Bakterie i grzyby rozwijające się w skroplinach instalacji wentylacyjnych są jednym ze źródeł zanieczyszczeń powietrza w budynkach. Badania m.in. w zakresie ich antybiotykooporności i szkodliwości dla ludzi przeprowadzą badaczki z Wydziału Inżynierii Środowiska.

Projekt pt. „Wpływ skroplin w instalacjach wentylacyjnych na wtórne zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza” otrzymał dofinansowanie w programie Opus prowadzonym przez Narodowe Centrum Nauki. Badaniami pokieruje dr hab. inż. Katarzyna Piekarska, prof. uczelni z Katedry Inżynierii Ochrony Środowiska. Prace w całości prowadzone będą na PWr, a w skład zespołu grantowego weszła także dr inż. Sylwia Szczęśniak z Katedry Klimatyzacji Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza.

Groźne skropliny

Badania zakładają ustalenie, jak skropliny, które okresowo pojawiają się w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, wpływają na wtórne zanieczyszczenie powietrza nawiewanego do pomieszczeń biurowych. Okazuje się bowiem, że mogą być one źródłem namnażania, rozwoju oraz powrotu ze stanu hibernacji zarówno bakterii, jak i grzybów. Stanowią tym samym jedno ze źródeł zanieczyszczeń w instalacjach wentylacji mechanicznej z chłodzeniem oraz klimatyzacji.

– Obecnie większość czasu spędzamy w pomieszczeniach lub strefach zamkniętych – w pracy, w domu czy środkach transportu. Szacuje się, że przekracza on nawet 90% naszego życia. Z tego powodu jakość powietrza wewnętrznego jest bardzo ważną kwestią – mówi prof. Katarzyna Piekarska. – Często jednak nie przywiązujemy wagi do tego, że ciągłe zmęczenie, bóle głowy czy nawet alergie są skutkiem mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza, które nas otacza – dodaje.

Co zanieczyszcza powietrze?

Chociaż głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach są ludzie (kaszląc, kichając, mówiąc), to jednak nie możemy zapominać o tym, że nie jest to jedyna przyczyna. Jeżeli w pomieszczeniu pracują wentylokonwektory, klimatyzatory lub gdy do pomieszczenia w sposób mechaniczny dostarczane jest powietrze ochładzane w centrali wentylacyjnej, to w trakcie pracy tych urządzeń okresowo na chłodnicach pojawia się woda, która wraz zanieczyszczeniami pyłowymi jest idealną pożywką dla bakterii i grzybów.

Co ciekawe, zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach zostało po raz pierwszy opisane przez Antoine Laurent de Lavoisier’a w XVIII wieku. Jego zdaniem pogorszenie jakości powietrza było spowodowane przede wszystkim wzrostem stężenia dwutlenku węgla, a nie zmniejszaniem się poziomu tlenu, jak wcześniej sądzono. Sto lat później Max Joseph von Pettenkofer, niemiecki chemik i higienista, twórca podstaw nowoczesnej higieny, jako pierwszy zasugerował, że nie jest to spowodowane stężeniem dwutlenkiem węgla i że za „złe powietrze” odpowiada jego biologiczne skażenie wywołane obecnością ludzi.

– Obecnie wiadomo, że zanieczyszczenia powodujące złą jakość powietrza w pomieszczeniach to wirusy, bakterie, grzyby oraz lotne związki organiczne i dwutlenek węgla. Rodzaj i liczba komórek mikroorganizmów unoszących się w powietrzu zwykle zależy od funkcji i przeznaczenia każdego pomieszczenia i może być inna nawet w obrębie tego samego budynku lub jego piętra – wyjaśnia dr inż. Sylwia Szcześniak. – Co niezmiernie istotne, ilość drobnoustrojów zależy także od zastosowanego systemu wentylacji czy klimatyzacji pomieszczenia – podkreśla.

Wentylacja i klimatyzacja

Działanie systemów wentylacyjnych sprowadza się do transportu powietrza zewnętrznego lub mieszaniny powietrza zewnętrznego i obiegowego, odpowiednio uzdatnionego, do pomieszczeń. Dlatego na jakość powietrza wewnątrz w budynkach wpływa również skład powietrza zewnętrznego czerpanego do układu wentylacyjnego. Z kolei zapewnienie właściwych warunków komfortu cieplnego w pomieszczeniach wiąże się z koniecznością zastosowania długoterminowego ochładzania powietrza zewnętrznego lub z pomieszczenia bądź mieszaniny powietrza zewnętrznego i obiegowego.

– Proces ten polega na obniżaniu temperatury powietrza w centrali wentylacyjnej lub indywidualnych urządzeniach montowanych wewnątrz pomieszczeń, poprzez jego bezpośredni kontakt z zimną powierzchnią wymiennika – tłumaczy dr inż. Sylwia Szcześniak.

W wyniku tego następuje częste wykroplenie pary wodnej z powietrza i jej częściowe odstanie w tacy ociekowej zamontowanej pod wymiennikiem. Część zanieczyszczeń mikrobiologicznych zawartych w powietrzu uzdatnianym w wyniku wykroplenia trafia do wody i zalega w tacy, w której wraz z upływem czasu i ze względu na idealne warunki do namnażania i rozwoju drobnoustrojów następuje ich zagęszczenie.

Wraz z powietrzem nawiewanym mikroorganizmy te mogą w zwiększonej liczbie dostawać się do pomieszczeń. Warto zaznaczyć, że liczba tych mikroorganizmów będzie zwykle znacznie większa w wyższej temperaturze powietrza i wilgotności względnej. Nie bez znaczenia jest także zawartość wilgoci w powietrzu zewnętrznym czy w pomieszczeniu. Wraz ze wzrostem zawartości wilgoci w powietrzu wzrasta ryzyko kondensacji wody, co stwarza lepsze warunki dla rozwoju drobnoustrojów.

Badania pomieszczeń biurowych

W ramach projektu nasze badaczki chcą określić zagrożenie wtórnego skażenia mikrobiologicznego powietrza w centrali i w indywidualnych urządzeniach do ochładzania powietrza pochodzącego od wody skroplonej na wymiennikach ciepła.

– Badania przeprowadzone będą w pomieszczeniach biurowych, w których ludzie spędzają stosunkowo dużo czasu. Ilościowo i jakościowo określone zostaną gatunki bakterii i grzybów, które mogą zagrażać zdrowiu i życiu człowieka. Prace realizowane będą z wykorzystaniem zarówno technik mikrobiologii klasycznej, jak i biologii molekularnej – mówi prof. Katarzyna Piekarska. – Określona zostanie również antybiotykooporność i zjadliwość wyizolowanych mikroorganizmów, co ułatwi określenie ich potencjalnej szkodliwości dla zdrowia użytkowników pomieszczeń. Badania obejmą także ocenę termodynamicznych warunków powietrza poszerzoną o ciągły pomiar stężenia CO2 i O2 – dodaje.

W polskim i światowym ustawodawstwie nadal brakuje precyzyjnie określonych standardów i norm określających dopuszczalne wartości zanieczyszczeń biologicznych w powietrzu wewnętrznym przestrzeni publicznych. Dopuszczalne wartości stężenia bakterii i cząstek są tylko zalecane dla pomieszczeń czystych np. w szpitalach czy przemyśle farmaceutycznym.

Ustalenie wytycznych dotyczących zakresu stężeń bioaerozolu w pomieszczeniach biurowych pozwoliłoby więc także na jasną i prawidłową interpretację wyników, podejmowanie działań zapobiegawczych, a w szczególności uświadamianie użytkownikom zagrożeń lub ich braku wynikających z biologicznego zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach.

Projekt realizowany będzie przez cztery lata, a wysokość grantu NCN to 1 015 143 zł.

mic