Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
1
Wykład 2
Wykład 2
Wykład 2
Wykład 2
Wykład 2
Wykład 2
Wykład 2
Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa
Dr inż. Jerzy Sowa
Dr inż. Jerzy Sowa
Dr inż. Jerzy Sowa
Politechnika Warszawska
Politechnika Warszawska
Politechnika Warszawska
Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Środowiska
Wydział Inżynierii Środowiska
Wydział Inżynierii Środowiska
Wydział Inżynierii Środowiska
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa
Realizacja wymaganej jakości powietrza w pomieszczeniach
Realizacja wymaganej jakości powietrza w pomieszczeniach
Realizacja wymaganej jakości powietrza w pomieszczeniach
Realizacja wymaganej jakości powietrza w pomieszczeniach
Powietrze
Powietrze
Powietrze
Powietrze
Powietrze
Powietrze
Powietrze
Powietrze atmosferyczne
atmosferyczne
atmosferyczne
atmosferyczne
atmosferyczne
atmosferyczne
atmosferyczne
atmosferyczne
Nazwa gazu
Wzór chemiczny
Udział objętościowy,
(% )
Azot
Tlen
Argon
Dwutlenek węgla
Neon
Hel
Metan
Krypton
Tlenki azotu
Wodór
Ksenon
Ozon
Radon
N
2
O
2
Ar
CO
2
Ne
He
CH
4
Kr
NO, N
2
O itd.
H
2
Xe
O
3
Rn
78.084 ± 0.004
20.946 ± 0.002
0.934 ± 0.001
0.033 ± 0.001
(18.18 ± 0.04)⋅10
-4
(5.24 ± 0.004) ⋅10
-4
≈2.2⋅10
-4
(1.14 ± 0.01) ⋅10
-4
(0.5 ± 0.1) ⋅10
-4
≈0.5⋅10
-4
(0.087 ± 0.001) ⋅10
-4
(0÷0.07) ⋅10
-4
6⋅10
-18
Powietrze atmosferyczne
Powietrze atmosferyczne
Powietrze atmosferyczne
Powietrze atmosferyczne
Powietrze atmosferyczne
Powietrze atmosferyczne
Powietrze atmosferyczne
Powietrze atmosferyczne
a powietrze w pomieszczeniach
a powietrze w pomieszczeniach
a powietrze w pomieszczeniach
a powietrze w pomieszczeniach
a powietrze w pomieszczeniach
a powietrze w pomieszczeniach
a powietrze w pomieszczeniach
a powietrze w pomieszczeniach
Niekorzystny wpływ składu chemicznego
Niekorzystny wpływ składu chemicznego
Niekorzystny wpływ składu chemicznego
Niekorzystny wpływ składu chemicznego
Niekorzystny wpływ składu chemicznego
Niekorzystny wpływ składu chemicznego
Niekorzystny wpływ składu chemicznego
Niekorzystny wpływ składu chemicznego
powietrza może
powietrza może
powietrza może
powietrza może
powietrza może
powietrza może
powietrza może
powietrza może się wiązać
się wiązać
się wiązać
się wiązać
się wiązać
się wiązać
się wiązać
się wiązać z:
z:
z:
z:
z:
z:
z:
z:
zakłóceniem naturalnych proporcji głównych składników, np.
niedobór tlenu,
obecnością obcych substancji chemicznych
(nieorganicznych lub organicznych), o działaniu:
– przemijającym, nie powodujących trwałych skutków
zdrowotnych,
– o działaniu nieodwracalnym trwale szkodliwym dla
zdrowia w warunkach:
• przekroczenia stężeń progowych,
• kumulowania się w organizmie (przekroczenie
granicznej dozy przy długotrwałym oddziaływaniu
nawet niskiego stężenia),
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
Proces oddychania
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
1
2
3
4
5
Aktywność metaboliczna, [met]
S
tru
m
ie
ń
g
a
z
u
,
[l
/h
]
Ilość pochłanianego
tlenu
Ilość generowanego
dwutlenku węgla
Osoba dorosła 176 cm 66 kg
Współczynnik respiracyjny RQ
Współczynnik respiracyjny RQ
Współczynnik respiracyjny RQ
Współczynnik respiracyjny RQ
Dla małej aktywności metabolicznej (ok. 1-1,2 met) istotny
wpływ na wartość współczynnika RQ ma dieta:
• dieta oparta na tłuszczach
RQ = 0,70,
• dieta oparta na białkach
RQ = 0,8
• dieta oparta na węglowodanach
RQ = 1,0.
• typowa dieta mieszana
RQ = 0,83.
2
2
O
CO
V
V
RQ =
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
2
Współczynnik respiracyjny RQ
Współczynnik respiracyjny RQ
Współczynnik respiracyjny RQ
Współczynnik respiracyjny RQ
Wpływ diety zmniejsza się wraz ze wzrostem aktywności
metabolicznej
Dla pracy bardzo ciężkiej (5 met) RQ wynosi 1 niezależnie
od diety.
W przypadku bardzo intensywnego i długotrwałego wysiłku
gdy pojawia się kwasica metaboliczna, RQ osiąga wartości
przewyższające 1.
Generowanie CO
Generowanie CO
Generowanie CO
Generowanie CO
2222
przez ludzi
przez ludzi
przez ludzi
przez ludzi
425
,
0
725
,
0
203
,
0
W
H
A
D
⋅
⋅
=
77
,
0
23
,
0
10
76
,
2
6
2
+
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
−
RQ
a
A
RQ
V
D
CO
V
CO2
- objętościowy strumień dwutlenku węgla
generowanego przez człowieka, m
3
/s
RQ - współczynnik respiracyjny,
a
- poziom aktywności metabolicznej ludzi, met
A
D
- powierzchnia
DuBois, m
2
H
- wzrost człowieka, m
W
- waga człowieka, kg
Deficyt tlenowy i dług tlenowy
Deficyt tlenowy i dług tlenowy
Deficyt tlenowy i dług tlenowy
Deficyt tlenowy i dług tlenowy
Deficyt tlenowy i dług tlenowy
Deficyt tlenowy i dług tlenowy
Deficyt tlenowy i dług tlenowy
Deficyt tlenowy i dług tlenowy
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95 100
Czas, [min]
P
o
b
ie
ra
n
ie
t
le
n
u
,
[l
/m
in
]
Dług tlenowy
Deficyt tlenowy
Oddychanie powietrzem o zbyt niskim i
Oddychanie powietrzem o zbyt niskim i
Oddychanie powietrzem o zbyt niskim i
Oddychanie powietrzem o zbyt niskim i
Oddychanie powietrzem o zbyt niskim i
Oddychanie powietrzem o zbyt niskim i
Oddychanie powietrzem o zbyt niskim i
Oddychanie powietrzem o zbyt niskim i
zbyt wysokim stężeniu tlenu
zbyt wysokim stężeniu tlenu
zbyt wysokim stężeniu tlenu
zbyt wysokim stężeniu tlenu
zbyt wysokim stężeniu tlenu
zbyt wysokim stężeniu tlenu
zbyt wysokim stężeniu tlenu
zbyt wysokim stężeniu tlenu
Brak tlenu w powietrzu powoduje rozwijające się
niedotlenienie i zamartwicę. Szybkość narastania tych
objawów zależy od stężenia tlenu w powietrzu. W stężeniu
16% tlenu w powietrzu nasycenie hemoglobiny tlenem jest
jeszcze pełne i wynosi ok. 95% HbO
2
. W mniejszym
stężeniu objawy głodu tlenowego rozwijają się szybko.
W przypadku stosowania mieszanin gazowych o
wzbogaconym udziale tlenu lub tlenu czystego ujawnia się
toksyczne działanie tego gazu. Narządami najbardziej
narażonymi na negatywnie działanie podwyższonych
stężeń tlenu są płuca i oczy.
Stadia niedoboru tlenu we krwi
Stadia niedoboru tlenu we krwi
Stadia niedoboru tlenu we krwi
Stadia niedoboru tlenu we krwi
Stadia niedoboru tlenu we krwi
Stadia niedoboru tlenu we krwi
Stadia niedoboru tlenu we krwi
Stadia niedoboru tlenu we krwi
Tlen w
powietrzu
(%)
Objawy
16-12
Wzmożony oddech wskutek pobudzenia ośrodka oddechowego.
Następstwem tego jest ubytek CO
2
z krwi i wzrost pH krwi. Tętno
przyspieszone. Lekkie zaburzenie koordynacji ruchów. Dłuższy
ubytek CO
2
może powodować zmniejszenie pobudliwości ośrodka
oddechowego i w efekcie utrudnioną wentylację płuc.
12-10
Oddech szybki, przechodzący w przerywany lub w oddychanie typu
Cheyne-Stockesa. Przy zachowaniu przytomności występują
zaburzenia czynności wyższych ośrodków nerwowych. Szybko
następuje zmęczenie wskutek utrudnionej pracy mięśni.
10-6
Mdłości i wymioty; niemożność poruszania się i wykonywania
większych ruchów mięśniowych. Brak możliwości udzielania sobie
pomocy. Następuje zanik świadomości i apatia - prowadzące do
ś
mierci.
< 6
Drgawki, oddech przerywany, często ograniczający się tylko do
otwierania ust. Po przedłużających się okresach bezdechu ustaje
czynność serca.
Podwyższone stężenia tlenu (1)
Podwyższone stężenia tlenu (1)
Podwyższone stężenia tlenu (1)
Podwyższone stężenia tlenu (1)
Podwyższone stężenia tlenu (1)
Podwyższone stężenia tlenu (1)
Podwyższone stężenia tlenu (1)
Podwyższone stężenia tlenu (1)
Oddychanie czystym tlenem pod ciśnieniem 1 atm przez 6
godzin prowadzi do odczuwalnych zaburzeń dróg
oddechowych. Wydłużanie ekspozycji do 24-48 godzin
uszkadza pęcherzyki płucne i powoduje ich obrzęk.
Przedłużanie się ekspozycji prowadzi do obumierania
nabłonka wyściełającego pęcherzyki płucne. Wzmaga się
wytwarzanie kalogenu i następuje zwłóknienie płuc.
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
3
Podwyższone stężenia tlenu (2)
Podwyższone stężenia tlenu (2)
Podwyższone stężenia tlenu (2)
Podwyższone stężenia tlenu (2)
Podwyższone stężenia tlenu (2)
Podwyższone stężenia tlenu (2)
Podwyższone stężenia tlenu (2)
Podwyższone stężenia tlenu (2)
W latach pięćdziesiątych XX wieku zdiagnozowano, że
przyczyną prowadzącej do ślepoty dziecięcej choroby oczu
zwłóknienia
pozasoczewkowego
było
nadmierne
podawanie tlenu wcześniakom w inkubatorach. Do
wystąpienia choroby wystarczyła 10 dniowa ekspozycja na
działanie mieszaniny gazowej zawierającej 35-40% tlenu.
Skutkiem oddychania atmosferą o tak wzbogaconym
udziale tlenu jest zwężenie naczyń krwionośnych oka,
obumarcie naczyń krwionośnych doprowadzających krew
do siatkówki i wykształcenie się nowych naczyń
krwionośnych, które wrastają w ciało szkliste oka i w
rezultacie prowadzą do odrywania się siatkówki.
Podwyższone stężenia tlenu (3)
Podwyższone stężenia tlenu (3)
Podwyższone stężenia tlenu (3)
Podwyższone stężenia tlenu (3)
Podwyższone stężenia tlenu (3)
Podwyższone stężenia tlenu (3)
Podwyższone stężenia tlenu (3)
Podwyższone stężenia tlenu (3)
Oddychanie tlenem pod ciśnieniem 2-3 atm wywołuje
prawie natychmiastowe zaburzenia ośrodkowego układu
nerwowego. Pojawiające się początkowo skurcze
pojedynczych grup mięśni przechodzą w ogólne drgawki,
związane z podrażnieniem kory mózgowej.
Opisano przypadki krwotoków do ucha wewnętrznego i
głuchoty spowodowanych hiperbaryczną terapią tlenową.
Obecnie uważa się, że główną przyczyną toksycznego
działania
tlenu
jest
powstawanie
w
komórkach
reaktywnych form tlenu.
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
CO
2
jest gazem
bezwonnym,
bezbarwnym,
ma
kwaskowaty smak. Gęstość w stosunku do powietrza
1,524. Najwyższe dopuszczalne stężenia w środowisku
pracy NDS 9,0 mg/m
3
NDSch 27 mg/m
3
Dwutlenek węgla nie jest gazem trującym. Większe jego
stężenia wpływają w sposób znaczący na skład powietrza,
w którym czasami, nawet w sposób drastyczny, zmniejsza
się zawartość tlenu. Może to być przyczyną niedotlenienia
organizmu, dlatego bywa zaliczany do gazów ,,duszących
biernie„.
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla
Stwierdzono, że możliwe jest przebywanie w określonym
czasie w atmosferze zawierającej zwiększone jego ilości,
nawet powyżej 30%, pod warunkiem jednoczesnego
podawania dużej ilości tlenu.
W lecznictwie w celu pobudzenia ośrodka oddechowego,
stosuje się najczęściej Carbogen, mieszaninę zawierającą
5% dwutlenku węgla i 95% tlenu.
Wpływ stężenia
Wpływ stężenia
Wpływ stężenia
Wpływ stężenia
Wpływ stężenia
Wpływ stężenia
Wpływ stężenia
Wpływ stężenia CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
22222222
na
na
na
na
na
na
na
na obserwowane efekty
obserwowane efekty
obserwowane efekty
obserwowane efekty
obserwowane efekty
obserwowane efekty
obserwowane efekty
obserwowane efekty
Stężenie CO
2,
ppm
Obserwowane efekty
360-500
Stężenie CO
2
w suchym powietrzu atmosferycznym. Brak efektów
1000
Limit CO
2
dla pomieszczeń zaproponowany przez Pettenkofera przy założeniu stężenia w powietrzu
zewnętrznym 280 ppm. Podstawa dla większości standardów określających ilość powietrza wentylacyjnego
na 1 osobę. Około 20% osób negatywnie ocenia jakość powietrza bezpośrednio po wejściu do
pomieszczenia.
1500-5000
Wartości obserwowane w niedostatecznie wentylowanych salach konferencyjnych, klasach szkolnych,
kinach. Wrażenie nieświeżego powietrza.
5000
Wartość graniczna, dla której zakłada się brak szkodliwego oddziaływania na człowieka. Limit stosowany na
stanowiskach pracy. Około 63% osób negatywnie ocenia jakość powietrza bezpośrednio po wejściu do
pomieszczenia.
7000-10000
Obserwuje się podwyższenie minutowej objętości oddechowej oraz cykliczne zmiany w kwasowo-zasadowej
równowadze krwi. U załóg nuklearnych okrętów podwodnych, które dłużej przebywały w takich warunkach,
występuje zmniejszenie twardości kości na skutek uwalniania wapnia do krwi oraz podwyższona częstość
występowania kamieni nerkowych.
10000
Poziom utrzymywany we wnętrzu statków kosmicznych w trakcie lotów organizowanych przez NASA.
15000
U zdrowych ludzi narażonych przez dłuższy czas na ta takie dawki obserwuje się umiarkowany stres
metaboliczny. Wg teorii Fangera 100% osób negatywnie ocenia jakość powietrza bezpośrednio po wejściu
do pomieszczenia.
20000
U osób narażonych na takie koncentracje CO
2
obserwuje się podwyższoną częstość oddechu (ok. 50%) i
silne bóle głowy.
40000
Stężenie CO
2
w powietrzu wydychanym z płuc, gdy wdycha się świeże czyste powietrze. U osób
wdychających takie powietrze pojawia się pocenie.
50000
Pojawia się podenerwowanie.
60000-80000
U osób narażonych na takie koncentracje CO
2
obserwuje się zjawisko paraliżu.
80000-100000 Tak wysokie dawki prowadzą do utraty przytomności w ciągu kilku minut, przy długotrwałym wdychaniu
poziom może być śmiertelny.
500000
Stężenie używane w dziewiętnastowiecznej chirurgii jako gaz anestezyjny, przy długotrwałym wdychaniu
poziom śmiertelny.
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
Każda osoba oddychając zużywa tlen z pomieszczenia i
emituje dwutlenek węgla oraz inne związki zapachowe
zwane biozanieczyszczeniami. Emisja biozanieczyszczeń i
emisja CO
2
są ze sobą ściśle skorelowane.
Podwyższone stężenia ludzkich biozanieczyszczeń mogą
być przyczyną silnego dyskomfortu.
CO
2
jest gazem bezwonnym nie powodującym w typowo
spotykanych stężeniach żadnych ujemnych reakcji.
Jednakże ze względu na łatwość pomiaru CO
2
jest
używany jako doskonały wskaźnik zanieczyszczenia
powietrza wewnętrznego.
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
4
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
Emisja dwutlenku węgla i
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
biozanieczyszczeń przez ludzi
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Stężenie CO
2
powyżej stężenia w powietrzu zewnętrznym (C
CO2
), [ppm]
O
d
s
e
te
k
o
s
ó
b
n
ie
z
a
d
o
w
o
lo
n
y
c
h
(
P
D
),
[
%
]
PD = 395 exp( -15.15 C
CO2
-0.25
)
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla jest gazem: bezbarwnym, bezzapachowym,
o właściwościach silnie duszących.
Powstaje przede wszystkim jako produkt niecałkowitego
spalania węgla oraz związków organicznych węgla.
Głównym źródłem tlenku węgla w pomieszczeniach jest
palenie tytoniu, domowe urządzenia gazowe (w
przypadku niedostatecznej wentylacji) oraz powietrze
zewnętrzne.
Zazwyczaj w powietrzu zewnętrznym znajduje się ok. 1
ppm CO , na zatłoczonych ulicach tlenek węgla osiąga
poziom 10-20 ppm., natomiast palenie tytoniu w pokoju
zwiększa jego stężenie o 5-10 ppm.
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Tlenek węgla
Wchłaniany jest w płucach oraz w niewielkich ilościach przez
skórę.
Tlenek węgla jest niebezpieczny dla organizmu człowieka
ponieważ posiada zdolność do wiązania się z hemoglobiną
z krwi i blokowania jej funkcji przenoszenia tlenu. Ta
zdolność CO do łączenia się z hemoglobiną w czerwonych
ciałkach krwi jest ok. 200-250 razy większa w porównaniu do
tlenu. Skutkiem tego zjawiska może być znaczne
ograniczenie zdolności hemoglobiny do transportowania
tlenu i w efekcie niedokrwienie tkankowe organizmu.
Najbardziej wrażliwe na działanie CO są organy o dużym
zapotrzebowaniu tlenu jak mózg czy serce - tlenek węgla
jest dla nich szczególnie niebezpieczny....
Poziom
COHb, %
Obserwowane efekty
0.4
Normalna wartość fizjologiczna dla osób niepalących.
5-10
Zmiany w metabolizmie mięśnia sercowego a nawet możliwość jego
uszkodzenia; statystycznie znamienne pogorszenie percepcji
wzrokowej, sprawności manualnej oraz zdolności do uczenia się.
10-20
Lekkie rozszerzenie naczyń, ból głowy, duszność wysiłkowa, ucisk
okolicy czołowej.
20-30
Ból głowy i pulsowanie w skroniach, uczucie zmęczenia, zawroty,
wymioty,
30-40
Znaczne osłabienie, silne bóle głowy, zaburzenia orientacji,
nudności, wymioty.
40-50
Przyspieszenie tętna, zaburzenia rytmu serca, znaczne przyspieszenie
oddechu, sinica, uczucie lęku, osłabienie mięśni, zaburzenia
ś
wiadomości.
50-60
Znaczne przyspieszenie czynności serca, nasilone zaburzenia
oddechu, sinica, śpiączka.
60-70
Ś
piączka, napady drgawek, zwolnienie akcji serca i oddechu, śmierć.
Skutki zdrowotne zatrucia tlenkiem węgla
Skutki zdrowotne zatrucia tlenkiem węgla
Skutki zdrowotne zatrucia tlenkiem węgla
Skutki zdrowotne zatrucia tlenkiem węgla
Skutki zdrowotne zatrucia tlenkiem węgla
Skutki zdrowotne zatrucia tlenkiem węgla
Skutki zdrowotne zatrucia tlenkiem węgla
Skutki zdrowotne zatrucia tlenkiem węgla
Stan urządzeń gazowych
Stan urządzeń gazowych
Stan urządzeń gazowych
Stan urządzeń gazowych
Stan urządzeń gazowych
Stan urządzeń gazowych
Stan urządzeń gazowych
Stan urządzeń gazowych
Stan urządzeń gazowych eksploatowanych w Polsce jest
bardzo zły. Według badań A. Kukuczki na 10 tysięcy
przebadanych urządzeń:
• 2 tys. stężenie CO
0 - 0,002 %,
• 3 tys. stężenie CO
0,002 - 0,05 %
• 5 tys. stężenie CO
0,05 - 3 %.
Dopuszczalne stężenie tlenku węgla wg.
PN 87/M-40301 pkt. 3.3.3. Wynosi 0,05 %.
Poziom karboksyhemoglobiny we krwi
Poziom karboksyhemoglobiny we krwi
Poziom karboksyhemoglobiny we krwi
Poziom karboksyhemoglobiny we krwi
Poziom karboksyhemoglobiny we krwi
Poziom karboksyhemoglobiny we krwi
Poziom karboksyhemoglobiny we krwi
Poziom karboksyhemoglobiny we krwi
wywołany ekspozycją na działanie CO
wywołany ekspozycją na działanie CO
wywołany ekspozycją na działanie CO
wywołany ekspozycją na działanie CO
wywołany ekspozycją na działanie CO
wywołany ekspozycją na działanie CO
wywołany ekspozycją na działanie CO
wywołany ekspozycją na działanie CO
50%
50%
50%
50%
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
5
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu mają barwę żółto-czerwono-brązową i wydzielają
ostry zapach. NO
2
jest wyczuwalny przez węch ludzki już
przy stężeniu 0,12 ppm, (<< efektów zdrowotnych).
Wrażliwość na zapach dwutlenku azotu wzrasta wraz ze
wzrostem wilgotności od 60 do 80 %. Tlenek azotu ulega w
atmosferze łatwemu utlenieniu do dwutlenku azotu - NOx.
Całkowita ilość NOx tworzącego się podczas procesów
spalania oraz stosunek NO do NO
2
zależą od rodzaju paliwa i
stosunku ilości paliwa do powietrza oraz od temperatury
spalania (wysoka temperatura – wysoka emisja). Źródła
naturalne to głownie pożary oraz uderzenia piorunów. Źródła
antropogeniczne NOx to komunalne i przemysłowe spalanie
paliw na potrzeby cieplno-energetyczne oraz motoryzacja. W
pomieszczeniach dodatkowe źródła NOx to palenie
papierosów oraz używanie domowych urządzeń gazowych.
.
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
NOx oddziaływają szkodliwie przede wszystkim na drogi
oddechowe człowieka powodując głownie podrażnienie płuc,
bronchity, zapalenia płuc i ogólny wzrost podatności organizmu
na zakażenia wirusowe.
NOx rozpuszczając się w wodzie, zawartej w wydzielinie
pokrywającej błony śluzowe, tworzą kwas azotawy i azotowy.
Po pewnym czasie od wchłonięcia zachodzi reakcja i następuje
uszkodzenie błony śluzowej dróg oddechowych, pęcherzyków
płucnych i naczyń włosowatych płuc, prowadzące do rozwoju
obrzęku płuc. Wnikając do komórek i powodując utlenianie
powierzchniowo czynnych lipidów są również przyczyną
zaburzeń enzymatycznych.
Obserwuje się także zmiany immunologiczne i hematologiczne
oraz zmniejszenie poziomu witaminy C. Ponadto porażenie
ruchu migawkowego komórek rzęskowych prowadzi do
obniżenia zdolności samooczyszczania dróg oddechowych.
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Tlenki azotu
Poziom NO
2
Obserwowane efekty
mg/m
3
ppm
0.0005-
0.001
0.00025-
0.005
Poziom naturalnego tła w powietrzu
atmosferycznym .
0.02-0.09
0.0098-
0.044
Stężenie średnioroczne na terenach gęsto
zamieszkałych.
0.23
0.12
Poziom reakcji ludzkiego węchu.
0.14-0.50
0.07-0.24
Poziom pojawiania się odwracalnej zmiany w
adaptacji wzroku do ciemności.
1-10
0.49-4.9
Stężenia obserwowane w pomieszczeniach
gdzie używa się domowych urządzeń
gazowych.
103-300
50-150
Chroniczne choroby dróg oddechowych.
> 300
> 150
Poziom mogący powodować śmierć.
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
• W powietrzu pomieszczeń, w których przebywają ludzie
obserwuje się zwykle dużą różnorodność substancji
organicznych. Identyfikuje się węglowodory alifatyczne i
aromatyczne, węglowodory chlorowane, ketony, estry i inne.
• Według klasyfikacji WHO do lotnych związków organicznych
zalicza się substancje organiczne o temperaturze topnienia
niższej od temperatury pokojowej oraz temperaturze wrzenia
w zakresie 50-260 °C.
• Lotne związki organiczne powstają podczas procesów
spalania (np. ogrzewanie mieszkań), gotowania, wydzielają
się z materiałów budowlanych, mebli, lakierów i wreszcie
stanowią produkty przemiany materii.
• .
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
• Ich stężenie w powietrzu w budynkach na ogół mieści się w
zakresie 0,03 -2,8 mg/m3 . Najczęściej występują średnie
wartości od 0,2 – 1,0 mg/m
3
.
• Około 50% stężenia stanowią węglowodory aromatyczne, na
czele z toluenem i ksylenem. Z uwagi na toksyczność należy
wymienić też styren, chlorobenzeny, fenole, alkilobenzeny i
naftalen. Węglowodory aromatyczne mogą powodować
zatrucia ostre i przewlekłe. W zatruciach ostrych przeważa
działanie narkotyczne, natomiast w zatruciach przewlekłych
wpływ na układ krwiotwórczy.
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Lotne związki organiczne
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
6
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
• Formaldehyd (HCHO) jest substancją chemiczną używaną do
produkcji syntetycznych żywic znajdujących zastosowanie
głównie jako materiały adhezyjne przy produkcji płyt
wiórowych, pilśniowych i laminatów.
• Koncentraty formaldehydo-mocznikowe stosowane są także do
powlekania powierzchni, przy produkcji papieru i wytwarzaniu
pianek oraz do izolacji cieplnej.
• Przemysł włókienniczy używa HCHO przy produkcji materiałów
niemnących, ognioodpornych oraz niekurczliwych. Źródłem
HCHO w mieszkaniach są materiały budowlane i elementy
wyposażenia wnętrz, meble oraz tekstylia zawierające żywice
formaldehydowe. Formaldehyd znajduje się również w
produktach spalania (także w dymie papierosowym). Jest także
jednym z produktów reakcji zachodzących podczas
atmosferycznego smogu fotochemicznego.
Formaldehyd jest najczęściej
Formaldehyd jest najczęściej
Formaldehyd jest najczęściej
Formaldehyd jest najczęściej
Formaldehyd jest najczęściej
Formaldehyd jest najczęściej
Formaldehyd jest najczęściej
Formaldehyd jest najczęściej
produkowanym związkiem chemicznym
produkowanym związkiem chemicznym
produkowanym związkiem chemicznym
produkowanym związkiem chemicznym
produkowanym związkiem chemicznym
produkowanym związkiem chemicznym
produkowanym związkiem chemicznym
produkowanym związkiem chemicznym
• dezodoranty
• dodatki kąpielowe
• farby
• folie przylepne
• guma
• kleje
• kosmetyki
• lakiery
• laki
• lepy
• masa szpachlowa
• mazaki
• metale
• mydła
• papier
• papier fotograficzny
• pasta do zębów
• skóra
• pianki z tworzyw
• szminki do ust
• szampony
• tekstylia
• środki czystościowe
• środki do prania
• tworzywa sztuczne
• środki zmiękczające wodę
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
Formaldehyd
• Formaldehyd jest łatwo rozpuszczalny w wodzie i dlatego
już przy bardzo niskich stężeniach często podrażnia
spojówki oczu, nabłonki nosa i górne drogi oddechowe.
Oprócz działań drażniących i alergicznych jest
podejrzewany również o efekty rakotwórcze i mutagenne,
szczególnie jamy nosowo-gardłowej. Kancerogenność
formaldehydu została udowodniona w doświadczeniach
na zwierzętach.
U
U
U
U
U
U
U
Ujemn
jemn
jemn
jemn
jemn
jemn
jemn
jemneeeeeeee efekt
efekt
efekt
efekt
efekt
efekt
efekt
efektyyyyyyyy zdrowotn
zdrowotn
zdrowotn
zdrowotn
zdrowotn
zdrowotn
zdrowotn
zdrowotneeeeeeee w zależności od
w zależności od
w zależności od
w zależności od
w zależności od
w zależności od
w zależności od
w zależności od
stężenia
stężenia
stężenia
stężenia
stężenia
stężenia
stężenia
stężenia formaldehydu w powietrzu
formaldehydu w powietrzu
formaldehydu w powietrzu
formaldehydu w powietrzu
formaldehydu w powietrzu
formaldehydu w powietrzu
formaldehydu w powietrzu
formaldehydu w powietrzu
Poziom HCHO
Obserwowane efekty
mg/m
3
Ppm
0.0-0.06
0.0-0.05 Brak efektów.
0.06-1.2
0.05-1.0 Poziom reakcji ludzkiego węchu.
0.06- 1.8
0.05- 1.5 Pojawienie się reakcji neurofizjologicznych. Zmiany w
zapisach elektroencelograficznych oraz zmiany w
adaptacji oka do zmian jasności obrazu.
0.12-2.4
0.01-2.0 Podrażnienie oczu.
0.12-30
0.1-25
Podrażnienie górnych dróg oddechowych.
6.0-36
5.0-30.0 Chroniczne choroby dolnych dróg oddechowych.
60-120
50-100
Wodna puchlina płucna, zapalenie płuc.
>120
> 100
Poziom mogący powodować śmierć.
Przewidywane efekty drażniące występujące w
Przewidywane efekty drażniące występujące w
populacji narażonej na działanie niskich stężeń
populacji narażonej na działanie niskich stężeń
formaldehydu
formaldehydu
Stężenie
formaldehydu
% populacji wykazujący
Stopień
podrażnienia
mg/m
3
ppm
ujemne reakcje na bodziec
<0.3
<0.25
<20
1-3
0.3-0.6
0.25-0.5
20
3-5
0.6-1.8
0.5-1.5
10-20
>30
5-7
3-5
1.8-3.6
1.5-3.0
20
>30
7-10
5-7
0
- brak reakcji,
1
- minimalne podrażnienie oczu, nosa i gardła, minimalny dyskomfort,
3
- lekkie podrażnienie oczu, nosa i gardła, lekki dyskomfort,
5
- średnie podrażnienie oczu, nosa i gardła, średni dyskomfort,
7
- znaczne podrażnienie oczu, nosa i gardła, dyskomfort,
10 - silne podrażnienie oczu, nosa i gardła, duży dyskomfort: silny odór.
TVOC
TVOC
TVOC
TVOC
TVOC
TVOC
TVOC
TVOC –––––––– Total Volatile Organic Compounds
Total Volatile Organic Compounds
Total Volatile Organic Compounds
Total Volatile Organic Compounds
Total Volatile Organic Compounds
Total Volatile Organic Compounds
Total Volatile Organic Compounds
Total Volatile Organic Compounds
(Mølhave, 1990)
(Mølhave, 1990)
(Mølhave, 1990)
(Mølhave, 1990)
(Mølhave, 1990)
(Mølhave, 1990)
(Mølhave, 1990)
(Mølhave, 1990)
Stężenie TVOC
Przewidywane efekty
< 200 µg/m
3
Poziom komfortu
200 - 3000 µg/m
3
Poziom możliwego dyskomfortu przy obecności
innych czynników
3000 - 25000 µg/m
3
Poziom dyskomfortu
> 25000 µg/m
3
Obszar oddziaływania toksycznego
TVOC całkowita ilość lotnych związków organicznych
mierzona przy pomocy chromatografu gazowego z
płomieniowym detektorem jonizacyjnym kalibrowanym
względem toluenu
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
7
Zalecane stężenia TVOC
Zalecane stężenia TVOC
Zalecane stężenia TVOC
Zalecane stężenia TVOC
Zalecane stężenia TVOC
Zalecane stężenia TVOC
Zalecane stężenia TVOC
Zalecane stężenia TVOC wg
wg
wg
wg
wg
wg
wg
wg. Seiferta
. Seiferta
. Seiferta
. Seiferta
. Seiferta
. Seiferta
. Seiferta
. Seiferta
Grupy lotnych związków organicznych
Zalecane
stężenie µg/m
3
• Alkeny
100
• Węglowodory aromatyczne
50
• Terpeny
30
• Węglowodory halonowane
30
• Estry
20
• Aldehydy i ketony (bez formaldehydu)
20
• Inne
50
SUMA (TVOC)
300
Obecnie
jako
TVOC
rozumie
się
sumę
stężeń
zidentyfikowanych związków organicznych, które na wydruku
chromatograficznym zawierają się pomiędzy pikiem n-hexanu a
n-hexadecanu włącznie, z założeniem, że jedynie powierzchnie
niezdefiniowanych pików są przeliczane na toluen.
Toluen
Toluen
Toluen
Toluen
Toluen
Toluen
Toluen
Toluen
Zapach toluenu (metylobenzenu C6H5CH3) jest wyczuwalny
już przy około 2 ppm, natomiast staje się toksyczny przy
stężeniu powyżej 200 ppm. W budynkach jego koncentracja
nie jest dużo większa niż w powietrzu atmosferycznym. Jest
węglowodorem aromatycznym, występującym w materiałach
budowlanych
pochodzenia
chemicznego
–
jako
rozpuszczalnik. Jest to związek drażniący, działa depresyjnie
na ośrodkowy układ nerwowy. Wchłaniany jest przez drogi
oddechowe, skórę i z przewodu pokarmowego. Przy
długotrwałym oddziaływaniu może wywołać zaburzenia ze
strony
ośrodkowego
układu
nerwowego:
zaburzenia
emocjonalne, zaburzenia koordynacji, senność. Może również
powodować uszkodzenia wątroby, a ponadto zapalenia skóry,
objawiające się wysuszeniem, zaczerwienieniem i pękaniem.
Ma zdolność gromadzenia się w mózgu, nerkach i wątrobie.
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen
Ksylen---- (dimetylobenzen) wyczuwalny przy 2 ppm, symptomy
zaczynają się przy 100 ppm. Stężenie na ogół jest niskie i
zbliżone do stężenia w powietrzu atmosferycznym. Jest
stosowany w zakładach poligraficznych i jako rozpuszczalnik
do klejów. Po dłuższym wdychaniu powoduje osłabienie
koncentracji uwagi, zaburzenie wzroku i równowagi, bóle
głowy i zmiany w zakresie składników krwi. Może też
powodować uszkodzenia serca, wątroby, nerek i systemu
nerwowego.
Benzen
Benzen
Benzen
Benzen
Benzen
Benzen
Benzen
Benzen
Benzen jest akceptowalny jeszcze przy 10 ppm, toksyczny
powyżej 50 ppm. Węch ludzki wyczuwa go przy 1 ppm.
Znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle i rzemiośle jako
rozpuszczalnik do paliw płynnych. Benzen wykazuje wybitną
rozpuszczalność w tkance tłuszczowej. Po przyjęciu
większych dawek gromadzi się w mózgu i wykazuje typowe
działanie narkotyczne. Benzen jest trucizną atakującą szpik
kostny
i
związkiem
rakotwórczym
odpowiedzialnym
prawdopodobnie za białaczkę mielocytową i ostrą,
nielimfocytarną. Pary benzenu nawet w niewielkim stężeniu,
ale wdychane przez dłuższy czas, wykazują znaczne
powinowactwo do szpiku kostnego i prowadzą do ciężkich
zaburzeń w obrazie krwi.
Dioksyn
Dioksyn
Dioksyn
Dioksynyyyy
Dioksynami nazywa się grupę silnie trujących związków
chemicznych
pochodnych
1,4
dioksyny.
Najbardziej
niebezpiecznym związkiem jest jest
2,3,7,8-TCDD czyli
2,3,7,8-tetrachlorodibenzo–1,4 dioksyna (jest ona około
10000 razy bardziej trująca niż cyjanek potasu). Już
niewyobrażalnie małe ilości ( wchłonięcie dziennie więcej niż
10 pikogramów na kg ciała ) są dla organizmu szkodliwe. (1
pikogram = 10
-12
g ). Dioksyny powstają przy spalaniu
odpadów z niektórych tworzyw sztucznych. Jednakże związek
ten może także powstać wewnątrz pomieszczeń; gdy spalane
są rozpuszczalniki zawierające chlorowane węglowodory albo
drewno impregnowane pięciochlorofenolem.
Dioksyn
Dioksyn
Dioksyn
Dioksynyyyy
Następstwem ostrego zatrucia dioksyną są zaburzenia w
tworzeniu się hemoglobiny, zapalenie trzustki, a także
obniżenie odporności na infekcje, pogorszenie samopoczucia,
zaburzenia uwagi oraz zmiany neurologiczne.
Dioksyna jest prawdopodobnie związkiem rakotwórczym,
powodującym także wzmożone występowanie anomalii
rozwojowych u noworodków.
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 2
8
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon jest gazem bezbarwnym, o charakterystycznym
zapachu wyczuwalnym już w stężeniu 0,2 mg/m
3
. W
temperaturze pokojowej rozkłada się wolno, w wysokiej
rozkład następuje szybko.
Szkodliwe działanie ozonu i innych utleniaczy skierowane jest
głównie na układ oddechowy. Ze względu na niewielką
rozpuszczalność w wodzie przenika aż do oskrzelików i
pęcherzyków płucnych. Wysokie stężenie ozonu, rzędu
kilkunastu mg/m
3
wywołuje toksyczny obrzęk płuc, krwotok i
śmierć.
W mikrobiologii stosuje się ozon jako najsilniejszy środek
dezynfekcyjny, który łatwo niszczy komórki bakterii.
Efekty zdrowotne ekspozycji na działanie
Efekty zdrowotne ekspozycji na działanie
Efekty zdrowotne ekspozycji na działanie
Efekty zdrowotne ekspozycji na działanie
Efekty zdrowotne ekspozycji na działanie
Efekty zdrowotne ekspozycji na działanie
Efekty zdrowotne ekspozycji na działanie
Efekty zdrowotne ekspozycji na działanie
ozonu
ozonu
ozonu
ozonu
ozonu
ozonu
ozonu
ozonu
Stężenie
ozonu
[mg/m
3
]
Efekty zdrowotne
0,2
Po dłuższej ekspozycji działa drażniąco,
wywołuje kaszel, znużenie, senność, bóle
głowy, spadek ciśnienia krwi
2,0
te same objawy po 2 h ekspozycji
6,0
te same objawy po 1 h ekspozycji
9 – 20
Przyspieszenie tętna, senność i bóle głowy
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon
Ozon jest związkiem bardzo aktywnym i silnie reagującym z
innymi pierwiastkami. Jako silny utleniacz może bardzo
szybko utlenić inne związki, zmieniając ich strukturę i
właściwości. Wiele zanieczyszczeń, które znajdują się w
powietrzu po zmieszaniu ze sobą i wejściu w reakcję staje się
dużo bardziej drażniącymi niż przed tym procesem.
Przykładem może być utlenienie przez ozon terpentyn w
wyniku czego powstają aldehydy, ketony i kwasy organiczne,
które są groźniejsze niż same terpentyny.
Znaczący wpływ na powstawanie nowych związków ma
sposób wentylacji. Im mniejsza wymiana powietrza w
pomieszczeniu tym dłuższy czas mają składniki aby wejść ze
sobą w reakcję.