Politechnika Łódzka Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Mariusz Siudziński Numer albumu: 145686 Badania mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach klimatyzowanych Praca inżynierska Kierunek - Inżynieria Środowiska Promotor: dr inż. Beata Pawłowska Katedra Inżynierii Bioprocesowej Łódź, 2013 1 2 ...……………. , dnia …………….………..roku ………………………………….. (IMIĘ I NAZWISKO STUDENTA) ………………………………….. (ADRES) ………………………………….. (NR ALBUMU) ………………………………….. (WYDZIAŁ) ………………………………….. (KIERUNEK STUDIÓW) ………………………………….. (RODZAJ I FORMA STUDIÓW) OŚWIADCZENIE Świadomy odpowiedzialności karnej za składanie fałszywych zeznań oświadczam, że przedkładana praca inżynierska na temat: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………. została napisana samodzielnie. Jednocześnie oświadczam, że ww. praca: - nie narusza praw autorskich w rozumieniu ustawy z dnia 4 lutego 1994 roku o prawie autorskim i prawach pokrewnych (j.t. Dz. U. z 2006 r. Nr 90, poz. 631, z późniejszymi zmianami) oraz dóbr osobistych chronionych prawem cywilnym, a także nie zawiera danych i informacji, które uzyskałem w sposób niedozwolony, - nie była wcześniej podstawą żadnej innej urzędowej procedury związanej z nadawaniem dyplomów wyższej uczelni lub tytułów zawodowych. …………………………………….. (PODPIS STUDENTA) 3 4 STRESZCZENIE Badania mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach klimatyzowanych Stająca się coraz bardziej powszechna klimatyzacja niesie za sobą pewne niebezpieczeństwo na podłożu mikrobiologicznym. Występujące w instalacjach szkodliwe mikroorganizmy i drobnoustroje mogą negatywnie wpływać na stan naszego zdrowia W pracy przedstawiona jest problematyka występowania zanieczyszczeń w instalacjach wentylacyjno – klimatyzacyjnych, które niosą za sobą zagrożenie zdrowia ludzi. Na początku zawarta jest krótka charakterystyka parametrów fizykochemicznych powietrza mających wpływ na jakość powietrza. Następnie opisane są wszelkie rodzaje zanieczyszczeń jakie można napotkać w instalacjach wentylacji i klimatyzacji. Następny rozdział opisuje klimatyzacje i wentylacje, jej budowę oraz prawidłową konserwacje i eksploatacje. Kolejne rozdziały przedstawiają choroby, grożące zanieczyszczoną instalacją oraz metody pomiarowe służące do analizy powietrza występującego w pomieszczeniach klimatyzowanych. 5 6 Pani Dr inż. Beacie Pawłowskiej Za pomoc w realizacji niniejszej pracy I cenne uwagi przy jej pisaniu Składam serdeczne podziękowania 7 8 SPIS TREŚCI: WSTĘP................………………………………………………………………11 I. CEL, ZAKRES PRACY…………………………………………………...11 1 WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE POWIETRZA……….……11 2 RODZAJE ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA………………………14 2.1 Zanieczyszczenia Pyłowe………………………………………….15 2.2 Zanieczyszczenia Mikrobiologiczne……………………………….18 2.3 Substancje Wywołujące Nieprzyjemne Zapachy………………….29 2.4 Gazowe Zanieczyszczenia Powietrza……………………………...30 2.5 Legioneloza Oraz Inne Choroby.………………………………….31 2.5.1 Bakteria Legionella………………………………………31 2.5.2 Gorączka Pontiac………………………………………...35 2.5.3 Syndrom Chorego Budynku……………………………..36 3 INSTALACJA KLIMATYZACJI – WENTYLACJI …………….…….37 3.1 Historia Rozwoju Klimatyzacji……………………………….…….37 3.2. Definicja Klimatyzacji……………………………………….…….38 3.3. Dziedziny Zastosowań Urządzeń Klimatyzacyjnych……….……..39 3.4 Zasada Działania……………………………………………………39 3.5 Wybrane Klimatyzatory……………………………………………40 3.6 Budowa Instalacji Wentylacji I Klimatyzacji………………………42 3.6.1 Czerpnie Powietrza I Kanały Doprowadzające Do Instalacji………………………………………………...43 3.6.2 Centrale Klimatyzacyjne………………………….44 3.6.3. Przepustnice Powietrza…………………….……..47 3.6.4 Wymienniki Ciepła……………………………….48 3.6.5. Nawilżacze Powietrza……………………………49 3.6.6. Tłumiki Hałasu, Izolacje Akustyczne……………50 3.6.7. Filtry Powietrza…………………………………..51 3.7 Prawidłowa Obsługa I Konserwacja Instalacji Wentylacji I Klimatyzacji……………………………………….……………………53 4 METODY POMIAROWE………………………………………………...58 4.1 Metody Mikroskopowe……………………………………………..58 4.2 Metody Hodowlane…………………………………………………59 II. CZĘŚĆ PRAKTYCZNA………………………………….……………...61 III. WNIOSKI...……………………………………………………………….74 IV. SPIS PIŚMIENNICTWA…………………………………………………75 9 10 WSTĘP W ostatnich latach obserwuje się na świecie, jak również w Polsce, dynamiczny rozwój produkcji i sprzedaży urządzeń klimatyzacyjnych. Wzrost ten spowodowany jest pojawieniem się nowych technologii wytwarzania i komunikacji, wymagających utrzymania odpowiednich warunków mikroklimatu w pomieszczeniach produkcyjnych, jak również do podniesienia standardu pomieszczeń mieszkalnych, jak i użyteczności publicznej. Jednym z aspektów klimatyzacji jest zapewnienie warunków na stanowiskach pracy o szczególnych wymaganiach dotyczących czystości powietrza. Powietrze zanieczyszczone może być przez wiele czynników, natomiast głównym czynnikiem zwiększającym ryzyko infekcji okazują się biologiczne czynniki szkodliwe. Narażenie na czynniki biologiczne w środowisku zawodowym i pozazawodowym jest zatem powszechne i często prowadzi do wystąpienia wielu niekorzystnych skutków zdrowotnych, począwszy od podrażnień i nieznacznych dolegliwości, aż do wystąpienia chorób zakaźnych, niektórych nawet śmiertelnych. Nowoczesne systemy klimatyzacji – wentylacji wytwarzające strumień czystego powietrza wypierający powietrze zanieczyszczone skutecznie redukują ryzyko zakażenia. Niestety źle eksploatowane same mogą stać się źródłem zanieczyszczeń. Zawilgocone elementy instalacji są idealnym miejscem do gromadzenia się i rozwoju różnych bakterii i grzybów. I. CEL, ZAKRES PRACY Celem jest dokonanie analizy ilościowej wykrytych mikroorganizmów występujących w pomieszczeniu klimatyzowanym oraz oceny stanu instalacji wentylacji i klimatyzacji badanego pomieszczenia. 1 WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE POWIETRZA Zadaniem urządzeń klimatyzacyjnych i wentylacyjnych w pomieszczeniach jest zapewnienie czystego, wolnego od czynników chorobotwórczych powietrza wraz z 11 wytworzeniem mikroklimatu sprzyjającego komfortowej i wydajnej pracy osób przebywających w danym pomieszczeniu. Jakość powietrza w pomieszczeniach związana jest między innymi z takimi parametrami, jak: - temperatura - wilgotność - temperatura punktu rosy - prędkość powietrza Temperatura – Temperatura powietrza jest parametrem wpływającym na proces wymiany ciepła pomiędzy organizmem człowieka a otoczeniem. Wymiana ta jest konieczna z względu na procesy życiowe. Temperatura jest bardzo istotnym parametrem. Utrzymywanie odpowiedniej temperatury przyczynia się do zapewnienia odpowiedniego komfortu pracy co powoduje wysoką wydajność pracownika i dobre samopoczucie. Zbyt niska lub zbyt wysoka może być dokuczliwa i uciążliwa. Nie ma określonej uniwersalnej wartości temperatury. Jest ona określana biorąc pod uwagę wszystkie możliwe czynniki, np.: pora roku (zima lub lato), czy w pomieszczeniach przebywają kobiety lub osoby w podeszłym wieku, czy ludzie wykonują pracę fizyczną itp. 12 Rys 1. Zakres dopuszczalnych zmian temperatur powietrza w pomieszczeniach według DIN 1946 [1][7]. Wykres według normy przedstawia temperatury komfortu w przedziale 18 – 32°C temperatury zewnętrznej, dla osób o małej aktywności ruchowej oraz ubranych w normalną odzież . Latem temperatura komfortu jest wyższa gdyż człowiek jest ubrany lżej i przy tej samej powierzchni ciała, dla zachowania takiego samego poziomu oddawania ciepła, wymaga wyższej temperatury otoczenia. Temperatura występująca w pomieszczeniach klimatyzowanych nie powinna zbytnio różnić się od temperatury zewnętrznej, ze względu na organizm ludzki i jego zdolność do aklimatyzacji. Zbyt wysoka różnica temperatur między zewnętrzna a wewnątrz pomieszczenia powoduje że odczuwamy nieprzyjemny chłód [3]. Wilgotność względna – Jest podstawowym parametrem określającym zawartość wody w powietrzu który wpływa na bilans cieplny człowieka. Zbyt suche powietrze prowadzi do wysychania i podrażnienia błony śluzowej nosa, co skutkuje większą podatnością na przeziębienia i osłabienia układu odpornościowego organizmu. Natomiast nadmierna wilgotność przyczynia się do skraplania cząstek wody i tworzenia idealnych warunków dla grzybów i pleśni. Ponadto nadmiar ciepła i wilgoci jest przyczyną złego samopoczucia, bólów głowy i zasłabnięć Poradniki zalecają utrzymywanie poziomu wilgotności nie przekraczającej 30-60%. Przy wilgoci poniżej 30%, występującej często zimą w pomieszczeniach ogrzewanych, cząsteczki kurzu w zwiększonym tempie unoszą się z zanieczyszczonych powierzchni, powodując wzrost stężenia zanieczyszczeń powietrza drażniących drogi oddechowe. Obszar temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu, przy prędkości powietrza 0-0,2 m/s i temperaturze płaszczyzn otaczających pomieszczenie w granicach 19,5-23,0°C, pozwalający uzyskać warunki komfortu cieplnego, pokazano na rysunku poniżej [3]. 13 Rys 2. Obszar komfortu dla temperatury powietrza i wilgotności względnej powietrza wp omeiszczeniu (wg Leusdena i Freymarka) [4]. Temperatura punktu rosy - Punkt rosy jest to temperatura nasyconego powietrza, w którym ciśnienie cząstkowe pary wodnej jest takie samo jak w rozpatrywanym powietrzu wilgotnym (nienasyconym). W instalacjach klimatyzacji-wentylacji zjawisko wykraplania wilgoci jest wykorzystywane do osuszania powietrza. Niepożądane wykraplanie wilgoci powoduje wzrost zanieczyszczenia powietrza mikroorganizmami oraz także powoduje korozję i niszczenie izolacji cieplnych [3][7]. Prędkość powietrza w strefie przebywania ludzi – Wpływa ona na intensywność przejmowania ciepła na powierzchni ciała człowieka a co za tym idzie, na strumień ciepła oddawany do otoczenia Zbyt duża prędkość przepływu powietrza powoduje poczucie przebywania w przeciągu. Poczucie przebywania przeciągu wyczuwalna jest gdy powietrze o temperaturze niższej od temperatury pomieszczenia owiewa tylko pewne części ciała. Następuje wtedy wychłodzenie danej części ciała która powoduje poczucie dyskomfortu. Parametr ten jest zależny od temperatury, i jego wartość zmienia się adekwatnie do wzrostu lub spadku temperatury [5]. 14 Zależność tą obrazuje nam poniższy wykres: Rys 3. Dopuszczalne prędkości przepływu powietrza w zależności od temperatury powietrza w pomieszczeniu [2]. 2 RODZAJE ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA Ilość i skład zanieczyszczeń występujących w powietrzu zależą od źródła emisji zanieczyszczeń. Różną naturę posiadają zanieczyszczenia powietrza w instalacjach klimatyzacji-wentylacji , powietrza zewnętrznego czy powietrza w pomieszczeniach wentylowanych. Z względu na zmienność parametrów źródeł emisji zanieczyszczeń, skład i ilość zanieczyszczeń wahają się. Wyróżniamy następujące typy zanieczyszczeń w pomieszczeniach wentylowanych oraz klimatyzowanych: - zanieczyszczenia pyłowe: cząstki organiczne ( cząstki stałe spalin, lotne popioły, pyły przemysłowe) i organiczne (np. martwe cząstki organiczne roślin i zwierząt) - żywe zanieczyszczenia mikrobiologiczne ; grzyby, bakterie, wirusy - zanieczyszczenia gazowe: CO2, spaliny, produkty denaturacji białek, opary, formaliny itd. 15 - kropelki wody i innych pyłów rozpylonych w powietrzu lub powstałych w procesie kondensacji - substancje wywołujące nieprzyjemne zapachy - inne. Jakość powietrza w pomieszczeniach wentylowanych oraz klimatyzowanych zależy przede wszystkim od jakości powietrza zewnętrznego. Niektóre zanieczyszczenia występujące w powietrzu zewnętrznym należą do naturalnych i są to między innymi: pyły powstałe na skutek erozji gleby, popioły i gazy pochodzenia roślinnego, cząstki roślinne, aerozole itp. Natomiast głównym źródłem zanieczyszczeń w powietrzu w obecnych czasach jest przemysł, rolnictwo, transport oraz gospodarka komunalna. Zatem obszary najbardziej zaludnione oraz uprzemysłowione powodują największą emisję zanieczyszczeń do powietrza. Często w dużych miastach dopuszczalne normy są znacznie przekraczane. Bardzo istotny wpływ mają na to zanieczyszczenia pyłowe i gazowe z kotłowni, elektrociepłowni i innych. Duże zanieczyszczenie pyłowych i gazowych powoduje wzrost zanieczyszczeń mikrobiologicznych, na które również w dużej mierze ma wpływ obecność ludzi i zwierząt. Tak więc na stan higieniczny instalacji klimatyzacyjno-wentylacyjnych ogromny wpływ ma lokalizacja. Obiekty znajdujące się w centrum rozwiniętych miast, w sąsiedztwie ruchliwych dróg, fabryk, kotłowni itp. z trudnością zapewnią powietrze o wysokim stopniu czystości mikrobiologicznej[3] 2.1 ZANIECZYSZCZENIA PYŁOWE W pomieszczeniach o wysokiej skuteczności filtracji powietrza, zagrożenie stanowią jedynie pyły zanieczyszczone mikrobiologicznie które są przyczyną infekcji. W pomieszczeniach w których panują mniejsze wymogi higieniczne a instalacja zawiera jednostopniową filtrację powietrza czerpanego z zanieczyszczonego otoczenia, dodatkowym zagrożeniem są zanieczyszczenia pyłowe. Najczęstszym powodem jest zła 16 lokalizacja czerpni powietrza lub niesprawność filtrów. Wielkość zagrożenia zanieczyszczeniami pyłowymi zależy od koncentracji pyłu, jego właściwości chemicznych i wielkości ziaren. Szkodliwość pyłu wzrasta wraz z wzrostem powierzchni oddziaływania, czyli wraz z rozdrobnieniem. Wielkim zagrożeniem dla zdrowia są pyły raspirabilne. Są to pyły niewidoczne, o średnicy mniejszej niż 2,5 mikrom., zawieszone w powietrzu, które ze względu na swoją wielkość mogą bezpośrednio przedostawać się do płuc. Większość pyłów zatrzymywana jest w jamie nosowo gardłowej [3]. Wielkość oraz głębokość przedostawania się pyłów do organizmu, przedstawia poniższa tabela. Średnica cząstek Głębokość penetracji [mikrom.] >10 Nos, gardło 5 – 10 Górne drogi oddechowe 2–5 Oskrzela – płuca <2 Pęcherzyki płucne – obszar wymiany gazowej Tab.1. Głębokość wnikania pyłów do układu oddechowego człowieka [3]. W większości przypadków drobiny pyłu o średnicy mniejszej od 5 mikrom. zalegają w płucach ponieważ nie są wykrywalne przez system obronny organizmu. Pyły działają na organizm w sposób drażniący lecz długotrwałe oddziaływanie pyłu może powodować zmiany w układzie oddechowym. Stopień szkodliwości pyłów wchłanianych przez układ oddechowy zależy od: -indywidualnej wrażliwości na pyły narażonego -czasu oddziaływania -kształtu i wymiaru drobin -pochodzenia pyłu i jego składu chemicznego Pyły przyczyniają się do występowania takich chorób jak np.: - Pylice -Zapalenie płuc -Astma oskrzelowa -Alergie 17 -Schorzenia nowotworowe wywołane rakotwórczymi związkami chromu, arsenu azbestu oraz pochodnych smołowcowych. Aby zapobiec jakichkolwiek schorzeń związanych z działaniem pyłów, instalacje wentylacji i klimatyzacji powinny być wyposażone w filtry minimalizujące czerpanie pyłów raspirabilnych z powietrza zewnętrznego. Należy również pamiętać że źródłem pyłów może być sama instalacja. Stara bądź uszkodzona instalacja może być przyczyną uwalniania do obiegu materiałów włóknistych, które mogą znajdywać się min. Na filtrach, izolacjach cieplnych, tłumikach hałasu. Stosowane w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych filtry powietrza, pomimo oczyszczania z większych drobin powietrza zewnętrznego, nie są w stanie zapewnić odpowiedniego bezpieczeństwa zdrowia. Przefiltrowane powietrze często niestety zawiera pyły raspirabilne które są bardzo niebezpieczne dla zdrowia. Należy mieć to na uwadze podczas eksploatacji instalacji [3]. Pył jest również powodem występowania zanieczyszczeń stałych. Zanieczyszczenia stałe można określić jako warstwę pyłu zalegającą na wewnętrznej powierzchni przewodów. Nie czyszczone przewody sprzyjają akumulacji warstwy pyłu który zawiera cząstki organiczne, tak jak np. martwe cząstki organiczne roślin i zwierząt, przede wszystkim owadów, pyłki roślin, fragmenty ścian komórkowych zawierające aktywne biologicznie makrocząsteczki pochodzenia bakteryjnego, w tym endotoksyny bakteryjne lub nieorganiczne (cząstki stałe spalin, lotne popioły, pyły przemysłowe i mineralne). Sposób gromadzenia się zanieczyszczeń jest zależny od przewodów. W przewodach nawiewnych zauważono że zanieczyszczenia pokrywają tylko dolną powierzchnię wewnętrzną. W przypadku przewodów wywiewnych, widzimy że pokryciu ulega cała powierzchnia wewnętrzna przewodu. 18 Rys 4. Depozycja cząstek stałych wewnątrz nawiewnego i wywiewnego przewodu wentylacyjnego [6]. Ilość zakumulowanego pyłu zależy od wielu czynników. Najważniejszymi są: stężenie pyłu w powietrzu czerpanym z zewnątrz, ilość, lokalizacja i skuteczność filtrów, prędkość powietrza w przewodach, chropowatość wewnętrznej powierzchni elementów instalacji, pojawienie się czynników sprzyjających akumulowania się cząstek pyłu [8]. Tab.2. Stężenia pyłu występujące w różnych okolicach [9]. 19 2.2 ZANIECZYSZCZENIA MIKROBIOLOGICZNE Wewnątrz instalacji klimatyzacyjno-wentylacyjnych można zidentyfikować zróżnicowane zanieczyszczenia biologiczne. Najważniejszymi są grzyby strzępkowe (pleśnie) oraz bakterie i ich produkty. Biozanieczyszczeniami drugorzędnymi są natomiast pasożyty, owady lub roztocza. Szacuje się że grzyby pleśniowe stanowią ok.70% całkowitej mikroflory powietrza panującego w pomieszczeniu. Bakterie natomiast stanowią na ogół 19 – 26 % mikroflory w powietrzu pomieszczeń zamkniętych. W przypadku bakterii, tylko niektóre stwarzają zagrożenia zdrowotne. Są to najczęściej gatunki z rodzaju Bacillus, Pseudomonas, Enterobacter, Flavobacterium, Microccocus, Streptomyces. Najczęściej występującymi grzybami są Cladosporium spp, Penicillium Spp oraz Aspergillus spp. Potwierdzają to np. badania wykonane przez zakład Fitopatologii i Mikologii, UP we Wrocławiu. W artykule pt. „Grzyby występujące w pomieszczeniach klimatyzowanych cz. I oraz II” wywnioskowano iż najczęściej występującymi grzybami były właśnie przedstawiciele Cladosporium spp., Penicillium spp. oraz Aspergillus spp. Rodzaje takie jak Trichoderma, Phoma, Sclerotinia, występowały sporadycznie. Badania były przeprowadzona w 3 różnych pomieszczeniach klimatyzowanych, a zastosowaną metodą była metoda sedymentacyjna Kocha [3][10]. 20 Aspergillus . Fot.1 [24] Fot.2. [25] Fot.3. [26] 21 Cladosporium Fot.4. [27] Fot.5. [28] Fot.6. [29] 22 Penicillium Fot.7. [30] Fot.8. [31] Grzyby pleśniowe jako organizmy szeroko rozpowszechnione na ziemi, rozwijają się tylko tam gdzie znajdą odpowiednie podłoże bogate w substancje odżywcze oraz odpowiednią wilgotność i temperaturę. Za optymalną wilgotność i temperaturę dla wzrostu grzybów przyznaje się odpowiednio 70% lub więcej oraz 16 – 25 °C ( zakres przeżycia wynosi 6 – 60 °C). Grzyby rozprzestrzeniają się za pomocą tworów zwanych zarodnikami, które służą do rozmnażania bezpłciowego grzybów. Zarodniki przenoszone są za pomocą prądów powietrza. Niektóre zarodniki uważa się za silne alergeny które powodują silne odczyny uczuleniowe. Zarodniki obecne w pomieszczeniach mogą pochodzić z źródeł 23 zewnętrznych jak i wewnętrznych. Zarodniki grzybów są bardzo odporne na wysuszenie i promieniowanie ultrafioletowe występujące w środowisku naturalnym co zwiększa ich żywotność i szanse na przetrwanie. Bakterie są drobnoustrojami które potrafią przeżyć w niemal każdych warunkach. Można je spotkać w glebie, wodzie, w innych organizmach, nawet na Antarktydzie, czy też terenach radioaktywnych. Przetrwalnikowe formy bakterii, które umożliwiają bakteriom przetrwanie w niekorzystnych warunkach nazywamy Endosporami. Wiele bakterii aby przystosować się do życia w różnych środowiskach tworzą kolonie ( np. biofilmy) w miejscach bogatych w substancje odżywcze. Mikroorganizmy podczas tworzenia kolonii, dzięki wydzielaniu kleistej substancji potrafią przylegać do powierzchni w wilgotnych środowiskach. Ma to Duzy wpływ na kolonizacje elementów instalacji wentylacji i klimatyzacji. Wytworzony biofilm pozwala mikroorganizmom utrzymać się wewnątrz instalacji Biofilm jest strukturą wytworzoną przez komórki bakteryjne i wydzielane przez nią macierzy pozakomórkowej. Biofilm posiada kanały wodne, którymi rozprowadzany jest tlen i substancje odżywcze oraz strefy w której komórki albo umierają albo rozwijają się. Cała struktura otoczona jest śluzem która chroni przed czynnikami zewnętrznymi. Biofilm zapewnia bezpieczne schronienie dla takich bakterii jak np. Listeria, Escherichia Coli oraz Legionella Wiele grzybów pleśniowych (strzępkowych) i bakterii rozwijających się instalacjach wentylacyjno-klimatyzacyjnych to saprofity czyli organizmy cudzożywne czerpiące energię z martwych szczątków organicznych, rozkładając je do związków prostych. Bardzo dobrze rozwijają się w miejscach zawilgoconych , bogatych w pożywienie pochodzenia organicznego. Pleśnie jako drobnoustroje będące źródłem niebezpiecznych substancji lub związków organicznych, toksycznych dla człowieka. Produkują substancje toksyczne nazywane mikotoksynami. Mikotoksyny są produktami ubocznymi metabolizmu grzybów i stanowią wielkie zagrożenie dla zdrowia ludzi. Osoba przebywająca w pomieszczeniu zanieczyszczonym mikotoksynami jest narażona na występowanie takich zaburzeń zdrowotnych jak np.: bóle i zawroty głowy, zapalenie spojówek, podrażnienie błon śluzowych i skóry, uszkodzenia wątroby i nerek, powstawanie zmian przedrakowych i nowotworowych( działanie mutagenne miko toksyn), zaburzenia układu nerwowego. Skutki działania miko toksyn zależne są od stężenia i czasu ekspozycji na osobę narażoną. Najgroźniejszą miko toksyną jest aflatoksyna 24 Aspergillus flavus. Innymi znanymi mikotoksynami są: Aspergillus ochrraceus (ochra toksyna A), Fusarium moniliforme oraz fusarium subglutinas (fumonisyna), Aspergillus versicolor (sterigmatocystyna), Penicillium expansum (patulina, cytrynina) Drobnoustroje w powietrzu występują najczęściej w postaci bioaerozoli. Bioaerozole stanowią różnorodny kompleks cząstek składających się m.in. z materiałów biologicznych takich jak pierwotniaki, wirusy, fragmenty komórkowe, komórki bakteryjne, zarodniki grzybów i fragmenty grzybni. W skład mieszaniny bioaerozoli wchodzą również endotoksyny, mykotoksyny, enzymy i enterotoksyny występujące w postaci różnych substancji chemicznych o złożonym składzie. Bioaerozole stanowią 534% zanieczyszczeń powietrza wewnętrznego. Instalacje klimatyzacji – wentylacji zapewniają nie tylko warunki komfortu cieplnego ale również usuwają mikrobiologiczne zanieczyszczenia chorobotwórcze w powietrzu panującym w pomieszczeniu. Niestety instalacje mogą zarazem być przyczyną występowania niebezpiecznych dla zdrowia grzybów i bakterii. Wśród występujących sposobów przenoszenia drobnoustrojów , takich jak powietrzno-kropelkowe, powietrzno-pyłowe, pokarmowe oraz różne rodzaje przenoszenia bezpośredniego, przenoszenie przez powietrze jest jedną z podstawowych i najbardziej istotnych przyczyn powstawania zakażeń. Występują liczne źródła zanieczyszczeń biologicznych przenoszonych przez powietrze.[3][10][8] W poniższej tabeli przedstawione zostały wszystkie możliwe źródła dla poszczególnych rodzajów. 25 Rodzaj zanieczyszczeń Źródła zanieczyszczeń Bakterie i ich produkty -Ludzie - Zwierzęta hodowlane, domowe i dzikie - Rośliny - Gleba, ściółka, drewno, rozkładające się substancje organiczne - Woda - Ścieki, odpady organiczne - Pyły organiczne - Rolnictwo ( kompost, gnojowica, surowce roślinne) - Kuchnie, pomieszczenia rozbioru mięsa, magazyny mięsa - Zakłady biotechnologiczne, fabryki - Instalacje klimatyzacji i wentylacji, chłodnie wentylatorowe, urządzenia nawilżające powietrze Środowisko szpitalne (zanieczyszczenia pyłowe, kropelkowe, wydaliny ludzi, odpady biomedyczne, laboratoria mikrobiologiczne) - Inne Wirusy - Ludzie - Zwierzęta domowe i hodowlane, zwierzęta dzikie (gryzonie) - Przemysł spożywczy przetwórstwa zwierzęcego - Kuchnie, pomieszczenia rozbioru mięsa, magazyny mięsa – wirusy odzwierzęce - Ścieki, odpady hodowlane, wydaliny ludzi i zwierząt - Środowisko (zanieczyszczenia pyłowe, szpitalne kropelkowe, wydaliny ludzi, odpady biomedyczne) 26 - Gleba, łąki, plantacje, lasy Grzyby i ich produkty - Rośliny, surowce roślinne, drewno, siano - Przemysł spożywczy przetwórstwa roślinnego i zwierzęcego ( surowce organiczne, produkty spożywcze) - Ścieki, kompost, gnojowica, odpady organiczne, odchody zwierząt i ludzi - Papier - Zakłady biotechnologiczne - Wnętrza domów Środowisko - szpitalne (laboratoria mikrobiologiczne, odpady biomedyczne) - Instalacje klimatyzacji i wentylacji, chłodnie wentylatorowe, urządzenia nawilżające powietrze - Inne Zwierzęta, pasożyty i ich produkty - Woda, zbiorniki, ciepła woda słodka, osady denne, urządzenia klimatyzacyjne, urządzenia nawilżające bywają siedliskiem pierwotniaków, pełzaków Tab.3. Źródła zanieczyszczeń powietrza szkodliwych dla człowieka [3] W Tabelach przedstawione zostały wybrane bakterie, grzyby oraz wirusy przenoszone przez powietrze, które można spotkać w instalacjach klimatyzacji i wentylacji. 27 Właściwości Nazwa 1 Acinetobacter Zamieszkuje ziemię, wodę, ścieki. Przenoszenie powietrzno-pyłowe, powietrzno-kropelkowe, bezpośrednie. Może spowodować zapalenie płuc, zapalenie opon mózgowych i inne infekcje, głównie u osób z osłabionym układem immunologicznym oraz reakcje alergiczne i immunotoksyczne. Łatwo kolonizuje środowiska wodne np. nawilżacze wodne. 2 Klebsiella pneumoniae / Pałeczka zapalenia Przenoszenie powietrzno-kropelkowe, bezpośrednie. Łatwo kolonizuje środowiska wilgotne np. nawilżacze wodne. Wywołuje zapalenia płuc, zakażenia układu moczowego. płuc 3 Legionella pneumophila Przenoszenie powietrzno-kropelkowe, bezpośrednie. Istnieje w wilgotnym środowisku naturalnym. Znajduje sprzyjające środowisko rozwoju w instalacjach klimatyzacji-wentylacji, ciepłej wody, podgrzewaczach wody, prysznicach, wannach, fontannach, wieżach chłodniczych, skraplaczach, filtrach powietrza umieszczonych w strumieniu zbyt wilgotnego powietrza)itp.. Wywołuje tzw. Chorobę legionistów ( zapalenie płuc – legioneloza ) i gorączkę pontiac. 4 Pseudomonas aeruginosa / Pałeczka ropy błękitnej Przenoszenie bezpośrednio, powietrzno-kropelkowe . Rozwija się w środowisku wilgotnym np. w nawilżaczach wodnych, chłodnicach wyparnych, wilgotnych kanałach itp. Atakuje osoby osłabione: powoduje tzw. powentylacyjne zapalenie płuc, powoduje zakażenie układu moczowego. 5 Thermoactino myces vulgaris Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Bakteria termofilna. Rozwija się w zagrzanych paszach , kompoście, pyle, klimatyzatorach. 28 Przeniesiona do klimatyzatorów lub nawilżaczy wodnych może się tam rozwijać. Wywołuje choroby alergiczne. Tab.4. Bakterie chorobotwórcze przenoszone przez powietrze, z których niektóre mogą rozwijać się w instalacjach klimatyzacji i wentylacji [3] Ponadto: Bacillus anthracis / wąglik,Moraxella catarrhalis, Bordetella pertussis / pałeczka krztuśca, Mycobacterium tuberculosis / prątek gruźlicy, Cardiobacterium, Mycoplasma pneumoniae/ mikoplazma zapalenia płuc, Corynebacteria diphtheria / maczugowiec błonicy, Neisseria meningitides / meningokok, Haemophilus influenzae / pałeczka influenzy, Streptococcus pneumoniae / paciorkowiec zapalenia płuc. Grzyby chorobotwórcze przenoszone przez powietrze, które w znacznej części mogą się też rozwijać w instalacjach klimatyzacji-wentylacji. L Nazwa 1 Acremonium Właściwości Przenoszenie nawilżaczach poważne powietrzno-pyłowe. wodnych, infekcje u izolacjach osób z Spotykany cieplnych. obniżoną w Wywołuje odpornością immunologiczną 2 Alternaria alternata Przenoszenie powietrzno-pyłowe, bezpośrednie ( przez skórę ). Rozwija się tacach chłodnic powietrza, filtrach, nawilżaczach wodnych, w kurzu, w instalacjach itp. Wywołuje podrażnienia dróg oddechowych, astmę. Jeden z czynników syndromu chorego budynku 3 Aspergillus spp. / kropidlak Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Rozwija się w wilgotnych filtrach, izolacjach tłumikach, tacach chłodnic, w kurzu, w instalacjach (wyparne urządzenia chłodnicze, systemy chłodnicze, wężownice, wentylatory, filtry powietrza ), itp. Może rozwinąć się w płucach, oczach i uszach oraz wywołać wtórne infekcje w innych narządach. Infekcje mogą być śmiertelne dla osób z obniżeniem odporności. 29 4 Cladosporium spp. Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Rozwija się w wilgotnych filtrach , izolacjach, na powierzchniach (wyparne wężownice, metalicznych, urządzenia w kurzu, chłodnicze, wentylatory, filtry w instalacjach systemy chłodnicze, powietrza , metalowe powierzchnie central) itp. Powoduje podrażnienie dróg oddechowych, alergie, astmę oskrzelową. Jeden z czynników syndromu chorego budynku. 5 Cryptococcus neoformans Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Bywa odnajdywany w kurzu podłóg. Wywołuje podrażnienia dróg oddechowych. Zakażenie może wywołać zapalenie opon mózgowych. Niebezpieczny dla osób z osłabionym systemem odpornościowym. Jeden z czynników syndromu chorego budynku 6 Exophiala Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Spotykany w nawilżaczach wodnych. Wywołuje infekcje u osób z obniżoną odpornością immunologiczną. 7 Fusarium Przenoszenie powietrzno-pyłowe, pokarmowe. Spotykany w nawilżaczach wodnych, filtrach, kurzu. Wywołuje infekcje u osób z obniżoną odpornością immunologiczną. Wytwarza toksyczne mikotoksyny. 8 Micropolyspora faeni Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Grzyb odnajdywany w klimatyzatorach. Może wywołać podrażnienia dróg oddechowych, alergie oraz chorobę płuc (fibrosis), która czasem może mieć nagły przebieg prowadzący do śmierci. 30 9 Mucor plumbeus Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Rozwija się w filtrach, wentylatorach, na elementach pokrytych kurzem, pyly w przewodach wentylacyjnych itp. Może zakazić płuca (Mucormycosis)-zygomikoza płuc, centralnego układu nerwowego, przewodu pokarmowego i innych narządów. Choroba może być śmiertelna dla osób z osłabionym systemem odpornościowym. 1 Penicillium spp / Pędzlak 0 Kolonizuje instalacje klimatyzacji-wentylacji, kanały, filtry, powierzchnie pomalowane, kurz, nawilżacze wodne, wentylatory. Powoduje podrażnienia dróg oddechowych, alergię, astmę oskrzelową. Wytwarza liczne mikotoksyny. 1 Phialophora Przenoszenie bezpośrednie, mniej powietrzno-pyłowe. Spotykane w nawilżaczach wodnych, kanałach, filtrach. 1 Może być przyczyną: grzybic skóry, cyst podskórnych, zapalenia wsierdzia, zapalenia mózgu, krwotoków, itd. 1 Phoma Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Spotykany w nawilżaczach wodnych, kanałach, filtrach. 2 Wywołuje infekcje u osób z obniżoną odpornością immunologiczną 1 Rhizopus spp. 3 Przenoszenie powietrzno-pyłowe, bezpośrednie. Odnajdywany w filtrach i wentylatorach, w kurzu. Powoduje zygomikozę ( mukormikozę ) płuc, centralnego układu nerwowego, przewodu pokarmowego i innych narządów, zwykle u osób z obniżoną odpornością oraz reakcje alergiczne układu oddechowego. 1 4 Rhodoturula Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Spotykany w nawilżaczach wodnych, na ścianach i podłogach. Wywołuje zakażenia oportunistyczne, infekcje u osób 31 osłabionych np. przez AIDS, leukemię, itd.. 1 5 Thermoactinom Przenoszenie powietrzno-pyłowe. Może skolonizować klimatyzatory. ycetes vulgaris Wywołuje podrażnienia dróg oddechowych, alergie i choroby płuc. Jeden z czynników syndromu chorego budynku. Tab.5. Grzyby chorobotwórcze przenoszone przez powietrze [3] Wirusy przenoszone przez powietrze Adenoviruses / Adenowirusy, Parvovirus B19, Coronaviruses / Koronawirusy, Picornoviridae-Rhinoviruses, Coxsackievirus, Poxvirus-Variola / Virus ospy prawdziwej, Filovirus-Ebola, RSV/Syntycjalny wirus oddechowy, Hantaviruses, Reoviruses, Orthomyxoviridae-influenza / Grypa, Paramyxovirus 2.3 SUBSTANCJE WYWOŁUJĄCE NEIPRZYJEMNE ZAPACHY Aby zapewnić odpowiedni komfort osobom przebywającym w klimatyzowanym pomieszczeniu, oprócz zapewnienia odpowiedniej temperatury, wilgotności oraz ruchu powietrza należy wziąć pod uwagę zapach, który może wydzielać się z instalacji. Spowodowany jest on poprzez występowanie grzybów pleśniowych lub szczepów bakteryjnych. Wymienione drobnoustroje są źródłem LZO (lotnych związków organicznych – czyli drobnych związków lotnych np. alkoholi aldehydów i innych).Grzyby ponadto posiadają drażniące dla węchu składniki błon . Drażniące zapachy mogą pogarszać samopoczucie oraz wywoływać objawy zdenerwowania. Źródłem nieprzyjemnych zapachów są nieprawidłowo konserwowane takie elementy instalacji gdzie panują najlepsze warunki do rozwoju drobnoustrojów. Takimi miejscami są np. tłumiki hałasu, filtry, urządzenia do nawilżania powietrza. Za źródło nieprzyjemnych zapachów może posłużyć również powietrze zewnętrzne zaczerpnięte przez instalację wentylacji i klimatyzacji. Źle zlokalizowana czerpnia może np. transportować zapachy spalin samochodowych do wewnątrz pomieszczeń. Sposobem który może zminimalizować wydzielanie się z instalacji nieprzyjemnych zapachów spowodowanych grzybami i pleśniami, jest zastosowanie 32 miedzi. Badania wykazały że miedź zapobiegała kiełkowaniu obecnych zarodników grzybów oraz zwiększała ich umieralność. Konsekwencją tego była mniejsza ilość grzybów w instalacji, a co za tym idzie zmniejszenie wydzielania nieprzyjemnych zapachów.[3][14] 2.4 GAZOWE ZANIECZYSZCZENIA PWOIETRZA W zamkniętych pomieszczeniach, w których wentylacja nie działa odpowiednio a w których przebywają ludzie, wzrasta stężenie szkodliwych substancji dla zdrowia człowieka. Jednym z tych substancji jest dwutlenek węgla CO2. Szacuje się że zawartość dwutlenku węgla w powietrzu zewnętrznym wynosi około 300 – 350 ppm, a nawet do 400 ppm, dla obszarów uprzemysłowionych. Człowiek wydziela od 10 do 12 litrów CO2 w czasie odpoczynku. W czasie wzmożonej pracy fizycznej wartość ta może wzrosnąć aż 6 krotnie. Zatem aby w pomieszczeniach panowały odpowiednie warunki, tzn. była dostarczona odpowiednia ilość świeżego powietrza, należy doprowadzić ok. 40 m3/h na osobę dorosłą (nie obciążoną dużym wysiłkiem fizycznym). Brak odpowiedniej wymiany powietrza może powodować zaburzenia zdrowotne. Według Pettenkofera (wskaźnik Pettenkofera) zawartość CO2 w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie nie powinna przekraczać 100 ppm. Wzrost poziomu CO2 powyżej 1000 ppm powoduje u osób zdrowych znużenie, obniżenie koncentracji oraz poczucie duszności. Przy wartościach osiągających 5000 ppm może dochodzić do omdleń i zaburzeń świadomości. Osoby o obniżonej odporności, osłabione obniżają granicę i już przy zakresie 1200 – 2000 ppm mogą omdlewać. W budynkach, w których brak jest odpowiedniej wentylacji, wzrasta także stężenie radonu. Radon może przedostawać się do płuc, a także do tchawicy i oskrzeli w postaci jednoatomowej cząsteczki radioaktywnej lub związanej z aerozolami powietrznymi. Działanie promieniotwórcze tego pierwiastka może powodować poważne choroby a także powstanie nowotworu. Radon wydobywa się ze ścian, podłoża, konstrukcji budowlanych oraz przenika do pomieszczeń z instalacji gazowych lub wodociągowych. Wentylacja mechaniczna skutecznie obniża stężenie radonu oraz jego pochodnych.[3][14] 33 2.5 LEGIONELOZA ORAZ INNE CHOROBY Fot.9. [32] 2.5.1 BAKTERIA LEGIONELLA Występowanie bakterii Legionella w instalacjach wentylacji i klimatyzacji Bakterie Legionella przedostają się z wód powierzchniowych i gleby poprzez stacje uzdatniania wody do instalacji zimnej i ciepłej wody w budynkach a stamtąd do instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Ponadto mogą one przedostawać się do instalacji wraz z powietrzem zewnętrznym, zawarte w glebie, kurzu lub mikroorganizmach. Również zanieczyszczenia przedostające się do instalacji podczas remontów lub montażu mogą być przyczyną przenoszenia bakterii do instalacji. Znaczny przyrost liczby bakterii Legionella następuje w miejscach zastoin wody, gromadzenia się wilgoci, powstawania osadów, obrostów biologicznych, biofilmach oraz rdzy. Bakterie Legionella mogą występować na powierzchniach wykonanych ze stopów żelaza, miedzi oraz tworzyw sztucznych. Jeśli napotkają korzystne warunki 34 temperaturowe, następuje ich gwałtowne namnażanie i wtedy porywane wraz z cząsteczkami wody przez strumień powietrza przedostają się do pomieszczeń obsługiwanych przez instalacje wentylacji czy klimatyzacji, gdzie stanowią już poważne zagrożenie dla użytkowników tych pomieszczeń. Zachorowania następują wtedy, gdy bakterie te dostaną się do płuc.[11][3] W systemach klimatyzacji sprzyjające warunki do namnażania bakterii rodzaju Legionella (występowanie osadów i obrostów biologicznych, woda, wilgoć, odpowiednia temperatura) występują głównie w następujących urządzeniach: - wieże chłodnicze, - skraplacze wyparne, - komory zraszania, - chłodnice z bezpośrednim odparowaniem wody, - nawilżacze parowe, - wytwornice mgły, co nie ogranicza możliwości ich występowania w takich urządzeniach jak filtry powietrza, tłumiki akustyczne a także przewody wentylacyjne.[11] Przyczyny i konsekwencje infekcji Do zakażenia bakterią Legionella dochodzi poprzez wdychanie bioaerozolu powietrzno-wodnego lub powietrzno-pyłowego skażonego tą bakterią. Najbardziej narażone na infekcje są osoby o obniżonej odporności np. pacjenci szpitali. Legionella jest przyczyną choroby zakaźnej zwanej Legionellozą oraz innych odmian. Symptomami tej choroby mogą być: suchy kaszel, gorączka, zapalenie płuc, bóle mięśni, powiększenie wątroby i śledziony, biegunka i zaburzenia świadomości. Osoby narażone na ekspozycje bioaerozolu skazonego Legionellą prawdopodobnie w 95% przechodzą tzw. Gorączkę Pontiac, a 2 – 5 % zapada na Legionellozę. Objawy Legionellozy często mylone są z grypą lub zapaleniem płuc. Dlatego też rozpoznawalność Legionellozy jest bardzo niska. Rozpoznanie tej choroby wymaga badań laboratoryjnych oraz w razie potrzeby stosowania odpowiednich antybiotyków, rózniących się działaniem od tych stosowanych w przypadku zapalenia płuc.[11][3] 35 Legionella pneumophila – warunki rozwoju Bakterie Legionella pneumophila najlepiej rozwijają się w ciepłych ciekach oraz wodnych zbiornikach. W warunkach naturalnych spotyka się je w wodzie, gdzie występują raczej w niewielkich ilościach, oraz w ściekach, wilgotnych glebach. Szybkie namnażanie tych bakterii zachodzi gdy zostaną one przeniesione do wilgotnego lub wodnego środowiska w którym panuje podwyższona temperatura. Przykładem takiego środowiska może być instalacja wentylacji – klimatyzacji. Na namnażanie się bakterii, oraz zarazem na ich przeżycie i reprodukcję wpływa wiele czynników. Najbardziej sprzyjającymi warunkami do namnażania się, bakterie posiadają w środowisku gdzie woda jest w stanie zastoju lub tworzą się osady lub tzw. biofilmy (stanowiące aglomeraty bakterii, grzybów i innych mikroorganizmów oraz materii nieorganicznej).Temperatura sprzyjająca szybkiemu namnażaniu się wynosi 35 – 46 °C. Warunki do przetrwania w odniesieniu do temperatury i ph, wynoszą odpowiednio 20 – 50 °C (w 70°C obumierają), 5,5 – 9,2 pH (zakres tolerowany, optymalny wynosi 6,8 – 7,0 ).W wodzie wodociągowej w temperaturze 5 – 24°C przeżywają prawie rok.[11] Metody zwalczania bakterii Legionella w instalacjach wentylacji i klimatyzacji Podstawowym i najważniejszym czynnikiem zapobiegającym ryzyku wystąpienia legionelozy, związanej z instalacjami wentylacji i klimatyzacji, jest utrzymywanie instalacji we właściwym stanie higienicznym, zapewniającym bezpieczeństwo zdrowia ludzi oraz w stanie technicznym, zapewniającym sprawność i niezawodność działania. Aby osiągnąć spełnienie tych wymagań konieczne jest: - monitorowanie zagrożeń związanych z występowaniem tej bakterii, przeprowadzanie okresowych kontroli stanu technicznego i czystości instalacji , okresowe badania mikrobiologiczne próbek wody, - naprawa, konserwacja lub wymiana uszkodzonych elementów instalacji, - okresowe czyszczenie instalacji środkami mechanicznymi, - właściwa eksploatacja ograniczająca namnażanie się bakterii, która powinna uwzględniać utrzymywanie względnej wilgotności powietrza na poziomie mniejszym od 70% lub od 50% w przypadku występowania powierzchni na których istnieje możliwość skraplania wody oraz stabilną pracę układów regulacji wilgotności - przeciwdziałanie powstawaniu zastoin wodnych, osadów i biofilmu. 36 - w przypadku nawilżaczy wodnych konieczne jest stosowanie biocydów. - uzdatnianie wody używanej do urządzeń instalacji, ograniczające powstawanie kamienia, osadów, korozji lub zanieczyszczeń mikrobiologicznych - dezynfekcja instalacji środkami chemicznymi (np. chlorowanie ClO2 lub chlorowanie monochloroaminy ), -dezynfekcja termiczna 70°C -dezynfekcja promieniami UV Do uzdatniania i dezynfekcji wody w instalacjach klimatyzacji – wentylacji używa się biocydy zawierające takie związki jak np.: brom, jod, karbaminiany, izotiazol, aldehyd glutarowy itd. Do dezynfekcji instalacji wentylacji i klimatyzacji stosuje się preparaty zwane biocydami takie jak: czwartorzędowe związki amoniowe, alkohole (etanol, propanol, izopropanol), halogeny, podchloryny (podchloryn sodowy NaOCl), związki nadtlenowe, związki fenolowe, aldehydy, jodofory, chloroamina T. Stosowane środki chemiczne do dezynfekcji powinny posiadać atest i być dopuszczone do użytkowania przez służby higieniczne (PZH).[11] Bakteria Legionella a aktualny stan prawny zapobiegający rozwojowi Wykaz norm i przepisów dotyczących stanu higienicznego instalacji wentylacji i klimatyzacji: - PN-83/B-03430/Az3: 2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej - Wymagania. - PN-73/B-03410 Wentylacja mechaniczna w budownictwie -Wymagania. - PN-78/B-1 0440 Wentylacja mechaniczna - Urządzenia wentylacyjne Wymagania i badania przy odbiorze. - PN-B-76001: l 996 Wentylacja - Przewody wentylacyjne - Szczelność Wymagania i badania. - PN EN 779: 1999 Przeciwpyłowe filtry powietrza dla wentylacji ogólnej Wymagania i badania - Oznaczanie. - Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane. Dz. U. Nr 89 póz. 414 z późniejszymi zmianami. - Ustawa z dnia 6 września 2001 r. o chorobach zakaźnych i zakażeniach. Dz. U. Nr l 26 póz. 1384. 37 - Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz. U. Nr 75, póz. 690. - Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia l7 czerwca l998 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Dz. U. Nr 79, póz. 513. - Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 2 stycznia 2001 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. Dz. U. Nr 4, póz. 36. - Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 1ó sierpnia 1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych. Dz. U. Nr 74 póz. 1126. - Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 4 września 2000 r. w sprawie warunków, jakim powinna odpowiadać woda do picia i na potrzeby gospodarcze, woda w kąpieliskach, oraz zasad sprawowania kontroli jakości wody przez organy Inspekcji Sanitarnej. Dz. U. Nr 82, póz. 937.[11] Występujące obecnie normy prawne i przepisy dotyczące użytkowania i projektowania instalacji wentylacji i klimatyzacji nie uwzględniają zapobiegania i rozwojowi bakterii Legionella. Zawierają jedynie ogólne wymagania odniesione do stanu higieny i zdrowia. Jedynie ustawa o chorobach zakaźnych i zakażeniach z dnia 6 września 2001r. wspomina o obowiązku zapobiegania rozwojowi bakterii Legionella Pneumophila. 2.5.2 GORĄCZKA PONTIAC Gorączka Pontiac jest łagodniejszą postacią legionelozy. Gorączke Pontiac mogą wywóływać pałeczki różnych gatunków Legionella. Goraczka pontiac na podstawie artykułu „goraczka pontiac” Gorączka Pontiac jest to łagodna postać legionelozy, choroby wywoływanej przez pałeczki z rodzaju Legionella. Jest pozapłucną postacią Legionelozy. 38 Najczęściej występujące objawy gorączki Pontiac to: ból głowy, gorączka, dreszcze, bóle mięśniowe i stawowe, krótki oddech i uczucie zmęczenia. Może wystąpić ból gardła. Niekiedy występują mdłości, biegunka, wymioty. Okres wylęgania wynosi przeciętnie od 30 do 90 godzin. Zapadalność osób narażonych na zakażenie jest stosunkowo wysoka ok. 80-95%. Choroba ma na ogół przebieg samoograniczający się, trwa od 2 do 5 dni. Zakażenie szerzy się przez aerozol wodno-powietrzny zawierający pałeczki Legionella. Wykrycie zachorowania na gorączkę Pontiac nie powinno być bagatelizowane, ponieważ jest ono wskaźnikiem zakażenia środowiska przez pałeczki Legionella.[12] W tabeli przedstawiono podstawowe różnice między dwiema postaciami legionelozy: gorączką Pontiac i legionelozowym zapaleniem płuc. Tab.6. Podstawowe różnice między gorączką Pontiac a chorobą legionistów [12] 2.5.3 SYNDROM CHOREGO BUDYNKU Kolejną ważną chorobą która może być spowodowana poprzez przebywanie w pomieszczeniach budynków to Syndrom Chorych Budynków SBS. 39 Syndrom chorych budynków SBS to jednostka chorobowa wpisana na listę chorób przez Światową Organizację Zdrowia pod koniec lat 80-tych ubiegłego wieku. Jest to właściwie szereg różnych dolegliwości , których wspólną przyczyną jest przebywanie w określonym budynku w którym działa instalacja wentylacji i klimatyzacji. Schorzenia te określono jako BRI (Building Related Illnes) czyli „Zespół Chorób Związanych Z Budynkiem”. BRI dzielimy na dwie grupy: -wieloczynnościowa nadwrażliwość chemiczna, spowodowana materiałami użytymi do budowy i wykończenia budynku - neurotoksyczne spowodowane źle działającą wentylacją i klimatyzacją. Objawy tej choroby to przede wszystkim : zawroty i bóle głowy, depresje, nudności, zaburzenia koncentracji, zaburzenia pamięci, bóle mięsni, zmniejszona wydolność wysiłkowa, podrażnienie i wysychanie błon śluzowych, dolegliwości typowo alergiczne(astma oskrzelowa), napady kaszlu i duszności, objawy skórne( przesuszenie, zaczerwienienie, złuszczanie naskórka na twarzy).[13] Najczęściej występujące zespoły chorób związane z budynkiem które spowodowane zostały poprzez brudne systemy klimatyzacyjne to: - Chroniczne zapalenia górnych i dolnych dróg oddechowych -zakażenia grzybami i pleśnią - wirusy - astma oskrzelowa - tularemia - grypa - gorączka nawilżaczowi 3 INSTALACJA KLIMATYZACJI – WENTYLACJI 3.1 HISTORIA ROZWOJU KLIMATYZACJI Pierwszymi urządzeniami klimatyzacyjnymi, a raczej wentylacyjnymi były piece wykonane z kamienia który służyły do ogrzewania powietrza. Urządzenia te działały w sposób samoczynny, gdyż powietrze podgrzane o mniejszej gęstości unosiło się do góry a na jego miejsce od dołu dopływało chłodniejsze , świeże powietrze. Na przestrzeni lat udoskonalano te urządzenia i dzisiaj nazywamy je kaloryferami. 40 Pod koniec XIX wieku postęp w rozwoju techniki wentylacyjnej i klimatyzacyjnej wyraźnie się zaznaczył. Rozpoczęto badania na temat wymiany oraz oczyszczania powietrza. Pojawiły się pierwsze filtry tkaninowe. Zaczęto stosować również wentylatorki elektryczne przyspieszające procesy wymiany mas powietrza. W roku 1890 wprowadzono nawilżacze powietrza. Były to ogrzewane, wypełnione wodą wanny ulokowane w pomieszczeniach. W USA na początku XX wieku skonstruowano po raz pierwszy zespoły klimatyzacyjne wyposażone w nagrzewnice oraz nawilżacze. Po 1920 roku wprowadzono centralne systemy klimatyzacyjne których zadaniem było zapewnienie komfortu (w takich miejscach jak np. teatry, kina, sale konferencyjne, biurowce) oraz systemy klimatyzacji przemysłowej. Dopiero po paru latach, po raz pierwszy zaczęto stosować do chłodzenia i osuszania powietrza chłodziarki amoniakalne lub z dwutlenkiem węgla. Zatem rok 1930 określa się za datę w których wprowadzono klimatyzatory jako urządzenia składające się z chłodziarki, nagrzewnicy, wentylatora, filtra itd. Umieszczone w jednej obudowie. Później wynaleziono czynniki chłodnicze jak np. freony oraz sprężarki które umożliwiały stosowanie klimatyzacji w postaci podokiennych agregatów chłodzących powietrze. Od roku 1945 rozwój techniki klimatyzacyjnej stanowczo wzrósł. Powstało wiele nowych systemów takich jak np. (wysokociśnieniowe urządzenia klimatyzacyjne, dwuprzewodowe urządzenia klimatyzacyjne z przewodami zimnego i ciepłego powietrza, urządzenia klimatyzacyjne z zespołami indukcyjnymi, urządzenia wentylacyjne i klimatyzacyjne różnych typów i rozmiarów, ulepszone konstrukcje elementów wyposażenia) W początkowym okresie rozwoju klimatyzacji urządzenia chłodnicze należały do rzadkości i występowały tylko tam gdzie ich obecność była konieczna (np. pomieszczenia w których panowała bardzo wysoka temperatura).Obecnie technika klimatyzacyjna jest odrębną dziedziną techniczną.[2] 3.2. DEFINICJA KLIMATYZACJI Klimatyzacja jako definicja podana przez American Society of Heating Ventilating Engineers, jest to proces który nadaje powietrzu w danym pomieszczeniu, określone warunki oraz parametry poprawiające samopoczucie oraz warunki higieniczne, co powoduje np. lepszą wydajność pracy oraz zmniejszenie absencji 41 chorobowej (klimatyzacja komfortu) lub warunki i parametry wymagane na rzecz technologii produkcji, do celów przemysłowych(klimatyzacja przemysłowa). Klimatyzacja w przeciwieństwie do wentylacji umożliwia utrzymywanie przez cały rok, temperatury i wilgotności. Ponadto klimatyzacja zajmuje się dostosowywaniem powietrza wewnętrznego do wymagań użytkowników pomieszczeń i działa na bazie sprawnego systemu wentylacyjnego, co powoduje że nie może być zastąpiona przez wentylacje, która zapewnie stałą wymianę powietrza wewnętrznego z zewnętrznym. Klimatyzacja zmienia właściwości powietrza, gdzie wentylacja tylko to powietrze miesza. Ogólny rozwój gospodarczy i przemysłowy któremu towarzyszy dążenie do poprawy jakości życia, warunków pracy i wypoczynku, jest główną przyczyną rozwoju i coraz to większego zapotrzebowania na urządzenia klimatyzacyjne. Klimatyzacja powoli staję się koniecznością a nie tylko luksusem. Dobrym przykładem jest postęp architektoniczny i budowniczy. Wysokie budynki o dużej powierzchni oszklonej, nie będą mogły się obejść bez klimatyzacji. Celem wentylacji i klimatyzacji jest zatem utrzymywanie temperatury, wilgotności, czystości i ruchu powietrza w określonych wytyczonych granicach dostosowanych do potrzeb organizmu człowieka lub procesów przemysłowych, technologicznych.[2][16][17] 3.3. DZIEDZINY ZASTOSOWAŃ URZĄDZEŃ KLIMATYZACYJNYCH Urządzenia klimatyzacyjne są stosowane głównie w dwu grupach: -klimatyzacji komfortu -klimatyzacji technologicznej Komfort cieplny w jakim człowiek najlepiej się czuje i który jest najbardziej optymalny wyznacza odpowiednie wartości parametrów klimatyzacyjnych. Zatem temperatura powinna wynosić 20 – 25°C, wilgotność względna powietrza φ= 35 – 65 % oraz prędkość powietrza około 20 m·s-1. Natomiast w przypadku klimatyzacji technologicznej, nie ma określonych wartości parametrów. Są one zależne od danego procesu technologicznego w zakładzie przemysłowym. [2][17] 42 3.4 ZASADA DZIAŁANIA Powietrze zewnętrzne mieszane jest z powietrzem wywiewanym z pomieszczenia w komorze mieszania, następnie mieszanina oczyszczana jest w filtrze przeciwpyłowym. Następnie powietrze poddane jest następującym procesom: -podgrzewaniu w nagrzewnicy wstępnej zasilanej parą lub ciepłą wodą, -ochładzaniu lub osuszaniu w chłodnicy, -nawilżaniu parą wodną lub wodą rozpyloną w dyszach w nawilżaczu, -podgrzewaniu w nagrzewnicy wtórnej, zasilanej parą lub ciepłą wodą. Przygotowane w ten sposób powietrze wentylator nawiewny tłoczy do pomieszczenia za pomocą przewodu nawiewnego. Nadciśnienie powietrza w pomieszczeniu powoduje, że część odpływa na zewnątrz, a pozostała, zwana powietrzem obiegowym, dopływa do centrali klimatyzacyjnej, gdzie cały cykl rozpoczyna się od nowa. Czynnikiem grzejnym jest woda dopływająca z kotła, a chłodzącym zimna woda, ochładzana przez agregat chłodniczy. Praca elementów składowych tego urządzenia 20 sterowana jest za pomocą regulatorów temperatury i wilgotności powietrza, których czujniki znajdują się w pomieszczeniu. W urządzeniach klimatyzacyjnych stosuje się pneumatyczne i elektryczne układy regulacji: w pierwszym z nich energię pomocniczą dla układu regulującego dostarcza sprężone powietrze ( o ciśnieniu 1013 hPa), w drugim zaś prąd elektryczny. Zasada działania klimatyzacji sprowadza się do jednego wniosku. Klimatyzacja pobiera energię w jednym miejscu i oddaje ją w innym. Systemy klimatyzacji składają się z jednostki wewnętrznej i zewnętrznej oraz systemu rur do połączenia obu urządzeń. Poprzez rury z jednej jednostki do drugiej przepływa czynnik chłodniczy. Aby klimatyzacja działała prawidłowo cały ten układ musi być zamknięty i szczelny. [18][19][2] 3.5 WYBRANE KLIMATYZATORY Klimatyzatory – urządzenia chłodzące oraz chłodzące z funkcja grzania, służące do obniżania (lub podwyższania) temperatury w pomieszczeniu, mogą też regulować wilgotność powietrza (klimatyzatory o tzw. pełnej klimatyzacji). W skład klimatyzatora wchodzą: parownik, sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny, zespół filtrów powietrza, wentylator powietrza nawiewanego do pomieszczenia i wentylator chłodzący skraplacz. 43 W klimatyzatorach chłodzących z funkcją grzania dodatkowo umieszczona jest elektryczna nagrzewnica powietrza lub zawór rewersyjny (układ pracuje jako pompa ciepła), klimatyzatory o pełnej klimatyzacji wyposażone są dodatkowo w nawilżacz parowy. Klimatyzatory występują w dwóch wariantach: Split i kompakt Klimatyzatory typu okiennego są urządzeniami typu kompaktowego (monoblokowego), czyli wszystkie elementy znajdują się w jednej obudowie. Montaż ich sprowadza się do osadzenia klimatyzatora w otworze okiennym lub w przegrodzie. Klimatyzatory typu Split składają się z dwóch jednostek: – wewnętrznej – parownika, który może być montowany nad podłogą, wysoko na ścianie, poziomo pod stropem lub w formie kasetonu w suficie podwieszonym pomieszczenia. Powietrze odpływające z klimatyzatora jest kierowane do pomieszczenia przez kratkę nawiewną. Urządzenie podłączone jest do zasilania za pomocą przewodu elektrycznego z uziemieniem. Parownik jest połączony z jednostką zewnętrzną za pomocą przewodów chłodniczych i połączony z instalacją elektryczną za pomocy kabli z uziemieniem. – zewnętrznej – skraplacza – chłodzonego powietrzem umiejscowionego na zewnątrz. Część zewnętrzna jest wyposażona w sprężarkę, wymiennik ciepła, wentylatory i zabezpieczenie elektryczne. klimatyzatory typu split, które składają się z dwóch jednostek (część wewnętrzna czyli parownik wraz z zewnętrzną jako sprężarka połączone są ze sobą systemem hydraulicznym lub układem elektrolitycznym). System hydrauliczny są to miedziane rurki które odpowiedzialne są za transport czynnika chłodzącego (freonu) i jego skroplin. Klimatyzatory przenośne nie wymagają specjalistycznego montażu, gdyż umieszczone w podstawie kółka umożliwiają ich przemieszczanie. Przewód odprowadzający gorące powietrze można umieścić w uchylonym oknie lub otwartych drzwiach. Klimatyzator typu kompakt klimatyzatory typu kompakt, zwane również monoblokowymi. Są to urządzenia w których cały układ zamknięty (skraplacz i parownik) jest w jednej obudowie i pracuje w zmieniającym się cyklu pracy. Jednostki 44 tego typu cieszą się powodzeniem na rynku ze względu na swój rozmiar. Na systemie kompakt zbudowane są klimatyzatory przenośne (mobilne – możliwość swobodnej lokalizacji w pomieszczeniu) oraz okienne(montowane w otworach okiennych i murach). Klimatyzator typu Multi – split które są skonstruowane bardzo podobnie jak klimatyzatory split. Różnicą jest fakt , iż możliwe jest podłączenie do sprężarki wielu jednostek wewnętrznych. Dla klimatyzatorów typu split oraz Multi-split istnieje podział ze względu na rozwiązania montażowe. Wyróżniamy zatem klimatyzatory: ścienne, ścienno przysufitowe, przypodłogowe, kanałowe oraz kasetonowe.[2][20] 3.6 BUDOWA INSTALACJI WENTYLACJI I KLIMATYZACJI Rys. Uproszczony schemat instalacji wentylacji – klimatyzacji pomieszczenia [3] 1 – czerpnia powietrza, 2 – przepustnica powietrza, 3 – wstępny filtr powietrza, 4 – instalacja odzysku ciepła, 5 – nagrzewnica wstępna powietrza, 6 – chłodnica powietrza, 7 – nagrzewnica wtórna powietrza, 8 – blok nawilżania powietrza, 9 – wentylator nawiewu o regulowanej wydajności, 10 – filtr dokładny powietrza, 11 – 45 zespół nawiewników powietrza wyposażonych w filtry absolutne, 12 – zespół kratek wyciągowych, 13 – filtr wyciągu, 14 – wentylator wyciągu o regulowanej wydajności, 15 – przepustnica powietrza, 16 – wyrzutnia powietrza Powietrze czyste otrzymuje się poprzez wielostopniową filtrację zewnętrznego powietrza, które za pomocą wentylatorów, wtłaczane jest do pomieszczeń. Poza filtracją powietrza, systemy wentylacji – klimatyzacji pełnią szereg dodatkowych funkcji takich jak: - pozbywanie się nieświeżego, zanieczyszczonego powietrza z pomieszczeń - podgrzewanie lub chłodzenie powietrza - osuszanie lub nawilżanie powietrza - odzysk ciepła z powietrza zużytego Procesy jakie zachodzą podczas pracy instalacji klimatyzacji – wentylacji decydują o jej wpływie na czystość mikrobiologiczną powietrza panującego w danym pomieszczeniu. Tymi procesami są - pobór zanieczyszczonego powietrza zewnętrznego - emisja własna przez mikroorganizmy w instalacji - oczyszczanie przepływającego przez instalację powietrza z pyłowych, mikrobiologicznych środowiskowych zanieczyszczeń i doprowadzenie go do wentylowanych pomieszczeń - usuwanie zanieczyszczeń powietrza powstałych na skutek emisji wewnętrznej. [3] 3.6.1 CZERPNIE POWIETRZA I KANAŁY DOPROWADZAJĄCE DO INSTALACJI Instalacja wentylacji i klimatyzacji, wolno stojące czerpnie powietrza. TEATR WIELKI w Łodzi 46 Wieżowe Czerpnie powietrza GWC firmy KlimatSystem W sposób znaczący, na stan higieniczny instalacji klimatyzacji – wentylacji wpływa jakość powietrza zewnętrznego. Prawidłowe umiejscowienie czerpni powietrza pozwala ograniczyć pobór lokalnych zanieczyszczeń występujących w powietrzu zewnętrznym. Zatem czerpnie powinny być zlokalizowane z dala od lokalnych źródeł zanieczyszczeń np. dróg, śmietników, kotłowni itp. Ponadto nie powinny być usytuowane w miejscach silnie nasłonecznionych, ponieważ mocno rozgrzane powietrze utrudnia jego obróbkę i podnosi koszty eksploatacji. Czerpnia jako początkowy element instalacji wentylacji i klimatyzacji nie posiada filtra. Powoduje to dodatkowe gromadzenie się takich zanieczyszczeń jak np.: owady lub liście itp.. Czyszczenie czerpni i ewentualne ich odwodnienie, powstałe na skutek zawilgocenia kanałów, powinno się przeprowadzać co najmniej raz w roku. Najczęściej stosowanym rozwiązaniem poboru powietrza są czerpnie przygruntowe (terenowe). Występują również czerpnie ścienne, oraz dachowe.[15][3] 3.6.2 CENTRALE KLIMATYZACYJNE 47 Centrala wentylacyjno – klimatyzacyjna Kaliope Dospel Centrala firmy VTS model N-Type Główną częścią każdego urządzenia klimatyzacyjnego jest centrala klimatyzacyjna, w której zachodzi proces uzdatniania powietrza. Centrale klimatyzacyjne – urządzenia służące do obróbki powietrza (zmiany temperatury, wilgotności, oczyszczania ) w celu dostosowania parametrów do wymagań w pomieszczeniu. Zespoły nawiewne składają się zazwyczaj z następujących elementów (sekcji): wstępnego filtra powietrza, komory z odzyskiem ciepła lub recyrkulacji, nagrzewnicy wstępnej, chłodnicy, wentylatora, nawilżacza parowego, nagrzewnicy wtórnej, filtra dokładano, tłumika. W zespole wywiewnym mogą znajdować się: filtr wstępny, wentylator, filtr dokładny, komora z odzyskiem ciepła lub recyrkulacyjna.[3] Urządzenia oferowane są w wariantach wykonania: - Wewnętrzne – przeznaczone są do lokalizacji w zamkniętych pomieszczeniach - Zewnętrzne –przeznaczone do montażu na zewnątrz budynku (np. na dachu). 48 Posiadają obudowę ochronną, chroniącą przed wpływem warunków atmosferycznych - W wykonaniu specjalnym: higieniczne – przeznaczone do obiektów o podwyższonych wymaganiach higienicznych (szpitale, laboratoria itp.), wszystkie elementy centrali SA odpowiednio uszczelnione w celu zapewnienia możliwości stałej kontroli ich czystości o dezynfekcji - Centrale klimatyzacyjne podwieszane - ich charakterystyczną cechą jest miejsce montażu czyli – stropy podwieszane Najczęściej spotkane są dwa rodzaje budowy central: - Sekcyjne – centrala zbudowana jest z poszczególnych elementów, zestawionych w oddzielnych blokach - Monoblokowe (kompaktowe) – urządzenia zamontowane są w jednej wspólnej obudowie. Poniższy rysunek przedstawia schemat budowy centralnego urządzenia klimatyzacyjnego: Rys. Schemat budowy centralnego urządzenia klimatyzacyjnego 1-nagrzewnica wstępna; 2-chłodnica; 3-filtr; 4-komora zraszania; 5-nagrzewnica wtórna; 6-wentylator nawiewny; 7-wodny kocioł 49 grzewczy; 8-komora mieszania; 9-agregat do chłodzenia wody; pompa; T- termostat; H- higrostat; [2] 3.6.3. PRZEPUSTNICE POWIETRZA Przepustnice jednopłaszczyznowe firmy MotorWent Przepustnice prostokątne wielopłaszczyznowe przeciwbieżne Zadaniem przepustnic jest wyrównywanie ciśnienia w poszczególnych odgałęzieniach kanałów, tak aby z każdego nawiewnika wypływał zakładany strumień powietrza oraz żeby z danych pomieszczeń była wyciągana żądana ilość powietrza. Podczas eksploatacji, przepustnice powietrza pokrywane są zanieczyszczeniami. Najbardziej podatne na zanieczyszczenia są przepustnice zainstalowane w układach 50 nawiewnych, ze względu na bezpośredni kontakt z powietrzem zewnętrznym, nie poddanym żadnej filtracji. Zanieczyszczenia takie jak pył, drobiny piasku i innych materiałów osiadają na ruchomych elementach powodują szybsze ich zużywanie się oraz utrudniają ich ruch. Mogą doprowadzić również do całkowitego zamknięcia się przepustnicy, poprzez nadmierne nagromadzenie się tych zanieczyszczeń. Taka awaria, w przypadku zimy, kiedy temperatury powietrza spadają poniżej zera stopni Celsjusza, może doprowadzić do zamarznięcia wymienników ciepła. Konsekwencjami takiej awarii najprawdopodobniej będzie zalanie instalacji gorącą wodą, i zawilgocenie wszystkich jej elementów, które ostatecznie przyczynią Siudo wystąpienia korozji oraz grzybów w instalacji. Instalacje wentylacji – klimatyzacji pomieszczeń czystych powinny być szczelnie zamykane przez przepustnice po ich wyłączeniu. Dotyczy się to przepustnicy zamontowanych w części nawiewnej jak i wyciągowej instalacji. Zanieczyszczenia występujące w pomieszczeniu natomiast osiadają na przepustnicach wyciągowych, powodując utrudnienia w przepływie powietrza pracy centrali klimatyzacyjnych . Zanieczyszczenia przepustnic stanowią pożywkę dla mikroorganizmów w tym chorobotwórczych Przepustnice należy czyścić jeden raz w roku lub częściej w przypadku silnie zanieczyszczonego powietrza. W okresie zimowym trzeba pamiętać o sprawdzeniu działania silników napędzających przepustnice.[15][3] 3.6.4 WYMIENNIKI CIEPŁA Wymienniki ciepła pełnią podwójną rolę w instalacji wentylacji i klimatyzacji. Latem powodują że dostarcza powietrze jest schłodzone , natomiast zimą powietrze jest podgrzane. 51 Wymienniki ciepła w bezpośrednim kontakcie z zanieczyszczonym powietrzem, niedostatecznie przefiltrowanym ulegają zanieczyszczeniu, które prowadzi do zmniejszenia wymiany ciepła oraz zwiększenia oporów przepływu powietrza. Zanieczyszczone lamelki wymienników stają się siedliskiem mikroorganizmów. Dodatkowe wykraplanie wody z ochładzanego powietrza, tworzy idealne środowisko przyspieszające ich rozwój. Wykraplana wilgoć ścieka na tace ociekowe, które powinny być okresowo czyszczone Lekko zabrudzone wymienniki czyści się odkurzaczami przemysłowymi. W przypadku silnie zanieczyszczonych konieczne jest zastosowanie silnie sprężonego powietrza. Jeżeli występuje możliwość wymontowania wymiennika, czyszczenie polega na przepłukaniu silnym strumieniem wody zawierającej detergenty i środki dezynfekujące. Przeglądy i konserwacje wymienników ciepła należy przeprowadzać raz w roku.[3][15] 3.6.5. NAWILŻACZE POWIETRZA Nawilżacze powietrza firmy Heatec Nawilżacze powietrza są to urządzenia służące do zwiększania wilgotności powietrza w pomieszczeniach. Szczególnie przydają się w okresie zimowym w którym wilgotność jest niska. Najbardziej powszechnymi, oraz najczęściej stosowanymi są nawilżacze parowe. Ze względu na wysoką temperaturę pary która zapobiega rozwojowi mikroorganizmów, 52 dobrze sprawdzają się w szpitalach oraz miejscach gdzie panują wysokie standardy higieniczne. Do zawilgocenia instalacji wentylacji i klimatyzacji, nawilżacz parowy może przyczynić się poprzez usterki takie jak np.: - niesprawność odwadniacza (zanieczyszczenie odwadniacza powoduje tamowanie odpływu skroplin) - niestabilne działanie układu regulacji wilgotności Źle działający układ nawilżania bardzo szybko prowadzi do licznych zawilgoceń elementów instalacji, a nawet całej instalacji. Nie wykryte awarie prowadzą do skażeń mikrobiologicznych instalacji co jest bardzo niebezpieczne dla zdrowia ludzi. Na niezawodność pracy nawilżaczy parowych wpływa ciśnienie pary oraz jej czystość. Ciśnienie nie może być zbyt wysokie, gdyż zbyt wysokie ciśnienie może rozerwać elementy instalacji parowej o mniejsze wytrzymałości (np. lance nawilżające). Zanieczyszczona para natomiast powoduje blokowane zaworu odprowadzającego kondensat w odwadniaczu oraz wytrącanie się osadów w instalacji klimatyzacji – wentylacji.[15][3] 3.6.6. TŁUMIKI HAŁASU, IZOLACJE AKUSTYCZNE Tłumiki jak mówi sama nazwa, powodują zmniejszenie hałasu pracy instalacji wentylacji i klimatyzacji. Wszystko odbywa się za sprawą materiału użytego wewnątrz tłumików, który tłumi fale akustyczne, zmniejszając ich natężenie. Niestety materiał ten jest również przyczyną zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Przepływające powietrze przenosi zawarte w nim zanieczyszczenia w głąb materiału. Dodatkowo, porowata 53 struktura materiałów tłumiących sprzyja przenikaniu wilgoci. Taka sytuacja prowadzi do stworzenia idealnych warunków do rozwoju mikroorganizmów. Zatem materiał tłumiący powinien być pokryty powłoką redukującą ilość przenikających w głąb zanieczyszczeń powietrza oraz uniemożliwiającą okresowe oczyszczanie powierzchni tłumiących. Tłumików hałasu nie należy montować za filtrami absolutnymi, ze względu na możliwość skażenia instalacji wentylacji i klimatyzacji. Rozwój grzybów w tłumikach hałasu można ograniczyć poprzez zastosowanie inhibitorów wzrostu grzybów.[15][3] 3.6.7. FILTRY POWIETRZA Filtry płaskie Filtry kieszeniowe Filtry kasetowe Filtry absolutne Filtry HEPA Filtry ULPA 54 Filtry są nieodzownym elementem instalacji wentylacji i klimatyzacji. Zadaniem Filtrów jest zatrzymywanie emisji do pomieszczeń, z powietrzem nawiewanym takich zanieczyszczeń jak pyły, cząstki stałe lub mikroorganizmy. Filtry powietrza są sklasyfikowane ze względu na ich skuteczność filtracji. Według polskiej normy PN-EN779,EN1822, wyróżniamy 17 klas filtrów, które podzielone są na 3 grupy ze względu na metodę opracowania ich skuteczności. W pomieszczeniach w których wymaga się najwyższy stopień higieny (takich jak np. szpital, laboratorium) stosuję się w instalacji nawiewnej pomieszczeń filtracje trzystopniową ( wstępną, dokładną i absolutną). Filtry wstępne zabezpieczają instalację wentylacji i klimatyzacji przed zapyleniem powierzchni elementów instalacji oraz grubszymi zanieczyszczeniami. Ponadto znacznie obniżają zanieczyszczenia mikrobiologiczne, z tym że posiadają ograniczoną zdolność filtracji cząstek rozmiarów bakterii lub zarodników grzybów. Wymianę filtrów wstępnych przeprowadza się co 3 – 6 miesięcy. Zbyt długa eksploatacja prowadzi do przenikania zanieczyszczeń mikrobiologicznych do instalacji, na skutek wzrostu grzybów na powierzchni filtrów. Filtry G1, G2, G3 oraz G4 sklasyfikowane są na podstawie filtracji pyłu syntezowego. Najmniej skutecznym w tej grupie jest filtr G1 , który używany jest do podstawowej ochrony urządzeń, przed takimi zanieczyszczeniami jak np..: liście, owady, włosy. Jego skuteczność jest niska i wynosi 50 – 65 %. Najbardziej skutecznym natomiast jest filtr G4, którego skuteczność wynosi > 90%. Taki filtr potrafi zatrzymać już pyłki kwiatowe oraz np. gruby pył. Biorąc pod uwagę wyłącznie bakterie i grzyby, stopień filtracji uznajemy za niski. Filtry dokładne zdolne są przechwytywać większą ilość zanieczyszczeń pyłowych i mikrobiologicznych od filtrów wstępnych. Filtry dokładne również mogą być źródłem 55 zanieczyszczeń, szczególnie gdy są usytuowane w instalacji za nawilżaczem który jest niewłaściwie eksploatowany. Zawilgocone filtry są idealnym miejscem rozwoju grzybów oraz bakterii, w tym także Legionelli Pneumophili. Wymianę zaleca się co 5 – 9 miesięcy. Skuteczność filtrów F6 – F9 określono poprzez wykonanie testu aerozolu DEHS. Ich skuteczność wynoszą odpowiednio F6 – 60-80% , F7 – 80-90%, F8 – 90-95%, F9 >95%. W odniesieniu do grzybów i bakterii jest to średni stopień filtracji, oprócz filtra F9 który wykazał dobrą skuteczność. Filtry absolutne (końcowe) np. klasy H14, stanowią ostatnią barierę dla zanieczyszczeń mikrobiologicznych nawiewanych z instalacji. Czas eksploatacji według klas ISO 7, ISO 8 wynosi od pół do półtora roku. Można wydłużyć ten okres do 2 lat w przypadku systematycznej kontroli czystości powietrza dostarczanego. Filtry końcowe, są to filtry na których przeprowadzono test skuteczności odniesionej do cząstek MPPS. Są to filtry H10 – H14 oraz U15 – U17. Są to najlepsze filtry. Ich skuteczność wynosi niemalże 100%. Przeważnie są filtrami końcowymi nawiewanego powietrza do sal operacyjnych, porodowych, zabiegowych itp.. Bardzo wysoką skuteczność filtracji wykazują w przypadku bakterii i grzybów, również dobrą w przypadku wirusów. Filtry H10 – H14 nazywane są filtrami HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter) Filtry U15 – U17 nazywane są filtrami ULPA (Ultra Low Penetration Air Filter) Zanieczyszczony filtr może być źródłem emisji zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Osiadłe zarodniki grzybów mogą przerastać na czystą stronę filtra i dostawać się do pomieszczenia. Podczas eksploatacji na filtrach mogą osiadać się również np. drobiny kurzu. Osadzające się powyższe zanieczyszczenia powodują ponadto zwiększenie oporów przepływu, co w konsekwencji powoduje zmniejszenie dopływu świeżego powietrza. Zanieczyszczenia filtrów powietrza powodują ponadto obniżenie wydajności instalacji.[3][15] 3.7 PRAWIDŁOWA OBSŁUGA I KONSERWACJA INSTALACJI WENTYLACJI I KLIMATYZACJI 56 Stan higieniczny instalacji wentylacji i klimatyzacji ma istotny wpływ na jakość powietrza doprowadzanego do pomieszczeń. Regularna kontrola czystości elementów instalacji i w razie potrzeby usuwanie ewentualnych zanieczyszczeń poprawia jakość tego powietrza. Do czyszczenia instalacji wykorzystuje się różne metody. Wybór odpowiedniej metody zależny jest od rodzaju zanieczyszczeń, których należy się pozbyć, od rodzaju czyszczonych elementów oraz układu systemu wentylacyjnego. Wyróżniamy następujące metody czyszczenia: mechaniczne, z użyciem sprężonego powietrza, z użyciem wody lub pary wodnej, z użyciem środków chemicznych, z użyciem suchego lodu, wykorzystujące promieniowanie UV, wykorzystujące ultradźwięki oraz kombinowane.[3] Metody mechaniczne Najczęściej wykorzystywana i najskuteczniejsza metoda. Szczotkowanie mechaniczne polega na zrywanie warstw zanieczyszczeń z wewnętrznych powierzchni instalacji i równoczesnym odsysaniu za pomocą specjalnego odkurzacza umieszczonego na końcu odcinka czyszczonego. 57 Metody z użyciem sprężonego powietrza Czyszczenie odbywa się poprzez strumień sprężonego powietrza, który odrywa cząstki zanieczyszczeń od powierzchni elementu czyszczonego. Sprawdza się wszędzie tam, gdzie występują suche zanieczyszczenia. Metody z użyciem wody lub pary wodnej Wykorzystywana do czyszczenia zatłuszczonych, mocno przywierających zanieczyszczeń. Czynnikiem czyszczącym jest strumień gorącej wody pod ciśnieniem lub strumień pary wodnej o temperaturze do 150°C. Często dodaje się preparaty czyszczące do tych strumieni, jako wspomagacze, lecz należy pamiętać aby po takim czyszczeniu dokładnie spłukać przewody. Metody z użyciem środków chemicznych Metoda polega na rozbiciu cząstek zanieczyszczeń na poziomie molekularnym, z użyciem środa chemicznego. Najczęściej stosowane do usuwania tłustego lub innego trudnego do usunięcia brudu (np. z instalacji przemysłowych). Metody z użyciem suchego lodu Wykorzystanie dwutlenku węgla CO2 w stanie stałym. „Suchy lód” sublimując oddaje do otoczenia temperaturę -73°C, nie zostawiając przy tym wody. Użycie tej 58 metody jest bardzo efektywne lecz niestety bardzo kosztowne. Często stosuję się ją w dużych obiektach przemysłowych gdzie zanieczyszczenia są bardzo uciążliwe Metody wykorzystujące promieniowanie UV Promieniowanie UV służy do usuwania zanieczyszczeń zawierających mikroorganizmy. Metody wykorzystujące ultradźwięki Czyszczenie oparte na wytwarzaniu infradźwiękowych fal akustycznych generowanych wysokim ciśnieniem. Oprócz czyszczenia, należy pamiętać o dezynfekcji instalacji wentylacji i klimatyzacji, ponieważ samo czyszczenie nie rozwiązuje wszystkich problemów. Dezynfekcja jest niezbędną czynnością w przypadku wykrycia skażenia. Dezynfekcje ustala specjalista ds. higieny. Dezynfekcje przeprowadza się na trzy sposoby: miejscowo, kompleksowo oraz długoterminowo. Środki dezynfekujące powinny charakteryzować się dobrą skutecznością unieszkodliwiania zanieczyszczeń biologicznych oraz jak najmniejszym oddziaływaniem szkodliwym na człowieka.[3][21][22] 59 Wszystkie procesy czyszczenia poprzedza się wstępną oceną stanu instalacji. Często do tej czynności wykorzystuje się zdalnie sterowane pojazdy inspekcyjne posiadające kamery z odpowiednim oświetleniem oraz boreskopy, czyli urządzenia optyczne służące do obserwacji. Kolejnym etapem jest analiza stanu higienicznego instalacji. Polega na przeprowadzeniu szeregu badań powietrza wewnątrz kanału, uwzględniających: stężenie zapylenia, temperaturę i wilgotność. Pobiera się również próbki na obecność grzybów, pleśni i innych mikroorganizmów. Przepisy oraz normy prawne odnoszące się do czyszczenia kanałów wentylacyjno – klimatyzacyjnych - Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn. 12.04.2002 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie,Dz.U. z 2002r.,Nr 75, poz 690, z późn.zm.;§ 147 ust.1,§ 153 ust.6 i inne w rozdziale 6. Które mówi, że : "wentylacja i klimatyzacja powinny zapewnić odpowiednią jakość środowiska wewnętrznego, w tym wielkość wymiany powietrza, jego czystość i 60 inne parametry. Przewody powinny być wyposażone w otwory rewizyjne umożliwiające oczyszczenie wnętrza tych przewodów, a także innych urządzeń i elementów instalacji" - Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dn. 16.06.2003r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. z 2003r.,Nr 121, poz. 1138). Które mówią, że :"W obiektach w których odbywa się proces spalania paliwa stałego, ciekłego lub gazowego, usuwa się zanieczyszczenia z przewodów dymowych i spalinowych (...)usuwa się zanieczyszczenia z przewodów wentylacyjnych co najmniej raz w roku, jeżeli większa częstotliwość nie wynika z warunków użytkowych" (§ 30 ust.1 i 2). - PN-73/B-03431 "Wentylacja mechaniczna w budownictwie.Wymagania". Która stanowi, że "każde urządzenie wentylacji nawiewnej powinno zapewnić dostarczenie powietrza bez zanieczyszczeń stałych"(pkt. 3.2), zaś "wszystkie elementy urządzenia mechanicznego powinny być zabezpieczone przed dostawaniem się zanieczyszczeń z zewnątrz; elementy, wewnątrz których możliwe jest osadzanie się zanieczyszczeń, powinny mieć łatwo dostępne otwory wyczystne, których liczba, rozmieszczenie i wielkość umożliwia całkowite oczyszczenie tych elementów."(pkt.3.7). Ponadto przepisy Ustawy z dn. 07.07.1994r. - Prawo Budowlane (Dz.U. z 1994r. Nr 89 poz. 414) oraz Rozorządzenie MSWiA z dn 16.08.1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych (Dz.U. z 1999r. Nr 74, poz. 836, z późn.zm.) nakładaja na właścicieli oraz zarządców obiektów obowiązek utrzymanie budynków i instalacji w stanie zapewniającym "ochronę zdrowia i życia ludzi w pomieszczeniach budynków" oraz okresowej kontroli stanu technicznego tych budynków i instalacji. Normy i wytyczne krajów Unii Europejskiej oraz normy amerykańskie określają wymagania w zakresie okresowej kontroli stanu higienicznego kanałów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych oraz ich czyszczenia m.in.( VDI 6022, Part 1, 1998, ARC 2002, NADCA)[23] 61 4. METODY POMIAROWE Metody pomiaru zanieczyszczeń mikrobiologicznych rozwinęły się już na początku XX wieku. W 1930r. USA i Wielka Brytania byli już posiadaczami pierwszych urządzeń do wykrywania niebezpiecznych zarazków przenoszonych drogą powietrzną. W 1941 r. wymyślona została w Anglii, stosowana do dzisiaj metoda szczelinowo-zderzeniowa. Ze względu na bezpieczeństwo ludzi przebywających w pomieszczeniach ważne jest minimalizowanie ryzyka infekcji przenoszonych drogą powietrzną. Badania mikrobiologiczne powietrza są oznaką pomagającą utrzymać instalacje klimatyzacji – wentylacji w stanie zapewniającym osiąganie wymaganej jakości powietrza. Do wykrywania drobnoustrojów w powietrzu wykorzystujemy trzy następujące metody: mikroskopowe, hodowlane i wiązane.[3] 4.1 METODY MIKROSKOPOWE Metoda ta polega na przepuszczeniu przez filtr membranowy badanego powietrza. Mikroorganizmy osadzają się na filtrze, następnie podlegają barwieniu i ostatecznie zliczane są pod mikroskopem. Metoda ta umożliwia wykrywanie nie tylko żywych, ale również martwych mikroorganizmów, w tym drobnoustrojów trudno wyrastających na pożywkach. Wadą tej metody jest trudność w identyfikacji gatunkowej organizmów.[3] 4.2 METODY HODOWLANE Badania tego typu polegają na zebraniu mikroogranizmów zawartych w powietrzu na płytce z naniesioną pożywką. Następnie tak zebrane zarodki poddaje się inkubacji i zlicza wyrosłe kolonie. Wadą tej metody jest ograniczenie to wychwytywania tylko mikroorganizmów żywych i zdolnych do wzrostu na danej pożywce. 62 Do metod pomiarowych powszechnie stosowanych w metodach hodowlanych zalicza się: - metody sedymentacyjne - metody polegające na mechanicznym oddzielaniu zanieczyszczeń z próbki powietrza o standardowej objętości: filtracyjne( przepuszczanie badanego powietrza przez filtr, na którym osiadają się drobnoustroje, które następnie przenosi się na powierzchnie z agarem, inkubuje i zlicza) , zderzeniowe ( przepuszczanie próbki powietrza przez szczeliny które nadają odpowiedniej prędkości do wytrącenia zanieczyszczeń na płytkę z pożywką. Jak w metodzie filtracyjnej , próbkę inkubujemy i zliczamy liczbę kolonii) i odśrodkowe ( Próbka powietrza osiąga odpowiednią prędkość przez wentylator odśrodkowy. Zanieczyszczenia osiadają się na próbce w postaci paska z podłożem. Kolonie również są zliczane po wcześniejszej inkubacji). Metody sedymentacyjna Kocha – Jet to najstarsza i najbardziej powszechna metoda kontroli czystości mikrobiologicznej. Polega na wystawieniu otwartych płytek Petriego z podłożem stałym w badanym pomieszczeniu na czas 30 minut w wysokości 1 metra od podłogi. Najczeście stosowanym podłożem jest Agar – TSA, podłoża wzbogacone np. Tryptic Soy lub podłoża wybiórcze np. Sabouraud. Czas inkubacji powinien wynosić 48 godzin w temperaturze 37°C (TSA) lub 10 dni w temperaturzez 28°C w przypadku Sabouraudu. Po tym czasie należy zliczyć wychodowane kolonie. Metoda sedymentacji niestety posiada szereg wad. Korzystając z tej metody nie można wykryć cząstek bioareozolu które osiadają bardzo wolno lub nie osiadają wcale. Tak samo jak cząsteczki o średnicy 1mikrometra lub mniejszej nie podlegają sedymentacji w pomieszczeniach w których występują liczne prądy powietrza (badania Wellsa). Różnorodność czasu opadania cząstek zależy od wielu czynników, takich jak np.: rozmiar, waga, ruch powietrza, wilgotność, itd. Z czego ruch powietrza odgrywa kluczową role. Dlatego ta metoda może posłużyć do oszacowania prawdopodobnego stężenia mikroorganizmów w pomieszczeniach w których ruch powietrza jest nieznaczny. Z tego też powodu nie można jej zastosować do pomiarów powietrza nawiewanego lub wywiewanego ze względu na dużą prędkość powietrza. Zaletą natomiast jest prostota, szybkość i niski koszt badania. 63 Obliczanie wyników opiera sięna założeniu, że w ciągu 5 minut na powierzchi wynoszącej 1m2 osiada tyle drobnoustrojów ile znajduję się ich w 1m3 powietrza badanego (w odpowiednich warunkach). Zatem stężenie zanieczyszczeń mikrobiologicznych można opisać wzorem: 𝑘𝑅 = 𝑛 5 ∙( ) 𝑃 𝑡𝑆 Gdzie: kR – stężenie zanieczyszczeń mikrobiologicznych w [JTK/m3] n – liczba kolonii wyrosłych na płytce P – powierzchnia płytki w [m2] tS – czas otwarcia płytki (czas sedymentacji) w [min] Metody wiązane – Czyli połączenie dwóch poprzednich metod Otrzymywanie wiarygodnych i dokładnych wyników badań wymaga rozważnej analizy. Dla przykładu metoda sedymentacyjna powinna być wykorzystywana wyłącznie w przypadkach gdy mamy do czynienia z pomieszczeniem badanym w którym ruch powietrza jest nieznaczny. Nadmierny ruch powietrza lub wydłużony czas ekspozycji płytki jest przyczyną wysychania podłoża. Powoduje to zarazem wysuszanie wychwyconych mikroorganizmów i pożywki a także zmniejszenie skuteczności wychwytywania zanieczyszczeń. Bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na wyniki 64 jest prawidłowe przygotowanie podłoża. Niewłaściwie dobrany rodzaj podłoża oraz jego nieodpowiednie osuszanie może zakłócić lub całkowicie uniemożliwić identyfikację jakościowo-ilościową pobranych z powietrza mikroorganizmów. Należy pamiętać, że rodzaj podłoża, sposób przeprowadzania badania, warunki poboru próbek, parametry fizyczne powietrza oraz czas poboru próbki w znaczący spośob wpływają na żywotność mikroorganizmów. W przypadku stosowania mierników, w celu uniknięcia dużych błędów pomiarowych należy stosować normę jakości ISO14698 w której zarazem znajdują sięwymagania dotyczące metod kontroli czystości mikrobiologicznej powietrza.[3] II. CZĘŚĆ PRAKTYCZNA Cel doświadczenia Celem przeprowadzonego doświadczenia było określenie stopnia zanieczyszczenia zarodnikami grzybowymi oraz bakteriami pomieszczenia klimatyzowanego budynku Politechniki Łódzkiej. Opis badań Badania polegały na wystawianiu szalek Petriego z przygotowanym podłożem na określony czas ekspozycji w pomieszczeniu badanym. Badania powietrza wykonano w dwóch terminach. Pierwszy termin obowiązywał cały miesiąc lipiec 2012 roku, natomiast drugi termin to 10.05.2013 – 07.06.2013. W obydwu terminach pomiarów dokonywano przy włączonej klimatyzacji. Do wykrycia zanieczyszczeń mikrobiologicznych w powietrzu badanym wykorzystano metodę sedymentacyjną Kocha. Pomiary dokonywano, wystawiając w pomieszczeniu trzy płytki do oznaczenia grzybów oraz trzy płytki do oznaczenia bakterii. Płytki te ustawiano w trzech punktach pomiarowych na wysokości biurka (ok.1m). Czas ekspozycji dla badań w pierwszym terminie wynosił 15 minut, natomiast w drugim terminie 30 minut. W tym samym czasie spisywane były parametry takie jak temperatura i wilgotność panująca w pomieszczeniu oraz na zewnątrz. 65 Analizę ilościową przeprowadzono z użyciem szalek Petriego (o średnicy 90mm). Zdjęcie nr 1 [37] Podłożem do oznaczenia zarodników grzybów była pożywka Sabourauda. Do oznaczenia drobnoustrojów użyto agaru wzbogaconego z dodatkiem agaru bakteriologicznego. Pożywki sterylizowane były w 121°C przez 20 min. Analiza polegała na zliczaniu wyrosłych koloni na powierzchni płytki. Obliczenie stężenia zanieczyszczeń mikrobiologicznych sprowadzało się do zastosowania poniższego wzoru: 𝑘𝑅 = 𝑛 5 ∙( ) 𝑃 𝑡𝑆 Gdzie: kR – stężenie zanieczyszczeń mikrobiologicznych w [JTK/m3] n – liczba kolonii wyrosłych na płytce P – powierzchnia płytki w [m2] tS – czas otwarcia płytki (czas sedymentacji) w [min] Pomieszczeniem badanym był pokój wykładowcy nr 104. Jest to niewielkie pomieszczenie biurowe, przeznaczone dla dwóch osób. Pomieszczenie jest wentylowane oraz klimatyzowane. Za temperaturę oraz wilgoć w pomieszczeniu odpowiedzialny jest klimatyzator ścienny typu split. Budynek zlokalizowany jest w mieście Łódź, przy ulicy Wólczańskiej 213.Jest to nowoczesna katedra Inżynierii Bioprocesowej, dobudowana do dziekanatu wydziału 66 Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska. Zdjęcie nr 2 [36] 67 Wyniki badań Badania nr 1 Tab. 1 liczba bakterii na płytce 5,3,3 5,4,4 5,3,3 2,3,3 3,3,2 5,5,3 5,5,4 4,5,4 4,4,5 5,4,4 5,6,5 5,5,7 5,6,6 2,6 3,5,4 3,3,2 Stężenie bakterii w JTK/m3 Data Warunki atmosferyczne 01.07 02.07 03.07 04.07 09.07 10.07 11.07 12.07 13.07 17.07 18.07 19.07 20.07 24.07 25.07 26.07 słońce/deszcz 33°C słońce/deszcz 31°C słońce/deszcz 32°C słońce/deszcz 28°C słońce 26°C deszcz 28°C słońce/deszcz 28°C słońce/deszcz 23°C słońce/deszcz 20°C deszcz 20°C deszcz 21°C słońce/deszcz 22°C słońce 22°C słońce 26°C słońce 28°C słońce 29°C 27.07 słońce 29°C T=25,5°C W=68% 0,1,1 0 30.07 31.07 pochmurnie 28°C pochmurnie 28°C T=25°C W=30% T=25°C W=35% 3,2,3 3,4,4 176 176 Warunki w pokoju T=25°C T=25°C T=25,5°C T=25°C T=24°C T=24,5°C T=24°C T=22°C T=21°C T=22°C T=21°C T=22°C T=22°C T=25°C T=26°C T=26°C W=32% W=35% W=35% W=32% W=28% W=30% W=35% W=49% W=45% W=45% W=50% W=54% W=50% W=32% W=32% W=56% 294 176 176 294 235 235 294 176 176 118 176 176 176 176 118 294 294 176 294 294 235 235 294 235 235 235 294 294 235 235 294 353 294 294 294 411 294 353 353 118 353 176 294 235 176 176 118 59 118 235 59 176 235 Liczba grzybów na płytce 0,1,0 1,0,0 0,0,0 0,0,0 0,1,0 2,1,1 2,2,3 2,1,3 2,1,0 3,2,2 2,3,2 3,3,3 3,1,0 0,0,0 3,0,0 0,0,0 0,3,2,2,3 0,1,0 0,1,1 Stężenie grzybów w JTK/m3 0 59 0 0 0 118 118 118 118 176 118 176 176 0 176 0 0 176 0 0 59 0 0 0 0 0 0 0 59 0 59 59 118 176 59 176 59 0 118 118 176 118 176 176 59 0 0 0 0 0 0 0 118 118 176 59 0 59 59 wartość średnia bakterii 215 255 215 157 157 255 274 255 255 255 314 333 333 236 235 157 wartość średnia grzybów 20 20 0 0 20 79 137 118 59 137 137 176 78 0 59 0 39 118 157 215 20 39 68 Stężenie mikroorganizmów w JTK/m3 350 300 250 200 grzyby bakterie 150 100 50 0 01.07 02.07 03.07 04.07 09.07 10.07 11.07 12.07 13.07 17.07 18.07 19.07 20.07 24.07 25.07 26.07 27.07 30.07 31.07 69 Badania nr 2 Tab. 2 Warunki atmosferyczne Data Warunki w pomieszczeniu Temperatura C° Wilgotność % Temperatura C° 10.05.2013 13.05.2013 20.05.2013 24.05.2013 27.05.2013 03.06.2013 07.06.2013 23 12 21 11 15 21 21 25 75 47 50 62 37 67 24 22,2 25 23 23 26 25 Wilgotność % 48 38 37 40 32 47 51 Liczba bakterii na płytce 4 2 2 6 2 8 3 9 10 2 2 2 7 2 9 10 15 11 4 1 4 Stężenie bakterii w JTK/m3 117,5 58,8 176,3 58,8 88,2 264,5 58,8 58,8 205,7 58,8 176,3 264,5 117,5 29,4 58,8 235,1 293,9 58,8 264,5 193,9 117,5 Liczba grzybów na płytce 3 3 0 4 2 2 4 3 4 1 1 1 2 5 1 1 4 7 5 0 3 Stężenie grzybów w JTK/m3 88,2 88,2 0 117,5 58,8 58,8 117,5 88,2 117,5 29,4 29,4 29,4 58,8 146,9 29,4 17,6 70,5 123,4 146,9 0 88,2 Cd.Tab. 2 Data pomiaru 10.05.13 13.05.13 20.05.13 24.05.13 27.05.13 03.06.13 07.06.13 Warunki atmosferyczne Temperatura [°C] 23 12 21 11 15 21 21 Wilgotność [%] 25 75 47 50 62 37 67 Warunki w pomieszczeniu Temperatura [°C] 24 22 25 23 23 26 25 Wilgotność [%] 48 38 37 40 32 47 51 Średnie stężenie wyrażone w [JTK/m3] Bakterii 78 157 215 59 176 212 88 Grzybów 59 78 108 29 78 71 78 70 Zanieczyszczenia mikrobiologiczne w JTK/m3 250 200 150 grzyby bakterie 100 50 0 10.05 13.05 20.05 24.05 27.05 03.06 07.06 71 Badania nr.1 Temperatura powietrza atmosferycznego podczas całego okresu badań wynniosła od 20°C do 33°C.Temperatura powietrza wewnętrznego wyniosła 21°C – 26°C, natomiast wilgotność wahała się od 28% do 68%. Wartości średnie bakterii wynosiły od 39 JTK/m3 do 333 JTK/m3. Wartość 39 wyraźnie odbiega od reszty, została zanotowana w słoneczny upalny dzień, gdy w pomieszczeniu panowały warunki 25,5°C i 68% wilgotności powietrza. Badania osiągnęły wartości w przedziale 200 – 260 JTK/m3. Sporadycznie wystąpiły także wartości równe 157 i 333 JTK/m3.Najwyższe wartości średnie stężeń bakterii uzyskano dnia 19.07.2012 i 20.07.2012, wynosiły one 333 JTK/m3. Wartości średnie grzybów wahały się od 0 do 176 JTK/m3. Są to skrajne wartości. Przeważnie odnotowano wartości z przedziału 0 – 80 JTK/m3. Wartości wynoszące od 118 do 176 JTK/m3, wystąpiły w 6 pomiarach. Najwyższa wartość średnia stężenia grzybów w pomieszczeniu badanym odnotowana została w dniu 19.07.2012, osiągając 176 JTK/m3. Badania nr 2 Warunki atmosferyczne panujące podczas badań w drugim terminie wynosiły od 11°C do 23°C, oraz 25 – 75% wilgotności. Średnia temperatura dla wszystkich pomiarów wyniosła 17,7°C, wilgotność natomiast 51,9%. Warunki w pomieszczeniu natomiast to przedział 22,2 – 26°C dla temperatury, oraz 32 – 51% dla wilgotności. Stężenie średnie grzybów oscylowało między 29 - 108 JTK/m3. Dominującą wartością była jednak, wartość osiągająca ok.75 JTK/m3. Wystąpiła ona 4 krotnie podczas przeprowadzonych badań. Stężenie średnie bakterii w powietrzu wahała się od 59 - 215 JTK/m3. Średnia dla wszystkich pomiarów wyniosła 140,7 JTK/m3.Maksymalne stężenie uzyskano w dniu 20.05.2013 i wynosiło 215 JTK/m3 dla bakterii oraz 108 JTK/m3 dla grzybów. Omówienie W niniejszych badaniach wykazano, że temperatura w pomieszczeniach mieściła się w granicach przyjętych za optymalne (ok.24°C), a wilgotność rzadko przekraczała 45%. Takie warunki zapewne miał wpływ na niską wartość średnią grzybów występujących w powietrzu pomieszczenia badanego, gdyż nie przekroczyły one 180 JTK/m3. Omawiane parametry fizykochemiczne pomimo swojej niewielkiej różnorodności nie miały większego wpływu na zanieczyszczenia mikologiczne powietrza, pomimo iż niektóre publikacje donoszą iż temperatura i wilgotność najbardziej wpływają na rozwój i przetrwanie grzybów. 72 Krzysztofik [34] podaje, że na ilość stężenia zanieczyszczeń mikrobiologicznych ma wpływ nie tylko temperatura i wilgotność oraz instalacja wentylacji lub klimatyzacji, a także ludzie przebywający w pomieszczeniu (którzy mogą przenosić liczne bakterie), materiały budowlane, sprzęt (faks, komputer itp.), umeblowanie itp.. Ponadto [35] Zawartość mikroorganizmów w powietrzu zależy od wielu czynników. Takimi czynnikami mogą być np. pora roku, rodzaj i typ pomieszczenia, położenie geograficzne. Fakt ten może tłumaczyć rozbieżność wyników. Analiza wszystkich dostępnych zakresów stężeń, jakie zostały zaproponowane przez instytucje, organizacje, komitety a także niezależne grupy badaczy i naukowców, stwierdza następujący zakres wartości dla poszczególnych czynników biologicznych. a) dla ogólnej liczby bakterii ≤1,0 ⋅ 103 ÷ ≤ 7,0 ⋅ 103 CFU/m3 dla pomieszczeń mieszkalnych i nieprzemysłowego środowiska pracy b) dla grzybów 1,0 ⋅ 101 ÷ 1,0 ⋅ 104 CFU/m3 dla pomieszczeń mieszkalnych i nieprzemysłowego środowiska pracy Ważny przedział stężeń został określony przez Krzysztofika, który stosując metodę sedymentacyjną, określił „dopuszczalny stopień mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego (atmosferycznego) i pomieszczeń użytkowych” na podstawie pomiarów ogólnej liczby mikroorganizmów, liczby mikroorganizmów hemolizujących oraz ogólnej liczby grzybów [34]. Dopuszczalny stopień mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza pomieszczeń użytkowych (Krzysztofik 1992) Rodzaj pomieszczenia Dopuszczalna liczba mikroorganizmów w 1m3 powietrza Ogólna liczba mikroorganizmów na podłożu MPA Liczba mikroorganizmów hemolizujących na agarze z krwią Ogólna liczba grzybów na podłożu Sabourauda Pomieszczenie domów mieszkalnych – salon 1,5 · 103 5,0 · 101 2,0 · 102 Pomieszczenie szkolne – sala do ćwiczeń 2,0 · 103 1,0 · 102 2,0 · 102 użytkowego 73 III WNIOSKI Biorąc pod uwagę powyższy zakres zaproponowany przez instytucje, komitety, badaczy i naukowców oraz zakres zaproponowany przez Krzysztofika, można stwierdzić iż wyniki badań spełniają warunki dopuszczalnego stężenia bakterii oraz grzybów dla pomieszczeń użyteczności publicznej, w tym pomieszczeń biurowych klimatyzowanych. Można uznać zatem że powietrze w pomieszczeniu jest czyste i nie zagraża zdrowiu osób w nim przebywających. 74 IV SPIS PIŚMIENNICTWA [1] Aleksander Pełech „Wentylacja i Klimatyzacja – podstawy” Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008 [2] Płatos M., „Klimatyzacja”, praca inżynierska napisana w Katedrze Technicznych Podstaw Ochrony Środowiska pod kierunkiem W. Kacperskiego, Radom 1999; [3] Kaiser Krzysztof, Wolski Andrzej, „Klimatyzacja i Wentylacja w szpitalach. Teoria i praktyka eksploatacji”, IPPU MASTA 2007 [4] K. Poniewierski , artykuł pt. „Wentylacja, klimatyzacja obiektów służby zdrowia, w szczególności obiektów sanatoryjnych – trudności napotykane przez projektantów” 2008 [5] Ullrich H.J., „Technika klimatyzacyjna-poradnik”IPPU Masta 2001 [6] Broms S., A gravimetric measurement method for ventilation cleanliness, before and after cleaning. Description and application,http://www.atecyr.org/climamed/climamed2004/books/06/A%20GRAVIME TRIC%20MEASUREMENT%20METHOD.pdf. [7] Krzysztof Poniewierski, „Wentylacja, klimatyzacja obiektów służby zdrowia,w szczególności obiektów sanatoryjnych – trudności napotykane przez projektantów”, artykuł AGH Kraków 2008 [8] Charkowska Anna, „Przyczyny i źródła zanieczyszczeń instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych”, magazyn „Rynek Instalacyjny 3/2009” [9] Spetials Filter Manufacturing SC Pruszków Polska – materiały szkoleniowe. Rozmiary cząstek [10] Ogórek Rafał, Pląskowska Elżbieta, „Analiza mikologiczna powietrza wybranych pomieszczeń użytku publicznego. Doniesienie wstępne”, Zakład Fitopatologii i Mikologii, Katedra Ochrony Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, mikologia lekarska 2011 75 [11] Elżbieta Buczyńska, Krystyna Rutkowska „Występowanie i metody zwalczania bakterii Legionella w instalacjach wentylacji i klimatyzacji” artykuł magazynu INSTAL nr 19.09.03 [12] Katarzyna Pancer, Hanna Stypułkowska-Misiurewicz, „Gorączka pontiac – pozapłucna postać legionelozy”, Zakład bakteriologii państwowego zakładu higieny, artykuł przegl. epidemiol. 2003 [13] http://www.pracaizdrowie.com.pl Kreator PDF Utworzono 27 January, 2013, 20:53 [14] Charkowska Anna, „Przyczyny i źródła zanieczyszczeń instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych”, artykuł „Rynek instalacyjny” nr 3/2009 [15] Charkowska Anna, „Zanieczyszczone instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne”, artykuł „Rynek instalacyjny” nr 4/2009 [16] http://klimatyzacyjny.wordpress.com/2009/06/09/co-to-jest-klimatyzacja/ [17] http://www.klimatyzacja.org.pl/klimatyzacja.htm [18] http://www.cito.com.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=25&Itemid=39 [19] http://www.klimbest.pl/jak-dziala-klimatyzator.html [20] http://www.e-instalacje.pl/a/3306,rodzaje-klimatyzatorow [21] http://riad.pk.edu.pl/~zchik/student/niestacjonarne/wyniki/pomoc/higiena_kanalow.pdf , „Higiena układów wentylacji i klimatyzacji.pdf” [22] http://www.fachowyinstalator.pl/index.php/porady/wentylacja-klimatyzacjachodnictwo/139-brud-wpuszczony-w-kanal-czyszczenie-kanalow-wentylacyjnych.html [23] Anna Charkowska, "Zanieczyszczenia w instalacjach klimatyzacyjnych i metody ich usuwania" ,IPPU MASTA, 2003 [24 ]http://www.google.pl/imgres?q=%22aspergillus+spp%22&hl=pl&tbo=d&biw=1026& bih=722&tbm=isch&tbnid=1S8b7h9NXaONLM:&imgrefurl=http://www.insectimages. org/browse/detail.cfm%3Fimgnum%3D1504090&docid=2gF4_yOOsDswSM&imgurl= http://www.insectimages.org/images/768x512/1504090.jpg&w=768&h=512&ei=BUr5 ULy7D5DHswaXu4DABg&zoom=1&iact=hc&vpx=710&vpy=281&dur=8491&hovh= 183&hovw=275&tx=207&ty=99&sig=115321530575754727653&page=1&tbnh=141 &tbnw=202&start=0&ndsp=20&ved=1t:429,r:9,s:0,i:105 76 [25] http://www.google.pl/imgres?q=%22aspergillus+spp%22&hl=pl&tbo=d&biw=1026&bi h=722&tbm=isch&tbnid=hQ1CaNyXzdG4M:&imgrefurl=http://faculty.ccbcmd.edu/courses/bio141/labmanua/lab10/dkas per.html&docid=dfyJy4bs_diGAM&imgurl=http://faculty.ccbcmd.edu/courses/bio141/l abmanua/lab10/images/9056jwa.jpg&w=500&h=400&ei=BUr5ULy7D5DHswaXu4DA Bg&zoom=1&iact=hc&vpx=4&vpy=122&dur=9771&hovh=201&hovw=251&tx=78&t y=74&sig=115321530575754727653&page=1&tbnh=136&tbnw=170&start=0&ndsp= 20&ved=1t:429,r:0,s:0,i:78 [26] http://www.google.pl/imgres?q=%22aspergillus+spp%22&hl=pl&tbo=d&biw=1026&bi h=722&tbm=isch&tbnid=uoterMXJwtbiOM:&imgrefurl=http://quizlet.com/5109839/m ycology-photos-flashcards/&docid=eMm8FgQg_Po9BM&imgurl=http://o.quizlet.com/i/pyN0uf5TOTnI1Kz_j418g_m.jpg&w=240&h=192&ei=BUr5ULy7D5DHswaXu4DABg&zoo m=1&iact=hc&vpx=224&vpy=296&dur=1160&hovh=153&hovw=192&tx=126&ty=9 0&sig=115321530575754727653&page=2&tbnh=141&tbnw=180&start=20&ndsp=27 &ved=1t:429,r:32,s:0,i:179 [27] http://www.google.pl/imgres?q=cladosporium+spp&hl=pl&sa=X&tbo=d&biw=1026& bih=722&tbm=isch&tbnid=Cpw3BsO7KIbXpM:&imgrefurl=http://pgodoy.com/%3Fg allery%3Dmicosessubcutaneas&docid=6X6dp4Cr8OEFkM&imgurl=http://pgodoy.com/wpcontent/uploads/2011/09/isub_cladosporium_spp.jpg&w=350&h=233&ei=2kj5UKbmG ovBtAbY7YH4Bg&zoom=1&iact=rc&dur=141&sig=115321530575754727653&page =1&tbnh=130&tbnw=184&start=0&ndsp=20&ved=1t:429,r:0,s:0,i:81&tx=139&ty=44 [28] http://www.google.pl/imgres?q=cladosporium+spp&hl=pl&sa=X&tbo=d&biw=1026& bih=722&tbm=isch&tbnid=94nKl6wO3oxOnM:&imgrefurl=http://pathmicro.med.sc.ed u/mycology/mycology5.htm&docid=SwRE3K40kRgx9M&imgurl=http://pathmicro.med.sc.edu/mycology/cla dophialophora.jpg&w=700&h=473&ei=2kj5UKbmGovBtAbY7YH4Bg&zoom=1&iact =rc&dur=321&sig=115321530575754727653&page=1&tbnh=148&tbnw=219&start=0 &ndsp=20&ved=1t:429,r:10,s:0,i:111&tx=112&ty=97 [29] http://www.google.pl/imgres?q=cladosporium+spp&hl=pl&sa=X&tbo=d&biw=1026& bih=722&tbm=isch&tbnid=0NIEEtevBy8FQM:&imgrefurl=http://moldtreatmentcenter sofamerica.wordpress.com/2012/02/06/cladosporium/&docid=H82elMWk1KORXM&i 77 mgurl=http://moldtreatmentcentersofamerica.files.wordpress.com/2012/02/cladosporiu m1.jpg&w=620&h=286&ei=2kj5UKbmGovBtAbY7YH4Bg&zoom=1&iact=hc&vpx= 520&vpy=143&dur=3762&hovh=152&hovw=331&tx=175&ty=43&sig=11532153057 5754727653&page=1&tbnh=125&tbnw=245&start=0&ndsp=20&ved=1t:429,r:3,s:0,i:9 0 [30] http://www.google.pl/imgres?q=penicillium+spp&hl=pl&tbo=d&biw=1026&bih=722& tbm=isch&tbnid=qxgJNSgRkCsbFM:&imgrefurl=http://www.ciriscience.org/ph_81Mold_conidiophores_and_conidia_of_Penicillium_notatum_Copyright_Dennis_Kunkel _Microscopy&docid=_bUFn8LQJeseEM&imgurl=http://www.ciriscience.org/thumbim age.php%253Fid%253D81&w=300&h=353&ei=xkr5UKC6KM2Uswbq_YDoCg&zoo m=1&iact=hc&vpx=778&vpy=103&dur=4935&hovh=244&hovw=207&tx=157&ty=1 32&sig=115321530575754727653&page=1&tbnh=142&tbnw=121&start=0&ndsp=20 &ved=1t:429,r:4,s:0,i:90 [31] http://www.google.pl/imgres?q=penicillium+spp&hl=pl&tbo=d&biw=1026&bih=722& tbm=isch&tbnid=DUuGdoHv24jQWM:&imgrefurl=http://www.mold.ph/penicillium.ht m&docid=tDk6_gv8kl8WZM&imgurl=http://www.mold.ph/images/penicillum%25252 0sp%252520culture.gif&w=239&h=210&ei=xkr5UKC6KM2Uswbq_YDoCg&zoom=1 &iact=rc&dur=212&sig=115321530575754727653&page=1&tbnh=138&tbnw=154&st art=0&ndsp=20&ved=1t:429,r:11,s:0,i:111&tx=79&ty=35 [32] http://legionella.cz/wp-content/uploads/2012/06/legionella_bakterie300x235.jpg [33] dr Rafał L. Górny „Biologiczne czynniki szkodliwe: normy, zalecenia i propozycje wartości dopuszczalnych”, Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego. [34] Krzysztofik B, „Mikrobiologia powietrza”, wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1992, 19-20 str. [35] Krajewska-Kulak E., Gniadek A., Kantor A. i wsp. „Analiza występowania patogenów grzybiczych w powietrzu oddziału opieki dermatologicznej. Doniesienia wstępne”. Mikologia lekarska, 2010, 17, 21-29 str. [36]https://maps.google.pl/maps?gs_rn=27&gs_ri=psyab&cp=3&gs_id=12&xhr=t &q=google&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.53371865,d.Yms&biw=1600&bih=782&dpr= 1&um=1&ie=UTF-8&hl=pl&sa=N&tab=wl [37] http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8e/Szalka_petriego.jpg/250px -Szalka_petriego.jpg 78
