IAQ wyk 4

Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 4

Wykład

Wykład 44444444

Dr inż. Jerzy Sowa

Politechnika Warszawska

Politechnika Warszawska
Wydział Inżynierii Środowiska

Wydział Inżynierii Środowiska

Wydział Inżynierii Środowiska
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa

Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa

Realizacja wymaganej jakości powietrza w pomieszczeniach

Układ oddechowy

Układ oddechowy składa się z trzech regionów: jamy nosowo-gardłowej,

tchawicy i oskrzeli oraz płuc.

Obszar płuc składa się z oskrzelików oddechowych (małe, rurkowate

naczynka długości ok. 1 mm i szerokości 0,5 mm, na których końcu

znajdują się pęcherzyki płucne) i splotów pęcherzyków płucnych.

Pęcherzyk płucny można opisać jako małą banieczkę o średnicy ok. 150-

350µm, w której następuje wymiana gazowa pomiędzy otoczeniem a

krwią. Sam miąższ płucny ma konsystencję gąbczastą, a od zewnątrz

okrywa go błona zwana opłucną. Nabłonek pęcherzyków płucnych jest

bardzo cienki, bogato unaczyniony i ma rozległą powierzchnię

zewnętrzną. W związku z tym wchłanianie obcego związku może nastąpić

z bardzo dużą szybkością. Najszybciej absorbowane są gazy i aerozole o

małych rozmiarach cząsteczek i wysokim współczynniku podziału tłuszcz :

woda.

Układ oddechowy

Najczęściej spotykane choroby układu

oddechowego (1)

Zapalenie

Zapalenie płuc

płuc

płuc- wszelkie stany zapalne miąższu tkanki płucnej.

Wywołane one mogą być infekcją bakteryjną (dwoinki, paciorkowce),

wirusową (wirus grypy, odry, różyczki itd.), obecnością grzybów lub

pierwotniaków.

Zapalenie

Zapalenie dróg

dróg

dróg oddechowych

oddechowych

oddechowych- polega na przekrwieniu i obrzęku błony

śluzowej oskrzeli. Przyczyną zapaleń mogą być czynniki zakaźne

(bakterie, wirusy), Fizyczne (nagłe zmiany temperatury otoczenia),

czynniki chemiczne drażniące błonę śluzową oskrzeli (gazy,

aerozole), pasożyty, ciała obce, dym, pyły itd.

Rozedma

Rozedma płuc

płuc

płuc- polega na przeważnie trwałym rozdęciu pęcherzyków

płucnych, a często i drobnych oskrzelików z wtórną utratą

elastyczności tych pęcherzyków. Zjawisko to powoduje zmniejszenie

powierzchni gazowej w płucach, wzrost ciśnienia w tętnicy płucnej i

dodatkowe obciążenie prawej komory serca.

Najczęściej spotykane choroby układu

oddechowego (2)

Pylic

Pylicaaaa płuc

płuc

płuc- wywołane przez pyły o działaniu zwłókniającym, objawiają

się guzowatym rozrostem tkanki włóknistej na skutek przewlekłego

działania cząsteczek pyłów. Rozrastająca się w przestrzeniach

międzypęcherzykowych tkanka włóknista uciska i tym samym

ogranicza miąższ płucny oraz możliwość wymiany gazowej. Pylice

powodują również wtórną niewydolność serca.

Gruźlica

Gruźlica- choroba zakaźna, przenoszona drogą kropelkową lub

pokarmową. Prątki gruźlicy najczęściej osadzają się w płucach gdzie

tworzą ogniska zapalne.

Obrzęk

Obrzęk - polega na tym, że pęcherzyki płucne w wyniku zaburzeń

zamiast wypełnić się powietrzem gromadzą w sobie płyn. Przyczyną

obrzęku płuc może być przeszkoda mechaniczna w odpływie żylnym,

np. wada serca. Duże znaczenie mają też wpływy toksyczne i

zaburzenia przemiany materii.

Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 4

Alergie i system immunologiczny

System odpornościowy ma za zadanie odeprzeć działanie substancji

mogących zaszkodzić organizmowi. Uodparnia on nasze ciało na działanie

wszelkich chorobotwórczych drobnoustrojów (np. bakterii, wirusów). Gdy

ciało wejdzie w bezpośredni kontakt z obcą substancją, immunologiczny

sprawdza, czy substancja, z którą nastąpił kontakt jest szkodliwa, czy też

nie. Jeżeli jest to czynnik szkodliwy, zmobilizowana zostaje obrona: komórki

odpornościowe, a przede wszystkim tak zwane immunoglobuliny próbują

zneutralizować wroga. Immunoglobuliny są prostymi białkami, specjalnymi

przeciwciałami, które niczym klucz do zamka, pasują do określonych toksyn

i infektorów oraz są w stanie je zniszczyć. Relacje pomiędzy substancją

obcą a pasującym do niej przeciwciałem fachowcy nazywają reakcją

antygen-przeciwciało. System immunologiczny magazynuje informacje na

temat ataków oraz zastosowanego sposobu obrony. Przy ponownym

spotkaniu tej samej substancji, system odpornościowy bez „długiego

dobierania klucza” jest w stanie w odpowiednie miejsce skierować

odpowiednie przeciwciała: nasz organizm stał się odporny.

Alergie i system immunologiczny

• Alergie są wynikiem nieprawidłowego działania układu immunologicznego.

Celem tego układu jest dezaktywacja i wydalenie obcych ciał z organizmu,

ale w niektórych przypadkach pod wpływem specyficznych substancji

(alergenów) układ ten działa nieprawidłowo.

• Atopowe reakcje alergiczne stwierdzono u 35 % Europejczyków.

• Największy wskaźnik zachorowań występuje między 15 a 30 rokiem życia.

• Na alergie pyłkowe choruje 20 % mieszkańców Europy (katar sienny,

praktycznie nieznany przed XX w., zaliczany jest dziś do chorób typowych

dla krajów wysoko rozwiniętych). Atopowe zapalenie skóry występuje u 10 -

20% populacji, natomiast u 10% ludzi zanotowano nasilone odczyny

alergiczne po ukąszeniu owadów.

• Wykazano, również większą zachorowalność na choroby atopowe w

miastach niż na wsi, co sugeruje, że ważnym czynnikiem wywołującym

nasilenie się schorzeń alergicznych jest postępujące zanieczyszczenie

środowiska.

Alergie i system immunologiczny

• Choroby atopowe mają podłoże genetyczne. Dziedziczne są:

predyspozycja do choroby atopowej, skłonność narządowa do

wystąpienia reakcji alergicznej oraz stopień ciężkości choroby.

• Prawdopodobieństwo wystąpienia choroby atopowej u potomstwa,

jeżeli atopia nie występuje u żadnego z rodziców, wynosi 12,5%.

Ryzyko zachorowania dziecka jest dwukrotnie większe, jeśli u

jednego z rodziców występuje atopia i czterokrotnie większe, jeśli

atopia występuje u obojga rodziców.

• Ponadto

osoby

urodzone

miesiącach

bezpośrednio

poprzedzających sezon pylenia są bardziej narażone na

wystąpienie alergii na pyłek roślin.

Alergeny

• Alergeny to substancje uczulające, charakteryzujące się pod

względem chemicznym dużą różnorodnością.

• Zaliczamy do nich:

białka (proteiny)
glikoproteiny np. w pyłkach roślin, jadach owadów
hapteny , (organiczne i nieorganiczne związki o prostej

budowie chemicznej, które aby uczulać muszą wcześniej

połączyć się z białkiem tkankowym np. antybiotyki z grupy

penicylin).

Zaburzone działanie systemu

immunologicznego

• Przestaje

funkcjonować

system

rozpoznawania

pomiędzy

substancjami szkodliwymi a niegroźnymi. Większość alergii powodują

tak nieszkodliwe substancje, jak pyłek kwiatowy, kurz domowy lub

krowie białko, prowokując reakcję obronną organizmu.

• Następuje nieporównywalnie mocniejsza reakcja obronna, niż

przyczyna ją wywołująca. Organizm produkuje tysiąckrotnie więcej

przeciwciał, niż wymaga tego reakcja obronna.

• Przeciwciała, które są produkowane, nie doprowadzają organizmu do

uodpornienia, lecz do nadwrażliwości. Obrona, stworzona zasadniczo

w celu chronienia organizmu, sama wyzwala symptomy chorobowe.

Najczęstsze przejawy alergii

• sezonowy katar sienny,

• całoroczny nieżyt nosa,

• astma,

• pokrzywka i alergiczne kontaktowe zapalenie skóry,

• uczulenia na pokarmy,

• uczulenia na żądła pszczół i os,

• anafilaksja (wstrząs anafilaktyczny).

Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 4

Najbardziej pospolite alergeny

• odchody roztoczy kurzu domowego - astma, katar sienny,

• pyłki traw i drzew - katar sienny, astma,

• zarodniki pleśni - katar sienny, astma,

• składniki sierści zwierząt domowych - katar sienny, astma, zmiany

skórne,

• produkty mleczne, jaja, ryby, orzeszki ziemne, owoce (np. truskawki),

• a także leki (np. penicyliny) - objawy żołądkowo-jelitowe, pokrzywka,

obrzęk naczyniowy, anafilaksja,

• jady os i pszczół (pokrzywka, anafilaksja).

Rak i reprodukcja

Czynniki rakotwórcze

Czynniki

Czynniki fizyczne

fizyczne

fizyczne – zaliczamy do nich promieniowanie jonizujące

(uzyskiwane w lampach rentgenowskich, akceleratorach) oraz

promieniowanie emitowane przez pierwiastki promieniotwórcze

Czynniki

Czynniki chemiczne

chemiczne

chemiczne- należy do nich grupa związków i pierwiastków

chemicznych dostających się do powietrza, gleby i wody. Stosunkowo

dużo substancji rakotwórczych znajduje się w powietrzu. Są to

policykliczne węglowodory aromatyczne i niektóre metale.

Czynniki

Czynniki biologiczne

biologiczne

biologiczne- rola wirusów, bakterii oraz innych mikroorganizmów

w rozwoju nowotworów nie została jeszcze definitywnie rozstrzygnięta.

Wiele badań wskazuje, że wirusy zwiększać predyspozycję organizmu do

zachorowania na pewne nowotwory.

Klasyfikacja czynników rakotwórczych

Międzynarodowej Agencji Badań nad

Rakiem (IARC)

Grupa

1111

–

Czynnik

(mieszanina)

lub

zespół

czynników

charakterystycznych dla

określonego

procesu

technologicznego

(zwanego również warunkami narażenia) jest rakotwórczy dla ludzi (88

czynników). Kategoria ta jest stosowana jedynie wtedy, kiedy istnieje

wystarczający dowód działania rakotwórczego na ludzi.

Grupa

Grupa 2222 – Kategoria ta obejmuje zarówno czynniki, mieszaniny i zespoły

czynników

charakterystycznych

dla

określonego

procesu

technologicznego, których stopień dowodu działania rakotwórczego na

ludzi jest wystarczający, jak i te, dla których brak jest dowodu działania

rakotwórczego na ludzi, ale istnieje dowód działania rakotwórczego na

zwierzęta doświadczalne. Czynnik, mieszanina lub określone zespoły

czynników zaliczone są do jednej z grup: 2222AAAA (prawdopodobny

kancerogen) (64 czynniki) lub 2222BBBB (przypuszczalny kancerogen) (236

czynników) na podstawie danych epidemiologicznych, doświadczalnych

lub odpowiednich innych.

Klasyfikacja czynników rakotwórczych

Międzynarodowej Agencji Badań nad

Rakiem (IARC)

Grupa

3333

–

Czynnik

(mieszanina)

lub

zespół

czynników

charakterystycznych dla

określonego

procesu

technologicznego

(zwanego również warunkami narażenia) nie może być klasyfikowany

pod względem działania rakotwórczego na ludzi (496 czynników). Grupa

obejmuje czynniki, mieszaniny i zespoły czynników, które nie mogą być

zaliczone do żadnej innej grupy.

Grupa

4444

–

Czynnik

(mieszanina)

lub

zespół

czynników

charakterystycznych dla

określonego

procesu

technologicznego

(zwanego również warunkami narażenia) prawdopodobnie nie jest

rakotwórczy dla ludzi (1 czynnik).

Skóra i błony śluzowe oczu, nosa i gardła

Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 4

Skóra i błony śluzowe oczu, nosa i gardła

Skóra stanowi barierę oddzielającą resztę organizmu od otoczenia. W

przeszłości przypuszczano, że związki chemiczne nie wnikają do

organizmu przez skórę. Tymczasem przenikanie przez skórę jest w

przypadku większości związków powolne, jednak ta droga

wprowadzania substancji toksycznych do organizmu człowieka jest

jedną z bardzo istotnych. Powierzchnia skóry u dorosłego człowieka

wynosi 1,5 – 2,0 m

Skóra jest nieprzenikliwa dla wody i elektrolitów, ale rozpuszczalniki

tłuszczu jak benzen i ksylen mogą przenikać, rozpuszczają bowiem

barierę oporową. Z gazów przenikają przez skórę: tlen, dwutlenek

węgla, dwusiarczek i czterotlenek węgla, cyjanowodór. Do czynników

wzmacniających wchłanianie należą wzrost ciepłoty i zwiększenie

wilgotności. Przenikanie przez skórę jest procesem zależnym od czasu.

Skóra i błony śluzowe oczu, nosa i gardła

Zanieczyszczenia występujące w powietrzu mogą wywoływać

podrażnienia a następnie zmiany w tkankach skóry, błon śluzowych.

Mogą powodować rumieńce, opuchlizny, ból, jak również odczyny

alergiczne np. stan zapalny,obrzęk, świąd, grudki, pęcherze.

Zanieczyszczenia w powietrzu nie są zbyt groźne dla skóry, za to dużo

bardziej wrażliwe będą błony śluzowe, szczególnie spojówek oczu oraz

błony śluzowe nosogardzieli.

Np. formaldehyd rozpuszcza się w wodzie i dlatego łatwo podrażnia

oczy i błony śluzowe wyższych dróg oddechowych. Efektami będą bóle

i łzawienie oczu, ból i suchość gardła, swędzenie nosa. Podrażnienia

zaczynają się od 0,1 ppm do pow. 1 ppm, w zależności od

indywidualnej tolerancji człowieka.

System nerwowy i efekty czuciowe

• Efekty czuciowe są ważnymi parametrami dla kontroli jakości

powietrza w pomieszczeniu.

• Zmysły, którymi odbieramy eksponowane środowisko to nie tylko

słuch, wzrok, dotyk i smak ale również skóra i błony śluzowe.

• Niektóre systemy czuciowe akumulują w sobie dozy i reagują

dopiero po pewnym czasie, inne natomiast wraz z upływem czasu

przyzwyczajają się.

• Na sposób podrażnienia wpływa wiele czynników tj. poprzednia

ekspozycja, temperatura skóry.

• Ludzie integrują różne sygnały środowiskowe i formułują je jako

całościowe odczucie komfortu lub dyskomfortu.

Odczuwanie zapachów

U ssaków receptory węchowe znajdują się w tylnej jamie nosowej, w

obrębie nabłonka węchowego. Podstawowymi elementami odbierającymi

bodźce węchowe są dwubiegunowe komórki receptorowe. Ich wypustki

dochodzą do opuszki węchowej, w obrębię której znajdują się neurony

nerwu węchowego. W zależności od wykorzystania bodźców

zapachowych jako źródła informacji o otoczeniu rozróżnia się zwierzęta

mikrosomatyczne (o słabym powonieniu) - należy do nich człowiek, oraz

makrosomtyczne, u których węch odgrywa ważną rolę w orientacji w

środowisku- należą do nich ssaki owadożerne, gryzonie, kopytne i

niektóre psowate.

Odczuwanie zapachów

Wrażliwość na bodźce węchowe zależy od wielkości powierzchni

nabłonka węchowego i liczby komórek węchowych. Przykładowo człowiek

ma ok. 5 mln komórek na 5 cm

węchowego i rozróżnia kilka tysięcy

zapachów. Pies owczarek ma ponad 200 mln komórek węchowych na

powierzchni ok. 80 cm

. O pobudzenia narządu węchu u psa wystarcza

kilka cząsteczek substancji zapachowej.

Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 4

Odczuwanie zapachów

Większość zanieczyszczeń gazowych w środowisku wewnętrznym

pomieszczeń charakteryzuje się zapachem wyczuwalnym przy dość

wysokiej koncentracji. Niektóre zapachy są jednak wyczuwalne nawet

dużo poniżej granicy analitycznie wykrywalnej. Sam zapach może obniżać

poczucie komfortu powietrza, a nawet irytować przebywających w

pomieszczeniu ludzi, ale nie powoduje on żadnych szkód w organizmie.

Może za to spełniać zadanie ostrzegawcze. Zapach jest często pierwszym

sygnałem, dzięki któremu wykrywamy obecność nowego związku w

powietrzu. Dlatego najbardziej niebezpieczne będą te związki, które są

toksyczne a jednocześnie bezwonne , np. tlenek węgla.

System nerwowy

Komórki nerwowe mają wolniejszy metabolizm przetwarzania

związków toksycznych. Najważniejsze z potencjalnych substancji

neurotoksycznych znajdujących się w powietrzu w pomieszczeniach

to VOC : aceton, benzen, toluen, cykloheksan, n-heksan,

formaldehyd, styren, rozpuszczalniki.

Te ostatnie są powszechnie stosowane w przemyśle, często można je

też spotkać w domach np. jako składniki środków czyszczących,

rozpuszczalniki.

Sposób działania toksycznego wiąże się z ich rozpuszczalnością w

tłuszczach i lotnością. Łatwo są wchłaniane przez drogi oddechowe i

skórę. Mają zdolność gromadzenia się w tkance nerwowej, co

powoduje objawy narkotyczne.

Klasyfikacja substancji narkotycznych

Ze względu na sposób działania narkotyki dzieli się na :

1. narkotyki bez określonego działania toksycznego, jak np.

podtlenek azotu, węglowodory alifatyczne, olefiny, estry, etery.

2. narkotyki podrażniające ośrodkowy układ nerwowy- alkohole,

związki nieorganiczne zawierające siarkę, dwusiarczek węgla,

3. narkotyki działające szkodliwie na narządy krwiotwórcze, głównie

szpik

kostny-

węglowodory

aromatyczne

ich

chlorowcopochodne,

4. narkotyki działające bezpośrednio na krew i układ krwionośny-

aromatyczne związki aminowe i nitrowe (anilina, nitrobenzen i ich

homologi).

System krwionośny

Krew

Krew to płynna tkanka pełniąca liczne czynności w życiu organizmu:

dostarcza komórkom tlenu, wydala niektóre produkty przemiany materii,

bierze udział w procesach odpornościowych itp. Ogólnie biorąc krew

pośredniczy między światem zewnętrznym a organizmem. Krew znajduje

się w nieustannym ruchu; krążąc w systemie naczyń zamkniętych

dociera do wszystkich narządów i przenosi niezbędny dla komórek tlen

oraz produkty odżywcze. Potrzebną ilość tlenu krew dostarcza tkankom

pobierając go z płuc. Główną rolę w tej w tej funkcji krwi odgrywają

krwinki czerwone. Z kolei z tkanek krew zabiera „produkty” przemiany

materii- dwutlenek węgla, mocznik, kwas mlekowy i inne rozpuszczalne

związki chemiczne. Dwutlenek węgla przenoszony jest przez krew do

płuc i usuwany podczas procesu oddychania. Natomiast inne

niepotrzebne substancje wydalane są z krwi przez nerki i częściowo

przez skórę.

Układ gastryczny, wątroba i nerki

Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 4

Układ gastryczny, wątroba i nerki

Układ gastryczny u człowieka ma kontakt przede wszystkim z

zanieczyszczeniami i związkami chemicznymi znajdującymi się w

jedzeniu i napojach. Organy wewnętrzne takie jak wątroba i nerki nie

stykają się bezpośrednio z powietrzem. Przyczyn chorób i zatruć układu

trawiennego lekarze szukają w pożywieniu. Jednak ponieważ organizm

ludzki jest całością więc zanieczyszczenia pojawiające się w innych

organach mogą zostać przeniesione przez układ krwionośny do

wszystkich komórek ciała. Może się też zdarzyć, że większe cząstki

pyłów we wdychanym powietrzu nie docierają do pęcherzyków

płucnych. Zostają za to usunięte przez ruch rzęsek nabłonka do jamy

ustnej i mogą zostać połknięte. A ponieważ na cząstkach pyłów często

osadzają się różne substancje (między innymi policykliczne związki

aromatyczne) więc mogą z powietrza znaleźć się w odcinku jelitowo-

żołądkowym.

OCENA RYZYKA

OCENA EKSPOZYCJI

DOZA-REAKCJA

CHARAKTERYSTYKA

RYZYKA

IDENTYFIKACJA ZAGROŻENIA

Stężenie

zanieczyszczeń

Czas trwania

ekspozycji

Ekspozycja

Czynniki

dozymetryczne

(iloczyn)

Doza

Zależność

doza reakcja

Ryzyko

jednostki

odniesione do

czasu życia

Ryzyko

jednostki

odniesione do

czasu życia

Narażona
populacja

Ryzyko dla
zagrożonej

populacji

(mg/m

)

(dni)

(mg/m

*dni)

/dni)*

(-)*

(1/kg)

(mg)

(kg*dzień)

kg*dzień *Praw

mg*czas życia

Prawdopodobie

stwo

czas życia

Ilość ludzi*Czas

ycia

Ilość lat

Ilość

przypadków

rok

Zależność doza

Zależność doza--------reakcja

reakcja

Analizy w ujęciu probabilistycznym

Ryzyko śmierci

3,2/10000 Zapalenie płuc

2,8/1000 Choroby serca
2/1000 Nowotwory łącznie

5,9/1000 Nowotwory układu oddechowego

1/1000 Nowotwory płuc

Uwaga: Dane dla USA

Śmiertelność szacowana a rzeczywista

Dr inż. Jerzy Sowa, Wykład 4

Zarządzanie ryzykiem

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
IAQ wyk 2
IAQ wyk 11
IAQ wyk 5
EDI wyk
Wyk ad 5 6(1)
zaaw wyk ad5a 11 12
Wyk 02 Pneumatyczne elementy
Automatyka (wyk 3i4) Przel zawory reg
Wyk ECiUL#1 2013
wyk II
Wyk 07 Osprz t Koparki
budownictwo stany skupenia wyk 3
6 wykad WiĄzania chemiczne[F]
Wyk ECiUL#9S 2013

więcej podobnych podstron