосинтезировать, и окажется, таким образом, излишним бременем для растения. Такие листья обычно стареют, желтеют и опадают.