Экология класса: чем дышат наши дети? 

Дети школьного возраста проводят большую часть (от 70 до 90%) своего времени в помещениях, в учреждениях образования школьники ежедневно находятся от 4 до 10 часов, а значит для сохранения здоровья, высокого уровня работоспособности, хорошего настроения и самочувствия большое значение имеют параметры внутренней среды классов, экология класса.

Важными элементами экологии класса, обеспечивающими комфорт и сохранение здоровья, являются параметры микроклимата и показатели качества воздуха.

Известно, что организм ребенка в большей степени подвержен влиянию неблагоприятных воздействий окружающей среды.

Учреждения образования разных районов  г.Минска принимали участие в экологическом мониторинге в рамках международного научного исследования «Внутришкольная среда и заболеваемость органов дыхания у детей» (2011 – 2013 гг.) наряду со странами Центральной и Восточной Европы, Средней Азии. В исследовании приняли участие более 100 школ, количество учащихся задействованных в изучении условий внутришкольной среды около 7 тысяч. Исследование проведено в течение отопительного сезона в школах города, отличающихся соотношением жилой и производственной зон, развитостью сети автомагистралей, плотностью автомобильного потока, годом постройки, проектной вместимостью и наполняемостью (таблица 1). При этом зданий школ построены по типовым проектам, что обусловило единый тип системы отопления – центральное (водяное), систему вытяжной вентиляции.

Данный мониторинг параметров внутришкольной среды осуществлялся в режиме реального времени и включал  измерение концентраций загрязнителей (бензола, толуола, этилбензола, ксилола, диоксида азота, формальдегида, углекислого газа, твердых частиц размером менее 10 мкм) внутри и снаружи школ, а также непрерывное в течение дня измерение параметров микроклимата (температура и относительная влажность воздуха), анкетирование учащихся и их родителей, оценку респираторной функции школьников.

Проведенное анкетирование родителей учащихся начальных классов (8-10 лет) выявило достаточно высокую распространенность респираторных и аллергических симптомов среди школьников г. Минска.

Распространенность симптомов (в течение более 2 недель за последний год) у школьников:

Заложенность носа, насморк– 47,2%

Аллергические реакции – 21,8%

Сухой кашель ночью (не связанный с простудой) – 14,9%

Кожная сыпь, экзема – 14,7%

Регулярный кашель – 12,5%

Конъюнктивит – 5,6%

Дальнейший анализ показал, что в классах с более высокими концентрациями загрязнителей и неблагоприятными параметрами микроклимата респираторные симптомы отмечены статистически значимо чаще.

Параметры микроклимата. Санитарными нормами и правилами регламентируются оптимальные параметры температуры воздуха в классах в холодный период года: от +18 до +20°С. Относительная влажность воздуха в основных помещениях учреждения образования предусматривается в пределах 30 - 60%.

В столичных школах ни в одном из обследованных помещений средняя температура в учебное время не была ниже установленной в требованиях. В большинстве случаев (90% помещений) средняя температура составила более 20,0⁰С. Относительная влажность воздуха в обследованных классах составляла от 11,5% до 43,9%. В половине классов средняя влажность составляла менее 30%. Снижение температуры достигалось регулярным сквозным проветриванием на перерывах. При прекращении проветривания температура быстро достигала нормируемых величин, субъективно детьми воздух ощущался как свежий, создавались комфортные условия для учебы.

Высокая температура воздуха в школьных кабинетах затрудняет отдачу тепла, вызывает напряжение механизмов терморегуляции, усиление потоотделения, ощущение теплового дискомфорта, снижение внимания и работоспособности. Низкая относительная влажность воздуха в помещениях в отопительных период способствует пересыханию слизистых, нарушению их защитной функции, развитию респираторных симптомов.

Говоря о качестве воздуха известно, что воздух городов загрязняется выбросами промышленности и транспорта. Вместе с тем, воздух внутри помещений зачастую загрязнен ещё сильнее наружного, что подтверждено собственными исследованиями лаборатории гигиены детей и подростков научно-практического центра гигиены. Концентрации некоторых вредных для здоровья веществ внутри помещений значительно превышают их содержание в атмосферном воздухе, иногда в десятки раз.

Величины концентраций исследуемых загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Минска по результатам  международного научного исследования не превышали установленных гигиенических нормативов. При расположении школы вблизи оживленных транспортных магистралей концентрации диоксида азота на пришкольной территории хотя и не превышали допустимых концентраций, но были значительно (до 8 раз) выше, в сравнении со школами, расположенными в глубине квартала, что является закономерным, т.к. основным источником загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота является сжигание топлива.

Значения концентраций этилбензола, толуола и ксилолов в атмосферном воздухе колебались незначительно и были существенно ниже установленных нормативов. Таким образом, качество воздуха на пришкольных территориях было достаточно высоким.

 

Согласно Европейскому стандарту, который описывает создание здорового и комфортного микроклимата, наружный воздух разделён на 5 уровней: от 1 (чистый воздух, за исключением временных загрязнений, например, пыльцы) до 5 (воздух с высокой концентрацией газа и частиц). По результатам выполненного нами исследования на пришкольных территориях в различных районах Минска показатели концентрации  углекислого газа (СО₂) колебались от 316 до 450 ppm в зависимости от расположения учреждения и погодных условий; среднее значение составило 376 ppm, в большинстве случаев параметры соответствовали уровню 2/3 – качество воздуха для небольших городов (уровни концентрации СО₂  до 400 ppm и PM10 10-30 мг/м³). Уровень CO₂ возле двух учреждений превышал 400 ppm, однако не поднимался выше 450 ppm  - уровень 4/5 – качество воздуха в центре города. Данные учреждения были расположены вблизи транспортных магистралей в различных районах города, что подтверждает роль автотранспорта как приоритетного источника загрязнения воздуха. Обращает на себя внимание, что на территориях двух школ средняя концентрация CO₂ составила менее 350 ppm, что классифицируется Европейским стандартом как норматив для воздуха сельской местности без значительных источников загрязнения – уровень 1.

В воздухе классов обнаружены различные вредные химические вещества, способные вызвать аллергические реакции, раздражение слизистых и кожи,  нарушают нормальную работу центральной нервной и других систем организма,  являющиеся потенциальными мутагенами и канцерогенами.

Основные источники загрязнения воздуха классов:

• строительные, отделочные материалы;
• предметы интерьера (мебель, ковры);
• средства бытовой химии;
• компьютерная техника;
• человек!.

Значения концентраций большинства загрязнителей в воздухе классов школ были выше в сравнении с их значениями в атмосферном воздухе на прилегающей территории, что свидетельствует о наличии источников загрязнения внутри помещений. Концентрации загрязнителей варьировали в классах одной школы в зависимости от этажа размещения, ориентации окон, наполняемости, использованных отделочных материалов, мебели и режима эксплуатации. Вмесите с тем, концентрации загрязнителей воздуха классов в большинстве случаев были существенно ниже установленных гигиенических нормативов, за исключением формальдегида в воздухе классов одной из новых минских школ, с новой мебелью и отделкой помещений, оргтехникой.

Стоит особо отметить дневную динамику концентрации СО₂ – индикатора загрязнения воздуха антропотоксинами. Так, качество внутреннего воздуха считается высоким, если концентрация углекислого газа в помещении превышает концентрацию в наружном воздухе не более чем на 400 ppm (т.е. не превышает ориентировочно 800-850 ppm). Результаты исследования позволили констатировать, что уровень концентрации СО₂ в классах существенно увеличивался в течение урока, достигая при неблагоприятных условиях к концу учебного дня значений 2 500 ppm и более. Во время перерывов, если дети покидали класс и учитель осуществлял проветривание – наблюдалось быстрое снижение концентрации углекислого газа до приемлемых уровней (500-700 ppm) (рисунок 1).

 

 

Следующий рисунок отражает исходно высокий уровень CO₂ внутри класса и постепенное увеличение содержания CO₂ в динамике учебного дня даже при достаточно низкой наполняемости класса (15 человек). При этом дети в течение дня на переменах практически не покидали класс, и его проветривание не осуществлялось. Более того, достаточно высокие уровни CO₂ (1200 – 1686 ppm) на начало учебного дня (вторая смена) позволяют констатировать нарушение санитарно-гигиенического режима по уборке и проветриванию помещений между учебными сменами (рисунок 2).

Наиболее высокие средние за день концентрации СО₂ зафиксированы в классах с высокой наполняемостью, при отсутствии проветривания в различных школах и районах города.

Таким образом, результаты собственных исследований подтверждают имеющуюся доступную информацию в литературе, позволяя выделить актуальные факторы риска повышения уровня загрязнения воздуха в современных школах республики.

• Нерегулярное проветривание или его отсутствие
• Переполненность классов (менее 2 м² на человека)
• Уборка с использованием моющих средств при закрытых окнах
• Недавний ремонт помещений
• Переоснащение новой мебелью
• Ковровые покрытия

Своевременные и адресные мероприятия по улучшению параметров микроклимата и качества воздуха внутришкольных помещений позволяют минимизировать риск вредного воздействия и включают следующие направления: устранение возможных источников загрязнения и обеспечение воздухообмена

Устранение или минимизация источников загрязнения:

• Рациональное использование и хранение средств бытовой химии

• Качественные и безопасные отделочные материалы, мебель

• Поддержание оптимальной температуры и влажности

Обеспечение воздухообмена

• Самый простой способ – проветривание. Важно! если в помещении установлены герметичные стеклопакеты, то приток воздуха может осуществляться только через открытое окно, если окна закрыты, приток воздуха практически отсутствует, а значит, не работает и естественная вентиляция; обязательно проветривать во время использования средств бытовой химии. До и после окончания учебных занятий, а также между первой и второй сменами учебных занятий, при обязательном отсутствии учащихся, должно проводиться сквозное проветривание классов. Длительность проветривания регламентируется снижением температуры воздуха в помещении в холодное время года до +14°С. Одностороннее проветривание помещений может проводиться в присутствии учащихся: в теплое время года – непрерывно, в холодное – до снижения температуры воздуха в помещении до +17° С.

• Современные вентиляционные системы (принудительная вентиляция) обеспечивают воздухообмен при недостаточности естественной вентиляции.

Дополнительно механизмами улучшения качества воздуха могут быть: 

различные приборы для очистки и кондиционирования воздуха (озонатор, ионизатор, мойка воздуха, увлажнитель, ультрафиолетовые лампы, комбинированные системы) и комнатные растения.

• Растения снижают концентрацию многих загрязняющих веществ в воздухе, улучшают микроклимат помещения, являются источником фитонцидов, отрицательных аэроионов – способствуют снижению частоты респираторных заболеваний. Кроме того, растения способствуют снятию эмоционального напряжения, делают помещение более привлекательным.
• Концентрация токсических соединений в воздухе помещения уменьшается на 50–75 % при наличии трех единиц крупных комнатных растений.
• Наиболее эффективно очищают воздух от химических загрязнителей: аглаонема, шеффлера , банан комнатный, фикус Бенджамина, драцена, плющ обыкновенный, хлорофитум, диффенбахия, алоэ и другие.

Обеспечение оптимальных гигиенических условий в школе — важный элемент здоровьесберегающих технологий. Установлено, что только оптимизация санитарно-гигиенических условий способствует улучшению здоровья учащихся на 11%.  Выполнение санитарно-гигиенических мероприятий на должном уровне обеспечивает снижение содержания загрязнителей в воздухе классов.

Н.В. Карпович – младший научный сотрудник лаборатории гигиены детей и подростков, Т.Н. Пронина – зав. лабораторией гигиены детей и подростков, канд.мед.наук