BEZPIECZEC
STWO PRACY 10/2007
dr inż. ELŻBIETA JANKOWSKA
dr MAŁGORZATA POŚNIAK
Zanieczyszczanie powietrza
mgr EDYTA WALICKA
Centralny Instytut Ochrony Pracy
 Państwowy Instytut Badawczy
w pomieszczeniach biurowych
dymem papierosowym
W artykule przedstawiono wyniki badania stężenia, rozkładu wymiarowego i składu chemicznego cząstek w po-
wietrzu w pomieszczeniu z dozwolonym paleniem papierosów w ciągu dnia pracy. Przedstawiono również wyniki
badania stężenia liczbowego i masowego oraz rozkładu wymiarowego cząstek w pomieszczeniu bez dozwolonego
palenia papierosów. Badania wykazały, że podczas palenia papierosów są przede wszystkim emitowane cząstki o
wymiarach 0,107-0,124 �m, a więc cząstki nanometryczne. Zawartość sumy WWA we frakcji drobniejszej dymu
PM0.25 była większa w porównaniu do frakcji PM10.
Contamination of the air in office rooms with cigarette smoke
The article presents results of an investigation of the concentration, size distribution and chemical compound of particles
suspended in the air in a room in which cigarette smoking is permitted during the working day. Also presented are results of an
investigation of the number and mass concentration, and size distribution of particles in the air of a room in which smoking is
not permitted. Investigations showed that during cigarette smoking it was primarily particles 0.107-0.124 m in diameter, i.e.,
nanoparticles, that were emitted. The content of PAHs in the measured fractions indicated that the fraction of PM0.25 contained
more PAHs than the fraction of PM10.
Ilościowa ocena narażenia osób przebywają-
Wprowadzenie Stężenie, rozkład wymiarowy
cych w pomieszczeniu, w którym dopuszcza się
i skład chemiczny cząstek
Dym tytoniowy jest powszechnym zanieczysz-
palenie papierosów jest trudnym do realizacji zada-
czeniem powietrza w mieszkaniach i domach, w powietrzu w pomieszczeniu
niem, przede wszystkim z uwagi na małe wymiary
a także obiektach użyteczności publicznej.
z dozwolonym paleniem papierosów
cząstek dymu papierosowego oraz skomplikowany
Znacznie więcej substancji toksycznych wdycha
ich skład chemiczny. Metody filtracyjno-wagowe,
Pomiary stężenia i rozkład wymiarowy cząstek
się w zadymionym pokoju niż na ulicach wielkiego
stosowane rutynowo do pomiarów stężeń pyłów
określono za pomocą metod optycznych z zasto-
miasta w godzinach szczytu. Pod względem fizy-
na typowych stanowiskach pracy nie mogą być
sowaniem następujących przyrządów:
kochemicznym jest to heterogenny aerozol, po-
często wykorzystywane do oceny narażenia
 licznika kondensacyjnego P-TRAK  po-
wstający wskutek niecałkowitego spalania tytoniu.
na cząstki dymu papierosowego ze względu
miar stężenia liczbowego cząstek o wymiarach
Składa się z fazy gazowej i rozproszonych w niej
na niewystarczającą dokładność tych metod
od 0,02 �m do 1 �m
cząstek stałych. Z uwagi na fakt, że procesowi
w odniesieniu do frakcji pyłów drobnych. Również
 fotometru DUST-TRAK  pomiar stężenia
spalania towarzyszy wytwarzanie ciepła, składniki
pełna analiza ilościowa szkodliwych substancji
masowego dla cząstek o wymiarach od 0,1 �m
dymu tytoniowego ulegają pirolizie, a aktywne
chemicznych emitowanych do powietrza podczas
do 10 �m
cząstki łączą się ze sobą w procesie pirosyntezy.
palenia papierosów jest w zasadzie niemożliwa
 systemu analizy wymiarowej cząstek SMPS
W konsekwencji wśród składników dymu tytonio-
do wykonania. Z tego względu do pomiarów
 pomiar stężeń liczbowych i masowych oraz
wego występuje ponad 4000 substancji mających
stężeń i rozkładu wymiarowego cząstek zawartych
rozkładów wymiarowych cząstek o wymiarach
szkodliwe działanie na organizm.
w dymie tytoniowym jest konieczne stosowanie
od 0,017 �m do 0,604 �m.
Głównymi składnikami dymu tytoniowego
metod optycznych i ograniczenie oceny zagrożeń
Przeprowadzono cztery serie badań w jednogo-
są: azot, tlen, cyjanowodór, tlenki azotu, akry-
chemicznych do związków najbardziej niebez-
dzinnych odstępach czasu. Sondy do pomiaru stężeń
laldehyd, amoniak i ditlenek węgla, wchodzące
piecznych dla zdrowia, np. wielopierścieniowych
i rozkładów wymiarowych cząstek za pomocą
w skład fazy gazowej. Pozostałe składniki to faza
węglowodorów aromatycznych stanowiących
metod optycznych umieszczono w środku pomiesz-
cząstek stałych, tzw. substancje smoliste, czyli
w dymie papierosowym liczną grupę związków
czenia. W celu wyeliminowania wpływu parametrów
cząstki dymu tytoniowego pozbawione nikotyny
o działaniu rakotwórczym.
powietrza zewnętrznego na parametry powietrza
i wilgoci zawierające substancje chemiczne, m.in.
Celem badań przedstawionych w artykule było
wewnętrznego, podczas badań w pomieszczeniu
substancje o działaniu rakotwórczym:
określenie wpływu palenia papierosów w pomiesz-
były zamknięte okna i w miarę możliwości drzwi.
 wielopierścieniowe węglowodory aroma- czeniach pracy z dozwolonym paleniem papiero-
W celu określenia wpływu palenia papierosów
tyczne (WWA), w tym benzo[a]piren dibenzo- sów na poziom stężeń i rozkład wymiarowy czą-
na stężenia cząstek zawieszonych w powietrzu
[a,h]antracen
stek zawieszonych w powietrzu oraz porównanie
w pomieszczeniu z dozwolonym paleniem pa-
 N-nitrozonornikotyna, nitrozopiperydyna, głównych niebezpiecznych substancji chemicznych
pierosów wykonano również badania stężenia
nitrozopirolidyna, di-n-�-butylonitrozoamina zawartych we frakcjach PM10 i PM0,25 pyłów.
 związki niklu, kadmu i arsenu, polon-210 Badania przedstawione w tym artykule liczbowego i masowego oraz rozkładu wymiaro-
 �-naftyloamina, aminofluoren, aminostyl- są kontynuacją prac, których wyniki zostały opu- wego cząstek w pomieszczeniu bez dozwolonego
ben, o-toluidyna, n-nitrotoluen [1]. blikowane we wcześniejszej publikacji [2]. palenia papierosów.
15
BEZPIECZEC
STWO PRACY 10/2007
Z zastosowaniem pompek SKC 100-3000 oraz w zakresie 0,01-0,05 m/s. Warunki badań w po- Z analizy przebiegów zależności stężeń liczbo-
próbników Sioutas Cascade Impactor (pomiar mieszczeniu bez dozwolonego palenia papierosów wych i stężeń masowych (SMPS) wynika, że:
frakcji PM10, PM0.25) pobierano próbki powietrza były następujące: temperatura 24 oC, wilgotność  wraz ze wzrostem wartości stężenia liczbowego
w celu oznaczenia głównych niebezpiecznych w poszczególnych pomiarach, maksimum krzywych
względna 53% i prędkość powietrza 0,05 m/s.
substancji chemicznych zawartych w pyłach. przesuwało się w kierunku cząstek o mniejszych
Przy tych zmianach parametrów powietrza
Frakcja PM10 jest to frakcja zawierająca cząstki wymiarach (rys. 3.) i występowało w odniesieniu
oraz różnej liczbie osób palących papierosy (od
o średnicy aerodynamicznej równej lub mniejszej do cząstek o wymiarach 0,107-0,124 �m
1 do 4 osób) w różnych odstępach czasu w ciągu
niż 10 �m, natomiast frakcja PM0.25  frakcja  w przypadku stężeń masowych, maksimum
dnia w pomieszczeniu zaobserwowano nastę-
zawierająca cząstki o średnicy aerodynamicznej krzywych występowało dla cząstek o wymiarze
pujące zmiany stężeń i rozkładów wymiarowych
mniejszej lub równej 0,25 �m [3, 4]. 0,294 �m, niezależnie od wartości tych stężeń
cząstek w powietrzu.
Analizę ilościową substancji chemicznych (rys. 5.).
W środku typowego pomieszczenia biurowe-
 wielopierścieniowych węglowodorów aro- Określając masy pyłów metodą filtracyjno-
go z dozwolonym paleniem papierosów stężenia
matycznych wykonano stosując chromatograf -wagową stwierdzono, że badany dym papiero-
zmierzone z użyciem wszystkich mierników
cieczowy firmy Gynkotek z detektorem spektro- sowy zawierał przede wszystkim cząstki drobne:
optycznych wykazywały podobne tendencje
fotometrycznym model UVD 170S, autosample- 91-97% cząstek o wymiarach poniżej 2,5 �m,
zmian podczas pomiarów wykonanych o godz.
rem oraz komputerem [5]. 85-94% poniżej 1 �m, 73-90% poniżej 0,5 �m
11:30, 12:30, 13:30 i 14:30 (rys. 1-6).
i 60-72% cząstek poniżej 0,25 �m.
Wartości stężeń masowych cząstek o wymia-
Wyniki badania stężeń i rozkładów wymiarowych
rach od 0,1 do 10 �m określone z zastosowaniem
cząstek w powietrzu Wyniki badania głównych niebezpiecznych substancji
miernika DUST-TRAK wahały się w ciągu dnia
chemicznych we frakcjach pyłów
w zakresie 2,9-4,2 mg/m3, podczas gdy wartość
Wyniki badania stężeń i rozkładów wymiarowych
stężenia w pomieszczeniu bez dozwolonego pale-
cząstek z użyciem mierników optycznych (P-TRAK, Zestawienie wyników oznaczania wielopierście-
DUST-TRAK, SMPS) przedstawiono na rys. 1-6. Warto- nia papierosów wynosiła 0,2 mg/m3 (rys. 1.).
niowych węglowodorów aromatycznych we frakcji
Wartości stężeń liczbowych cząstek o wy- PM10 i PM0.25 pyłów w pomieszczeniu biurowym z do-
ści podane na rysunkach są wartościami uśrednionymi
uzyskanymi z co najmniej trzech pomiarów jednost- miarach od 0,02 do 1 �m (P-TRAK) zmieniały
zwolonym paleniem papierosów podano w tabeli.
się w ciągu dnia w zakresie 6,0-11,2x1010 #/m3,
kowych. Temperatura powietrza w pomieszczeniu Badania te wykazały, że WWA  benzo[a]antracen,
z dozwolonym paleniem papierosów wahała się podczas gdy wartość stężenia liczbowego w po- chryzen, benzo[b]fluoranten, benzo[k]fluoranten,
w ciągu dnia pracy w zakresie 24-27 oC, wilgotność mieszczeniu bez dozwolonego palenia wynosiła benzo[a]piren, dibenzo[ah]antracen i indeno-
względna w zakresie 39-43%, a prędkość powietrza 1,3x1010 #/m3 (rys. 2.). [1,2,3-cd]piren występowały zarówno we frakcji
Rys. 2. Stężenie liczbowe cząstek z zakresu od 0,02 do 1 �m (P-TRAK) występujących
Rys. 1. Stężenie masowe cząstek z zakresu od 0,1 do 10 �m (DUST-TRAK) występujących
w powietrzu w pomieszczeniu bez/z dozwolonym paleniem papierosów
w powietrzu w pomieszczeniu bez/z dozwolonym paleniem papierosów
Fig. 2. Number concentration of particles from the 0.02 1 �m range (P-TRAK) su-
Fig. 1. Number concentration of particles from the 0.1 10 �m range (DUST-TRAK)
spended in the air of a room in which cigarette smoking is not/is permitted
suspended in the air of a room in which cigarette smoking is not/is permitted
Rys. 3. Stężenie liczbowe cząstek (SMPS) występujących w powietrzu w pomieszczeniu Rys. 4. Skumulowane stężenie liczbowe cząstek (SMPS) występujących w powietrzu
bez/z dozwolonym paleniem papierosów w pomieszczeniu bez/z dozwolonym paleniem papierosów
Fig. 3. Number concentration of particles (SMPS) suspended in the air of a room in Fig. 4. Cumulative number concentration of particles (SMPS) suspended in the air of
which cigarette smoking is not/is permitted a room in which cigarette smoking is not/is permitted
16
BEZPIECZEC
STWO PRACY 10/2007
Rys. 6. Skumulowane stężenie masowe cząstek (SMPS) występujących w powietrzu
Rys. 5. Stężenie masowe cząstek (SMPS) występujących w powietrzu w pomieszczeniu
w pomieszczeniu bez/z dozwolonym paleniem papierosów
bez/z dozwolonym paleniem papierosów
Fig. 6. Cumulative mass concentration of particles (SMPS) suspended in the air of
Fig. 5. Mass concentration of particles (SMPS) suspended in the air of a room in which
a room in which cigarette smoking is not/is permitted
cigarette smoking is not/is permitted
[2] E. Jankowska Wpływ palenia papierosów na stężenia
PM10 jak i PM0.25 we wszystkich badanych próbkach.
Podsumowanie
cząstek drobnych występujących w powietrzu w pomiesz-
Sumaryczna zawartość WWA we frakcji PM10 była
W typowym pomieszczeniu biurowym z dozwo-
czeniu.  Bezpieczeństwo Pracy 9(420)2006, 13-15
w zakresie 0,036-0,140 �g/mg pyłu, a we frakcji
lonym paleniem papierosów wartości stężeń maso-
PM0,25 w zakresie 0,045-0,170 �g/mg. Porównanie [3] http://www.skcinc.com
wych cząstek o wymiarach od 0,1 do 10 �m (DUST-
procentowej zawartość sumy oznaczonych WWA
[4] Ch. Misra, M. Singh, S. Shen, C. Sioutas, P. M. Hall
-TRAK) oraz stężeń liczbowych cząstek o wymiarach
w poszczególnych frakcjach wskazuje, że we frak-
Development and evaluation of a personal cascade impac-
od 0,02 do 1 �m (P-TRAK) były od kilku do kilkunastu
cji drobniejszej PM0,25 udział procentowy WWA tor sampler (PCIS).  Aerosol Science 2002, 33, 1027-1047
razy większe od stężeń określonych w pomieszcze-
jest większy w porównaniu do frakcji PM10 (rys. 7.).
[5] S. Brzez
nicki Wielopierścieniowe węglowodory aro-
niu bez dozwolonego palenia papierosów. Podczas
Analiza lotnych związków organicznych wyka-
matyczne  metoda oznaczania.  Podstawy i Metody
palenia papierosów są przede wszystkim emitowane
zała obecność n-oktanu, toluenu, etylobenzenu, Oceny Środowiska Pracy , 2000, 3(25), 159-164
cząstki bardzo drobne o wymiarach 0,107-0,124 �m
ksylenów w próbkach pobranych frakcji cząstek
(SMPS), a więc o wymiarach nanometrycznych. Ba-
dymu tytoniowego oraz kilka niezidentyfikowa-
Publikacja opracowana na podstawie wy-
dany dym papierosowy zawierał przede wszystkim
nych związków. Łączną zawartość tych związków
ników uzyskanych w ramach programu
cząstki drobne: 91-97% cząstek poniżej 2,5 �m,
w odniesieniu do toluenu  TVOC we frakcji
wieloletniego pn.  Dostosowywanie wa-
85-94% poniżej 1 �m, 73-90% poniżej 0,5 �m
PM10 wynosiła od 0 do 264,4 �g i w PM0,25 od 0 
runków pracy w Polsce do standardów Unii
i 60-72 % cząstek poniżej 0,25 �m. Zawartość
163,4 �g. Badania te wykazały, że 60-90% tych
sumy WWA we frakcji drobniejszej dymu PM0,25 była Europejskiej , dofinansowywanego w latach
związków jest zaadsorobowanych we frakcji
większa w porównaniu do frakcji PM10. 2005-2007 w zakresie badań naukowych
PM0,25 cząstek dymu tytoniowego.
i prac rozwojowych przez Ministerstwo Nauki
W pyłach drobnych pobranych w pomieszcze-
PIŚMIENNICTWO
i Szkolnictwa Wyższego. Główny koordynator:
niu biurowym nie wykryto metali, prawdopodob-
[1] J. E. Zejda, M. Skiba, B. Jaz
wiec-Kanyion, R. Złotkowska
Centralny Instytut Ochrony Pracy  Państwo-
nie ze względu na bardzo niski poziom ich stężeń,
Środowiskowe narażenie na dym tytoniowy a stan układu
wy Instytut Badawczy
poniżej oznaczalności zastosowanych metod. oddechowego.  Medycyna Środowiskowa 1998, 1, 53
Tabela
ZAWARTOŚĆ WWA WE FRAKCJI PM10 I PM0.25 PYŁÓW POBRANYCH W POMIESZ-
CZENIU Z DOZWOLONYM PALENIEM PAPIEROSÓW
Contents of PAHs in the fraction of PM10 and PM0.25 of dust sampled in an office room
in which cigarette smoking is permitted
Sumaryczna Zawartość
Nr Masa próbki zawartość WWA w 1 mg
Frakcja pyłu
próbki [mg] WWA pyłu
[�g] [�g/mg]
PM0.25 1,74 0,079 0,045
1
PM10 2,61 0,095 0,036
PM0.25 1,74 0,082 0,047
2
PM10 2,59 0,098 0,038
PM0.25 0,37 0,063 0,170
3
PM10 0,66 0,093 0,140
PM0.25 0,55 0,143 0,138
4
PM10 0,92 0,175 0,100
PM0.25 0,69 0,049 0,062
5
PM10 1,05 0,065 0,055
PM0.25 1,08 0,151 0,139
6
PM10 1,59 0,160 0,100
PM0.25 1,02 0,140 0,137
Rys. 7. Procentowa zawartość WWA we frakcji PM10 i PM0.25 pyłów pobranych w po-
7
PM10 1,41 0,148 0,104
mieszczeniu biurowym z dozwolonym paleniem papierosów
PM0.25 0,46 0,074 0,160
8 Fig. 7. Contents of PAHs in the fraction of PM10 and PM0.25 of dust sampled in the air
PM10 0,71 0,082 0,110
of a room in which cigarette smoking is permitted
17