ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΣΕ ΚΛΕΙΣΤΟΥΣ ΧΩΡΟΥΣ,ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΥΣ ΤΥΠΟΥΣ ΚΤΙΡΙΩΝ Ειδική Ερευνητική εργασία της ΕΥΦΡΟΣΥΝΗΣ ΒΑΡΩΤΣΟΥ Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή Αθανάσιος Α. Αργυρίου, Αναπλ. Καθηγητής Πανεπιστημίου Πατρών (Επιβλέπων) Ανδρέας Καζαντζίδης, Επ. Καθηγητής Πανεπιστημίου Πατρών Ελένη Παπαευθυμίου, Επ. Καθηγήτρια Πανεπιστημίου Πατρών ΠΑΤΡΑ, 2012

2

3 Περίληψη Ο σύγχρονος άνθρωπος είναι αναγκασμένος να περνάει ένα μεγάλο μέρος του καθημερινού του χρόνου σε εσωτερικούς χώρους (σπίτι, γραφείο, αυτοκίνητο ή μέσα μαζικής μεταφοράς). Επομένως είναι σημαντικό να εξεταστεί η επιβάρυνση της υγείας του, από ρύπους που εκπέμπονται ή εισέρχονται στο εσωτερικό περιβάλλον. Τα αιωρούμενα σωματίδια αποτελούν ένα σημαντικό ατμοσφαιρικό ρύπου με ποικίλες επιδράσεις στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων. Mπορούν να εισέλθουν στον ανθρώπινο οργανισμό είτε μέσω της αναπνευστικής οδού, είτε μέσω της κατάπωσης τους από το στόμα (εναπόθεση στις τροφές) και να προκαλέσουν επιδράσεις στην υγεία από απλό βήχα μέχρι καρκίνο των πνευμόνων ανάλογα με το μέγεθος και τη χημική τους σύσταση. Δεδομένου ότι οι αυξημένες συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων επηρεάζουν άμεσα την ανθρώπινη υγεία, η μελέτη της ποιότητας του αέρα σε εσωτερικούς χώρους εμφανίζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Τα τελευταία χρόνια έχουν πραγματοποιηθεί ποικίλες έρευνες σε διάφορους εσωτερικούς χώρους προκειμένου να εκτιμηθεί η ποιότητα του αέρα και να καταγραφούν οι πιθανές πηγές επιβάρυνσης των εσωτερικών χώρων, ιδιαίτερα λόγω των αιωρούμενων σωματιδίων. Η παρούσα εργασία εστίασε στη βιβλιογραφική ανασκόπηση των πηγών των αιωρούμενων σωματιδίων σε εσωτερικούς χώρους, σε κτίρια διαφορετικού τύπου χρήσης (σπίτια, σχολεία, γραφεία, νοσοκομεία, μουσεία, κτλ), καθώς και των παραγόντων που επηρεάζουν τις συγκεντρώσεις τους, ανεξάρτητα απο την γεωγραφική τους θέση. Τα αποτελέσματα αυτής της ανασκόπησης βασίστηκαν στην έγκριτη βιβλιογραφική βάση επιστημονικών δημοσιεύσεων SCOPUS ( που καλύπτει όλα σχεδόν τα πεδία της Γνώσης και της Επιστήμης. Η βιβλιογραφική βάση SCOPUS περιλαμβάνει τις δημοσιεύσεις και βιβλιογραφικές αναφορές των ερευνητών κυρίως στα έγκριτα διεθνή επιστημονικά περιοδικά. Επιτρέπει την αντικειμενική αξιολόγηση των ερευνητικών δραστηριοτήτων και χρησιμοποιείται ευρύτατα και ανεπιφύλακτα διεθνώς, μεταξύ άλλων, για την επιστημονική έρευνα και την αξιολόγησή της. Επίσης διερευνήθηκε η σχέση μεταξύ συγκεντρώσεων αιωρουμένων σωματιδίων στους χώρους και ταυτοχρόνως στο εξωτερικό περιβάλλον ως συνάρτηση των επικρατουσών κλιματολογικών συνθηκών. Το καινοτόμο στοιχείο της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι το γεγονός ότι διερευνήθηκαν και αξιολογήθηκαν περαιτέρω οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, καθώς η δειγματοληψία των αιωρούμενων σωματιδίων είναι δύσκολη εξαιτίας της σύνθετης χημικής τους σύνθεσης και του i

4 μεγάλου εύρους του μεγέθους τους. Σημαντικό μέρος των αιωρούμενων σωματιδίων είναι ημιπτητικά και μπορούν να αλλάζουν από την αέρια φάση στην σωματιδιακή φάση συναρτήσει της θερμοκρασίας, της σχετικής υγρασίας και των διαδικασιών δειγματοληψίας και επεξεργασίας των δειγμάτων. Τα στάδια-βήματα, τα οποία, ακολουθήθηκαν, περιγράφονται παρακάτω και συνοψίζονται στα: Καθορισμός των κριτηρίων ερευνητικού θέματος Αναζήτηση σχετικής βιβλιογραφίας Αξιολόγηση και επιλογή των εργασιών Καταγραφή και ανάλυση των δεδομένων Παρουσίαση αποτελεσμάτων Ερμηνεία αποτελεσμάτων Λέξεις κλειδιά Αιωρούμενα σωματίδια σε εσωτερικούς χώρους, ποιότητα αέρα εσωτερικά, πηγές, συγκεντρώσεις, συνοπτική ταξινόμηση, μεθοδολογίες. ii

5 iii

6 Περιεχόμενα Περίληψη... i Περιεχόμενα... iv Κατάλογος πινάκων... vii Κατάλογος σχημάτων... x Συντομογραφίες... xiv Ευχαριστίες... xv 1. Εισαγωγή Γενικά Τι είναι τα αιωρούμενα σωματίδια Συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων Φυσικοχημικές ιδιότητες σωματιδίων Μέγεθος αιωρούμενων σωματιδίων Η κατανομή κατα μέγεθος των αιωρούμενων σωματιδίων Ταχύτητα πτώσης Προσρόφηση Χημική σύσταση Το πρόβλημα της ρύπανσης εσωτερικού περιβάλλοντος λόγω αιωρούμενων σωματιδίων Πηγές σωματιδιακής ρύπανσης σε κλειστούς χώρους Ανασκόπηση βιβλιογραφίας περιοχής ενδιαφέροντος Σκοπός της εργασίας Συνοπτική παρουσίαση της εργασίας Αιωρούμενα σωματίδια και ανθρώπινη υγεία Παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματιδίων στο εσωτερικό περιβάλλον iv

7 3.1 Γεωγραφική θέση Τύπος περιοχής (αστική, αγροτική, υπαίθρια, βιομηχανική) Χρήση κτιρίου Δομή κτιρίου Υλικά κατασκευής Τρόπος αερισμού Οικονομικό, κοινωνικό επίπεδο κατοίκων Αριθμός και ηλικία κατοίκων Δραστηριότητα κατοίκων Εποχικότητα Παράγοντας ρυθμός ανανέωσης αέρα Υπαίθριες και εσωτερικές πηγές ρύπων του εσωτερικού περιβάλλοντος Πηγές αιωρούμενων σωματιδίων προερχόμενοι από το εξωτερικό περιβάλλον του κτιρίου Πηγές αιωρούμενων σωματιδίων προερχόμενοι από το εσωτερικό περιβάλλον του κτιρίου Συσχέτιση εσωτερικών εξωτερικών αιωρούμενων σωματιδίων Νομοθεσία Όρια για τα επίπεδα των αιωρούμενων σωματιδίων Πρότυπο ΕΝ 12341:1998 (WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants, 2011) Πρότυπο ΕΝ 14907:2005 (WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants, 2011) Μέθοδοι Δειγματοληψίας και προσδιορισμού συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων Σταθμικός προσδιορισμός αιωρούμενων σωματιδίων Αυτόματες μέθοδοι προσδιορισμού των αιωρούμενων σωματιδίων 60 v

8 6.2.1 Μέθοδος απορρόφησης β-ακτινοβολίας Μέθοδος Ταλάντωσης Χορδής Πιεζοηλεκτρική ταλάντωση Μεταβολή της πίεσης στο φίλτρο (Pressure Drop Tape Sampler, CAMMS) Μέθοδος σκεδασμού του φωτός Ηλεκτροκινητικές Μέθοδοι Αιωρούμενα σωματίδια σε διαφορετικούς τύπους κτιρίων Αποτελέσματα επιστημονικών εργασιών Αιωρουμενα σωματιδια σε γραφεία Συγκεντρωτικά αποτελέσματα Ταξινόμηση εργασιών ανα μέθοδο Αντιπαραβολή των μεθόδων και σύγκρισή τους με την πρότυπη σταθμική μέθοδο αναφοράς Συμπεράσματα Βιβλιογραφία vi

9 Κατάλογος πινάκων Πίνακας 1.1 Πίνακας 2.1 Πίνακας 3.1 Πίνακας 3.2 Πίνακας 3.3 Πίνακας 3.4 Χημική σύσταση των αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα. (Ruzer & Harley, 2005) Εκτιμήσεις επιδράσεων στην υγεία ημερήσιας μέσης σωματιδιακής ρύπανσης,(ravindra et al., 2001) Εκτιμώμενες μέσες τιμές για την ημερήσια συγκέντρωση σε έκθεση PM2.5 για 3 μικροπεριβάλλοντα εντός του σπιτίου σε 15 χώρες. (Y. Shimada, et al.,2011) Συγκέντρωση και ρυθμός επαναιώρησης οταν στο μελετούμενο σπίτι μένουν 4 άτομα. (Thatcher και Layton,1994) Συγκεντρώσεις των PM2.5 και PM10 σε δωμάτια καπνιστών και μη καπνιστών. (P. Gemenetzis et al., 2002) Μέσες τιμές για την συγκέντρωση των PM10 κατά τη διάρκεια των διαδικασιών της ανακαίνησης σε διαφορα κτίρια (Mohd Talib Latif,2011) Πίνακας 5.1 Οδηγία 1999/30/ΕΚ για τα PM Πίνακας 5.2 Οδηγία 2008/50/ΕΚ για τα PM Πίνακας 5.3 Εθνικοί στόχοι με βάση το Δείκτη Μέσης Έκθεση (ΔΜΕ) το 2010 (Τουπλικιώτης,2011) Πίνακας 5.4 Εγκεκριμένες οδηγιές και πρότυπα μέτρησης των αιωρούμενων σωματιδίων απο τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγεία (WΗΟ,2005) Πίνακας 7.1 Αιωρούμενα σωματίδια σε κατοικίες Πίνακας 7.2 Αιωρούμενα σωματίδια σε εκπαιδευτικά κτίρια και σχολικά γυμναστήρια Πίνακας 7.3 Αιωρούμενα σωματίδια σε γραφεια Πίνακας 7.4 Αιωρούμενα σωματίδια σε χώρους εστίασης Πίνακας 7.5 Αιωρούμενα σωματίδια σε μέσων μεταφοράς Πίνακας 7.6 Αιωρούμενα σωματίδια σε μουσεία Πίνακας 7.6 Αιωρούμενα σωματίδια σε δημόσιους χώρους vii

10 Πίνακας 7.8 Αιωρούμενα σωματίδια σε χώρους λατρείας Πίνακας 7.9 Αιωρούμενα σωματίδια σε κτηνοτροφικούς χώρους (ορνιθοτροφεία και χοιροστάσια) Πίνακας 7.10 Αιωρούμενα σωματίδια σε βιομηχανία Πίνακας 8.1 Ενδεικτικές τιμές των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε μουσείο της Αθήνας, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Πίνακας 8.2 Συγκεντρώσεις των ΡΜ 2.5 για 6 διαφορετικά δείγματα σε βιομηχανία της Τουρκίας για τις δυο περιπτώσεις λειτουργίας με απομωνομένες και μη απομονωμένες μηχανές viii

11 ix

12 Κατάλογος σχημάτων Σχήμα 1.1 Κατανομή χρόνου σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους (California, USA 1988)..2 Σχήμα 1.2 Σχήμα 1.3 Σχήμα 1.4 Σχήμα 1.5 Σχήμα 1.6 Σχήμα 2.1 Σχήμα 3.1 Σχήμα 3.2 Σχήμα 3.3 Εκτιμώμενος χρόνος που δαπανάται στο σπίτι για ενήλικες ομάδες στην Κίνα και την Ινδία, με εξαίρεση το χρόνο του ύπνου (Y. Shimada, Matsuoka, 2011)... 2 Ο όγκος δv που περιέχει δν σωματίδια, συρρικνώνεται προς το σημείο P.(Friedlander,2000) Αριθμητική, επιφανειακή και κατ όγκο κατανομή των σωματιδίων σε τυπικό αστικό περιβάλλον, (U.S.EPA, 2004) Ιδεατή σχηματική απεικόνηση της επιφανειακής κατανομής των σωματιδίων ενός ατμοσφαιρικού αεροζολ. (Whitby, 1978, USEPA, 2004) Ταχύτητα πτώσης αιωρούμενων σωματιδίων σε σχέση με τη διάμετρό τους (Ruzer & Harley, 2005) Ταχύτητα πτώσης αιωρούμενων σωματιδίων σε σχέση με τη διάμετρό τους (Ruzer & Harley, 2005) Χημική σύσταση αιωρούμενων σωματιδίων (PM2.5) ανά την Ευρώπη. (Putaud et al., 2002) Συγκεντρώσεις εσωτερικών αιωρούμενων σωματιδίων σε σχέση με το ύψος τους από το επίπεδο του εδάφους (Thatcher & Layton, 1995) Εκτιμώμενος χρόνος μαγειρέματος για ενήλικες ομάδες στην Κίνα και την Ινδία, (Shimada and Matsuoka, 2011) Σχήμα 3.4 Η διαφορά στην εσωτερική συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματιδίων μετά από μια δραστηριότητα επαναιώρησης.(t.l. Thatcher et al., 2002 ) Σχήμα 3.5 Σχήμα 3.6 Η συγκέντρωση κατα μάζα των PM2.5 σε 12 δειγματοληπτικά σημεία εντός του σπιτιού κατα την ώρα του (Man-Pun Wan,2011) Ατομική έκθεση σε αιωρούμενα σωματίδια (PM10, PM5, PM2.5) κατα την διαρκεια δραστηριοτητων σε εσωτερικούς χώρους κατα την ώρα του (A.R. Ferro al., 2002) Σχήμα 4.1 Διεργασίες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση αιωρούμενων σωματιδίων σε εσωτερικούς χώρους (Thatcher et al.,2002) x

13 Σχήμα 4.2 Σχήμα 5.1 Σχήμα 5.2 Eσωτερικές εξωτερικές συγκεντρώσεις των PM10 σε μg.m-3 (Li, 1994,Yakovleva et al., 1999, Geller et al, 2002) Συγκέντρωση των ΡΜ 10 στην Ευρώπη των 27 με βάση την οδηγία 2008/50/ΕΚ. (Τουπλικιώτης, 2011) Συγκέντρωση των ΡΜ 2.5 στην Ευρώπη των 27 με βάση την οδηγία 2008/50/ΕΚ. (Τουπλικιώτης, 2011) Σχήμα 6.1 Αρχή λειτουργίας μεθόδου απορρόφησης β-ακτινοβολίας (Τουπλικώτης, 2011) Σχήμα 8.1 Σχήμα 8.2 Σχήμα 8.3 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τον τύπο κτιρίων κατοικίες με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τον τύπο κτιρίων σχολεία- σχολικά γυμναστήρια με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των ΡΜ 10 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τον τύπο κτιρίων σχολεία- σχολικά γυμναστήρια με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Σχήμα 8.4 Ραβδόγραμμα κατανομής των αριθμητικών συγκεντρώσεων των UFP σε γραφεία της Γερμανίας, κατά την διάρκεια της εκτύπωσης και πρίν, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Σχήμα 8.5 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των PM 2.5 και PM 10 σε γραφεία της Γερμανίας, κατά την διάρκεια της εκτύπωσης και πρίν, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Σχήμα 8.6 Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τον τύπο κτιρίων εστιατόρια με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Σχήμα 8.7 Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε εστιατόρια στην Κορέα, για τους 3 διαφορετικούς τρόπους μαγειρέματος με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Σχήμα 8.8 Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε τζαμι στη Τουρκία και εκκλησία στην Ουαλλία, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας xi

14 Σχήμα 8.9 Σχήμα 8.10 Σχήμα 8.11 Σχήμα 8.12 Σχήμα 8.13 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζας συγκεντρώσεων των ΡΜ 1.0 από μετρήσεις προσωπικών μετρητών στην Κίνα, για 5 διαφορετικούς τρόπους μεταφοράς, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των ΡΜ 1.0 ΡΜ 2.5 και ΡΜ 10 σε μετρό στην Σεούλ (Κορέα) με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 και PM 10 πριν και μετά την χρήση υαλοπινάκων απομόνωσης του εσωτερικού χώρου σε μουσείο της Πορτογαλλίας, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 και PM 10 πριν και μετά την χρήση φίλτρου κατακράτησης αιωρούμενων σωματιδίων ΗΕPA, σε μουσείο του Μιλάνου, για τον εξωτερικό και τον εσωτερικό χώρο, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 και PM 10 σε χοιροστάσιο στις ΗΠΑ και σε ορνιθοτροφεία στο Βελγιο και την Ιταλία, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας Σχήμα 8.15 Ραβδόγραμμα κατανομής για τις παρατηρούμενες μέγιστες συγκεντρώσεις των ΡΜ 2.5 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τους διάφορους τύπους κτιρίων με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας xii

15 xiii

16 Συντομογραφίες ACGIH APHEA CAMMS CCN EAA EEA EPA Hi-Vol IA IAQ IAP I/O ISO LVS ΝΑΑQS OLSR PCA PM PM2.5 PM10 RH SBS TEOM TSP UFP VOCs WHO American Conference of Governmental Industrial Hygienists Air Pollution and Health: a European approach Continuous Ambient Mass Monitor System Cloud Condensation Nuclei Electrical Aerosol Analyser European Environmental Agency Environmental Protection Agency Hi Volume Sampler Indoor Air Indoor Air Quality Indoor Air Polutants Indoor/Outdoor International Standards Organization Low Volume Sampler National Ambient Air Quality Standards Ordinary Least Squares Regression Principal Componet Analysis Particulate Matters Particulate Matters D<2.5 μm Particulate Matters D<10 μm Relative Humidity Sick Building Syndrome Tapered Element Oscillating Microbalance Total Suspended Matters Ultrafine Particulate Matters Volatile Organic Compounds World Health Organization, Παγκόσμιος Οργανισμός Yγειάς xiv

17 Ευχαριστίες Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τα μέλη της τριμελούς επιτροπής επίβλεψης της μεταπτυχιακής μου εργασίας κ.κ. Ανδρέα Καζαντζίδη, Επ. Καθηγητή Πανεπιστημίου Πατρών, για τις υποδείξεις και τα σχόλιά του τα οποία συνετέλεσαν στη βελτίωσή της εργασίας αυτής, την κ. Ελένη Παπαευθυμίου, Επ. Καθηγήτρια Πανεπιστημίου Πατρών για τις πολύτιμες γνώσεις που μου παρείχε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού μαθήματος Ατμοσφαιρική Ρύπανση και την πρώτη επαφή μου με το γνωστικό αντικείμενο των αιωρούμενων σωματιδίων και ιδιαιτέρως τον κ. Αθανάσιο Αργυρίου, Αν. Καθηγητή Πανεπιστημίου Πατρών για την εμπιστοσύνη που έδειξε στις δυνατότητές μου και την αμέριστη υποστήριξή του. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τα μέλη της οικογενείας μου για την υπομονή και τη βοήθειά τους καθ όλη την διάρκεια της εκπόνησης αυτής της εργασίας. xv

18

19 1. Εισαγωγή 1.1 Γενικά Η εσωτερική ατμοσφαιρική ποιότητα (IAQ) αποτελεί σημαντική παράμετρο στα κτίρια, καθώς είναι στενά συνδεδεμένη τόσο με την υγεία όσο και με την άνεση των ανθρώπων που ζούν ή εργάζονται μέσα σε αυτό. Η ποιότητα του αέρα στο εσωτερικό των κτιρίων είναι πλέον λιγότερο ικανοποιητική από ότι η ποιότητα του εξωτερικού αέρα (Jones, 1999). Ο όρος εσωτερικός αέρας (IA) χρησιμοποιείται συνήθως στο εσωτερικό περιβάλλον μη βιομηχανικών κτιρίων, όπως κτίρια γραφείων, δημόσια κτίρια (σχολεία, νοσοκομεία, θέατρα, εστιατόρια, κλπ...) και ιδιωτικές κατοικίες. Αυτή η κατάσταση χειροτέρεψε τα τελευταία χρόνια λόγω της σύνταξης κανόνων για τη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων με αποτέλεσμα όμως τη μείωση της διείσδυσης καθαρού αέρα στα κτίρια (El Hamdani, et al., 2008). Τα αυξημένα επίπεδα συγκεντρώσεων αέριων ρύπων και σωματιδίων σε εσωτερικούς χώρους μπορούν να ευθύνονται για πολλά προβλήματα υγείας. Για το λόγο αυτό η ανάγκη για τον έλεγχο της ποιότητας του αέρα είναι επιτακτική τα τελευταία χρόνια (Seppanen et al, 2004). Τα τελευταία χρόνια μεγάλος αριθμός επιδημιολογικών ερευνών αναφέρονται στην σημασία της ποιότητας εσωτερικών χώρων σε σχέση με την ανθρώπινη υγεία (WHO, 2005). Η ρύπανση της ατμόσφαιρας των εσωτερικών χώρων αποτελεί σημαντικό πρόβλημα για τις αναπτυσσόμενες και τις βιομηχανικά αναπτυγμένες χώρες, με διαφορετική βέβαια φύση και αιτιολογία σε κάθε περίπτωση (Branis et al, 2005). Σύμφωνα με έρευνες, στις βιομηχανικά αναπτυγμένες χώρες οι άνθρωποι ξοδεύουν κατά μέσο όρο το 80 με 90% τοις εκατό του χρόνου τους στο εσωτερικό περιβάλλον (Σχήμα 1.1.) 1

20 Σχήμα 1.1 Κατανομή χρόνου σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους (California, USA 1988, Δείγμα πληθυσμού 61% ηλικίας >11 ετών). Τα ποσοστά διαφοροποιούνται ελαφρώς ανάλογα με το είδος της πληθυσμιακής ομάδας. Για παράδειγμα οι νοικοκυρές, οι ηλικιωμένοι και τα παιδιά προσχολικής ηλικίας περνούν περισσότερες ώρες στο σπίτι, Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.2, ο χρόνος που δαπανάται στο σπίτι εκτός από το χρόνο ύπνου, στην Κίνα και την Ινδία είναι περισσότερος για τους ανέργους και τους ηλικιωμένους. Σχήμα 1.2 Εκτιμώμενος χρόνος που δαπανάται στο σπίτι για ενήλικες ομάδες στην Κίνα και την Ινδία, με εξαίρεση το χρόνο του ύπνου (Y. Shimada, Matsuoka, 2011). 2

21 Αντιστοίχως, οι εργαζόμενοι, μοιράζουν το χρόνο που περνούν σε εσωτερικούς χώρους ανάμεσα στο σπίτι, το χώρο εργασίας και τα μέσα μεταφοράς. Για το λόγο αυτό η πρόβλεψη των εσωτερικών επιπέδων ρύπανσης ανάγεται σε θέμα υψίστης σημασίας για την ανθρώπινη υγεία (Abadie M. et al, 2001). Επιπλέον, η Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ (U.S.EPA), μεταξύ άλλων διεθνών οργανισμών, θεωρεί ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση των εσωτερικών χώρων βρίσκεται ανάμεσα στις πρώτες 5 μεγαλύτερες απειλές για τη δημόσια υγεία. Οι συστηματικές μελέτες, που έγιναν σε ποικίλους εσωτερικούς χώρους, έδειξαν ότι η ποιότητα του αέρα μέσα σε σπίτια, γραφεία, μουσεία πολλές φορές είναι χειρότερη και από ότι είναι έξω από το κτίριο. Ειδικά για εργασιακούς χώρους, κακή ποιότητα της ατμόσφαιρας σημαίνει, το λιγότερο, μειωμένη απόδοση του εργαζομένου (Drakou et al, 2001). Η ποιότητα αέρα εσωτερικών χώρων, αφορά κυρίως στις υψηλές συγκεντρώσεις επικίνδυνων ρυπογόνων παραγόντων όπως το ραδόνιο, το μονοξείδιο του άνθρακα, τις πτητικές οργανικές ενώσεις, το όζον, το διοξείδιο του θείου και τα αιωρούμενα σωματίδια. Τα σωματίδια, σε μελέτες σχετικές με την ατμοσφαιρική ρύπανση, είναι ένας πολύ ευρύς όρος που καλύπτει όλες τις ουσίες στην ατμόσφαιρα που δεν είναι αέρια. Τα σωματίδια είναι συνδυασμοί πολλών μορίων, μερικές φορές παρόμοιων και άλλες διαφορετικών μεταξύ τους. Περιλαμβάνουν σκόνη, σωματίδια καπνού, ιόντα, συμπλέγματα μορίων, κ.α. Τα αιωρούμενα σωματίδια, τα οποία αποτελούν αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας, μπορούν να παραχθούν τόσο άμεσα όσο και δευτερογενώς μέσω ορισμένων μηχανισμών και χημικών αντιδράσεων και μπορούν να δράσουν ως μεταφορείς για διάφορα χημικά στοιχεία και ρύπους που προσκολλώνται επάνω τους (Λαζαρίδης, 2008). Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO) έχει κατατάξει τα αιωρούμενα σωματίδια στην κορυφή της λίστας των επικίνδυνων αέριων ρύπων των αστικών περιοχών. Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι οι πηγές προέλευσης των αιωρούμενων σωματιδίων χωρίζονται σε εσωτερικές και εξωτερικές, οι συγκεντρώσεις στο εσωτερικό περιβάλλον επηρεάζονται και από το εξωτερικό μέσω της κυκλοφορίας του αέρα, από πόρτες, παράθυρα, συστήματα εξαερισμού,κ.τ.λ. 3

22 Επιπλέον, εσωτερικές πηγές μπορούν να αποτελέσουν το κάπνισμα, οι δραστηριότητες καθαρισμού, το μαγείρεμα, τα οικοδομικά υλικά, τα έπιπλα και η θέρμανση. Η σχετική σημασία των δύο πηγών εξαρτάται από διάφορες μεταβλητές, όπως για παράδειγμα, το ποσοστό ανταλλαγής αέρα, η εξωτερική ατμοσφαιρική ρύπανση, ο τύπος των εσωτερικών δραστηριοτήτων, η αεροδυναμική διάμετρος των εκπεμπόμενων σωματιδίων, κ.λπ. (Lin T-C. et al, 2008). Κάποια συμπτώματα στην ανθρώπινη υγεία που συνδέονται με την έκθεση σε αιωρούμενα σωματίδια είναι ο ερεθισμός των ματιών, της ρινικής κοιλότητας ή του λάρυγγα, τα αναπνευστικά προβλήματα, οι καρδιαγγειακές ασθένειες και ο καρκίνος. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της ποιότητας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος εσωτερικών χώρων διάφορων χρήσεων με έμφαση στα αιωρούμενα σωματίδια, μέσω της καταγραφής των επιπέδων συγκέντρωσης των χονδρόκοκκων σωματιδίων PM10 και των λεπτόκοκκων σωματιδίων PM2.5 σε κλειστούς χώρους Τι είναι τα αιωρούμενα σωματίδια Τα αιωρούμενα σωματίδια ή Particulate Matters (PM), είναι μικροσκοπικά σωματίδια που αιωρούνται σε αέριο μέσο με αεροδυναμική διάμετρο (D): μεταξύ μm και 100 μm και πιο σημαντική περιοχή μεταξύ 0.02 μm και 10 μm. Μπορεί να προέρχονται από φυσικές πηγές (π.χ. ηφαιστειακές εκρήξεις, θύελλες σκόνης, πυρκαγιές ή το θαλάσσιο ψεκασμό) και από τις ανθρώπινες δραστηριότητες όπως καύση ορυκτών καυσίμων ( Επίσης, μπορεί να είναι αποτέλεσμα της επαναιώρησης κονιορτοποιημένων υλικών ή της διάλυσης συσσωματωμάτων (Friedlander, 2000). Στην βιβλιογραφία αιωρούμενα σωματίδια και αεροζόλ πολλές φορές αναφέρονται ως μια έννοια (Λαζαρίδης, 2008).Το αεροζόλ της ατμόσφαιρας αποτελείται από έναν συνδυασμό συμπυκνωμένων ουσιών που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα καθώς και από αέρα μέσα στον οποίο υπάρχουν τα αιωρούμενα σωματίδια. Η εισπνοή αιωρούμενων σωματιδίων έχει συσχετισθεί μέσω επιδημιολογικών μελετών με αναπνευστικές δυσλειτουργίες και αλλεργικές εξάρσεις αλλά και καρδιακά προβλήματα, μέχρι και καρκίνο των πνευμόνων. Έχουν θεσπισθεί όρια στις συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα για την προστασία της δημόσιας υγείας απο : WHO Παγκόμιο Οργανισμό υγείας 4

23 ΕPA Yπηρεσία Προτασίας Περιβάλλοντος των Η.Π.Α. Τα οριοθετημένα κλάσματα των αιωρούμενων σωματιδίων είναι τα εξής: Ολικά αιωρούμενα σωματίδια (TSP) αλλιώς Total Suspended Particles με αεροδυναμική διάμετρο <50 μm ή Χονδρόκοκκα (PM10) με αεροδυναμική διάμετρο <10 μm ή αλλιώς Coarse Λεπτόκοκκα (PM2.5) με αεροδυναμική διάμετρο <2.5 μm ή αλλιώς Fine Υπέρλεπτα σωματίδια (PM1.0) με αεροδυναμική διάμετρο <1μm ή αλλιώς Ultra Fine Particles, UFP Νανοσωματίδια με αεροδυναμική διάμετρο <0.1 μm Η ατμόσφαιρα περιέχει αιωρούμενα σωματίδια τα οποία βρίσκονται σε στερεή ή υγρή κατάσταση. Υπάρχει ποικιλία τόσο στη συγκέντρωση όσο και στα μορφολογικά, χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά. Δύο είναι οι μηχανισμοί εισαγωγής των σωματιδίων στην ατμόσφαιρα: είτε εκπέμπονται και αιωρούνται κατευθείαν στην ατμόσφαιρα είτε παράγονται δευτερογενώς στην ατμόσφαιρα μέσω της πυρηνοποίησης. Τα αιωρούμενα σωματίδια είναι δυνατόν να γίνουν το μέσο μεταφοράς διαφόρων χημικών στοιχείων και ενώσεων, καθώς και βιολογικών ρυπαντών, οι οποίοι απορροφώνται ή προσκολλούνται πάνω στα σωματίδια. Τα βασικά χαρακτηριστικά των αιωρούμενων σωματιδίων είναι το μέγεθος, η χημική τους σύσταση και η κατάσταση στην οποία βρίσκονται, υγρή ή στερεή (Λαζαρίδης, 2008). Υπάρχουν και τα αιωρούμενα σωματίδια που έχουν βιολογική προέλευση (βιοαεροζόλ) και σύμφωνα με το Αμερικάνικο Συνέδριο των Κυβερνητικών Βιομηχανικών Υγιεινολόγων ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) ορίζονται ως τα αερομεταφερόμενα σωματίδια, τα μεγάλα μόρια ή οι πτητικές ενώσεις που περιέχουν ζωή ή ζώντες οργανισμούς ή απελευθερώθηκαν από ζώντες οργανισμούς. Με τα αυτά τα σωματίδια δεν ασχοληθήκαμε στην παρούσα εργασία Συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων Η πιο κοινή και ευρέως χρησιμοποιούμενη ιδιότητα των σωματιδίων, ειδικά για την υγεία και το περιβάλλον, είναι η συγκέντρωση μάζας. Η συγκέντρωση μάζας είναι ισοδύναμη με την πυκνότητα του συνόλου των σωματιδίων που βρίσκονται στον αέρα 5

24 (Hinds, 1999). Η συγκέντρωση μάζας συνήθως προσδιορίζεται φιλτράροντας μια γνωστή ποσότητα αερίου και διαιρώντας με την ποσότητα του ζυγισμένου δείγματος. Τυπικές συγκεντρώσεις μάζας των ατμοσφαιρικών αιωρούμενων σωματιδίων κυμαίνονται από 20 μg.m -3 (1 μg.m -3 =10-6 g.m -3 ) για μη ρυπασμένο αέρα και 200 μg.m -3 για ρυπασμένο αέρα (Friedlander, 2000). Μια ακόμη συχνή μέτρηση είναι η αριθμητική συγκέντρωση, δηλαδή ο αριθμός των σωματιδίων ανά μονάδα όγκου αέρα (Hinds, 1999). Η αριθμητική συγκέντρωση προσδιορίζεται παρόμοια με την πυκνότητα των αερίων. Έστω ότι δν ο αριθμός των σωματιδίων σε ένα σχετικά μεγάλο αρχικό όγκο δv, ο οποίος περιβάλλει το σημείο Ρ σε προκαθορισμένο χρόνο (Σχήμα 1.3).Ο λόγος δν/δv εκφράζει τη μέση αριθμητική συγκέντρωση των σωματιδίων μέσα στον όγκο δv. Καθώς ο όγκος δv συρρικνώνεται προς το σημείο Ρ, η μέση συγκέντρωση είτε μειώνεται είτε αυξάνεται ανάλογα με το βαθμό συγκέντρωσης στο δv. Γενικά όμως θα προσεγγίσει μια σταθερή τιμή, πέρα από μια σειρά τιμών του δv, όπου ο βαθμός συγκέντρωσης θα είναι μικρός παρόλο που πολλά σωματίδια θα είναι ακόμα παρόντα. Αυτή η σταθερή τιμή είναι η αριθμητική συγκέντρωση στο σημείο Ρ (Friedlander, 2000). Σχήμα 1.3 Ο όγκος δv που περιέχει δν σωματίδια, συρρικνώνεται προς το σημείο P.(Friedlander,2000). 1.2 Φυσικοχημικές ιδιότητες σωματιδίων Τα αιωρούμενα σωματίδια, ανάλογα με τον τρόπο σχηματισμού τους, παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες. Κάποια σωματίδια περιέχουν σε μεγάλο ποσοστό νερό και 6

25 ορισμένα στερεά, ενώ άλλα μπορούν να περιέχουν στερεό πυρήνα επικαλυμμένο με υγρό στρώμα. Τα σωματίδια της ατμόσφαιρας περιέχουν ανόργανα ιόντα, μεταλλικές ενώσεις, στοιχειακό και οργανικό άνθρακα καθώς και κρυσταλλικές ενώσεις (Pacyna, 1995; USEPA 2004a). Οι κύριες φυσικοχημικές ιδιότητες των αιωρούμενων σωματιδίων που μας ενδιαφέρουν είναι το μέγεθος και η σχετική αφθονία κάθε είδους σωματιδίου συναρτήσει του μεγέθους, οι αεροδυναμικές τους ιδιότητες, η προσροφητική τους ικανότητα, η χημική τους σύσταση και οι οπτικές τους ιδιότητες Μέγεθος αιωρούμενων σωματιδίων Το μέγεθος των αιωρούμενων σωματιδίων εκφράζεται με τη διάμετρο τους. Κατά τη μελέτη των ατμοσφαιρικών αεροζόλ, συχνά θεωρείται ότι όλα τα σωματίδια έχουν σχήμα σφαίρας, διαμέτρου D p. Ενώ τα υγρά σωματίδια ικανοποιούν σχεδόν πάντοτε την υπόθεση αυτή, τα στερεά σωματίδια έχουν συνήθως ακανόνιστα σχήματα και δε μπορούν να περιγραφούν μέσω της γεωμετρικής διαμέτρου, D p. Επειδή, όμως, οι περισσότερες ιδιότητες των ατμοσφαιρικών σωματιδίων (π.χ. όγκος, εμβαδό επιφάνειας, ταχύτητα καθίζησης, διάχυση Brown κ.λ.π.) εξαρτώνται από το μέγεθός τους, είναι αναγκαίος ο ορισμός της ισοδύναμης διαμέτρου. Ως ισοδύναμη διάμετρος (equivalent diameter) ορίζεται η διάμετρος της σφαίρας που έχει την ίδια τιμή μίας συγκεκριμένης ιδιότητας με αυτή ενός σωματιδίου ακανόνιστου σχήματος. Επομένως, για τα μη σφαιρικά σωματίδια μπορούν να οριστούν διάφοροι τύποι ισοδύναμης διαμέτρου, ορισμένοι από τους οποίους δίνονται παρακάτω (USEPA, 2004a): Η διάμετρος ισοδύναμης μάζας (mass equivalent diameter), D m, είναι η διάμετρος μίας στερεάς σφαίρας που έχει την ίδια μάζα και πυκνότητα με το ακανόνιστου σχήματος σωματίδιο. Η κλασική αεροδυναμική διάμετρος (classical aerodynamic diameter), D a ορίζεται ως η διάμετρος μίας σφαιρικής σταγόνας νερού (ως εκ τούτου πυκνότητας 1 g/cm3) που έχει την ίδια τελική ταχύτητα πτώσης (οριακή ταχύτητα) στον αέρα με το εξεταζόμενο σωματίδιο. Η αεροδυναμική διάμετρος του Stokes (Stokes aerodynamic diameter), D s, είναι η διάμετρος μίας σφαίρας που έχει την ίδια πυκνότητα και ταχύτητα καθίζησης με το 7

26 σωματίδιο. Η διάμετρος του Stokes επιτρέπει την τυποποίηση σωματιδίων διαφόρων σχημάτων μέσω σφαιρών που εμφανίζουν την ίδια αεροδυναμική ιδιότητα (ταχύτητα καθίζησης). Η διάμετρος ισοδύναμης ηλεκτρικής κινητικότητας (electrical mobility equivalent diameter), D b, είναι η διάμετρος μίας σφαίρας που έχει την ίδια ηλεκτρική κινητικότητα με το εξεταζόμενο σωματίδιο, όπου ηλεκτρική κινητικότητα είναι η ικανότητα ενός σωματιδίου να κινείται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. H θερμοδυναμικά ισοδύναμη διάμετρος (thermodynamically equivalent diameter), D th, ή διάμετρος διάχυσης, ορίζεται ως η διάμετρος ενός σφαιρικού σωματιδίου που έχει τον ίδιο συντελεστή διάχυσης με το σωματίδιο που ενδιαφέρει (Pillinis and Pandis, 1995). Το μέγεθος των σωματιδίων είναι η πιο σημαντική παράμετρος για τον χαρακτηρισμό της συμπεριφοράς των σωματιδίων Η κατανομή κατα μέγεθος των αιωρούμενων σωματιδίων H κατανομή μεγέθους των ατμοσφαιρικών σωματιδίων αποτελεί σημαντική φυσική παράμετρο αναφορικά με τη συμπεριφορά τους. Η ατμόσφαιρα, αστική ή μη αστική, περιέχει σημαντικές συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων που μερικές φορές φθάνουν την τιμή των 107 έως 108 σωματίδιων/cm 3. Οι διάμετροι των σωματιδίων αυτών καταλαμβάνουν ένα εύρος τεσσάρων τάξεων μεγέθους, από λίγα nm έως περίπου 100 μm (0,1 mm). Για το λόγο αυτό, οι κατανομές μεγέθους εκφράζονται σε σχέση με τον λογάριθμο της διαμέτρου του σωματιδίου (Χ-άξονας) και τη μετρούμενη διαφορική συγκέντρωση (Υ-άξονας): ΔΝ/Δ(logDp) = ο αριθμός των σωματιδίων ανά cm 3 αέρα που έχουν διάμετρο στην περιοχή log Dp μέχρι log (Dp+ΔDp). Επειδή οι λογάριθμοι δεν έχουν διαστάσεις, είναι απαραίτητο να σκεφτούμε την κατανομή ως συνάρτηση του log(dp/dp 0 ), όπου η διάμετρος αναφοράς Dp 0 ισούται με 1μm. Aν το ΔΝ/Δ(logDp) σχεδιαστεί σε γραμμική κλίμακα, τότε ο αριθμός των σωματιδίων μεταξύ Dp και Dp+ΔDp θα είναι ανάλογος με το εμβαδόν κάτω από την καμπύλη του διαγράμματος ΔΝ/Δ(logDp) logdp. Παρόμοια θεώρηση ισχύει και στις κατανομές επιφάνειας, αριθμού και μάζας των σωματιδίων. Στο Σχήμα 1.4 φαίνεται η κατανομή του αριθμού, της επιφάνειας και του όγκου (μάζας) των σωματιδίων σε σχέση με τη διάμετρό τους (c:coarse, n:nuclei, a:accumulation, 8

27 DGV:geometric mean diameter by volume, DGS: geometric mean diameter by surface, DGN: geometric mean diameter by number). Σχήμα 1.4 Αριθμητική, επιφανειακή και κατ όγκο κατανομή των σωματιδίων σε τυπικό αστικό περιβάλλον, (U.S.EPA, 2004). Όπως φαίνεται από το Σχήμα 1.4α, η αριθμητική κατανομή κυριαρχείται από σωματίδια διαμέτρου μικρότερης από 0,1 μm, ενώ η καμπύλη εμφανίζει ένα μέγιστο γύρω από τα 0,02 μm και ένα γόνατο γύρω στα 0,1 μm. Αντίθετα, η κατ όγκο (ή μάζα) κατανομή (Σχήμα 1.4γ) εμφανίζει δύο μέγιστα (κατανομή διπλού μεγίστου, bimodal distribution), ένα στην περιοχή συσσωμάτωσης (0,1-1,0 μm) και ένα δεύτερο στην περιοχή των χονδρόκοκκων σωματιδίων (1-10 μm). Το κύριο χαρακτηριστικό των αιωρούμενων σωματιδίων ενός τυπικού αστικού περιβάλλοντος, όπως προκύπτει από τη σύγκριση της αριθμητικής και κατά μάζα 9

28 κατανομής των σωματιδίων του, είναι ότι ενώ η πλειοψηφία των σωματιδίων έχει μέγεθος μικρότερο από 0,1 μm, η περισσότερη μάζα βρίσκεται συγκεντρωμένη στα σωματίδια μεγέθους μεγαλύτερου από 0,1 μm. Όπως φαίνεται τώρα από το Σχήμα 1.4β, η κατανομή της επιφάνειας των σωματιδίων εμφανίζει ένα μέγιστο γύρω στα 0,1 μm, καθώς και δύο μικρότερα μέγιστα. Η εν λόγω κατανομή δείχνει ότι τη μεγαλύτερη επιφάνεια εμφανίζουν σωματίδια στην περιοχή από 0,1 έως 0,5 μm. Ακριβώς λόγω της μεγάλης προσφερόμενης επιφάνειας, η μεταφορά υλικού από την αέρια φάση κατά τη διαδικασία μετατροπής αερίου σε σωματίδιο συμβαίνει κυρίως στην περιοχή αυτή (συμπύκνωση) (Hinds, 1999). Το γόνατο που εμφανίζεται στην αριθμητική κατανομή οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η τελική κατανομή αποτελεί πιθανότατα το συνδυασμό δύο διαφορετικών κατανομών που παρουσιάζονται στο Σχήμα 1.4α με διακεκομμένες γραμμές. Οι άλλες δύο κατανομές είναι πιθανότατα συνδυασμός τριών διαφορετικών περιοχών (modes) σωματιδίων. Τα δεδομένα αυτά και άλλα στοιχεία, οδήγησαν τους επιστήμονες να δεχθούν ότι στα αιωρούμενα σωματίδια της ατμόσφαιρας υπάρχουν τρία σύνολα σωματιδίων, όσον αφορά το μέγεθός τους, την προέλευση και τις ιδιότητες τους, τα οποία σχολιάζονται παρακάτω. Η κατηγοριοποίηση των σωματιδίων ανάλογα με το μέγεθος τους έγινε για πρώτη φορά από τον Whitby, Μία ιδεατή κατανομή των ατμοσφαιρικών σωματιδίων όπου δίνονται και οι τέσσερις περιοχές (modes), φαίνεται στο Σχήμα 1.5. H περιοχή πυρήνωσης και η περιοχή Aitken παρατηρούνται στις κατανομές αριθμού σωματιδίων. Μολαταύτα, η περιοχή Aitken παρατηρείται και στην κατ όγκο κατανομή από πηγές όπως η κίνηση των οχημάτων όπου παράγονται υπέρλεπτα σωματίδια. Πιο συγκεκριμένα, οι περιοχές μεγέθους των σωματιδίων είναι: Περιοχή Πυρήνωσης (Nucleation mode): Σωματίδια διαμέτρου <10 nm. Περιοχή Aitken: Σωματίδια διαμέτρου μεταξύ nm. Η περιοχή αυτή προκύπτει από την αύξηση μεγέθους μικρών σωματιδίων ή την πυρηνοποίηση. Περιοχή συσσώρευσης (Accumulation mode): Σωματίδια διαμέτρου από περίπου 0,1 μm μέχρι 1-3 μm. 10

29 Λεπτόκοκκα Σωματίδια (Fine mode): Τα σωματίδια αυτά περιέχουν τις περιοχές πυρήνωσης, Aitken, συσσωμάτωσης. Είναι τα σωματίδια μεγέθους απο 3 nm μέχρι 1-3 μm. Χονδρόκοκκα Σωματίδια (Coarse mode): Σωματίδια με μέγεθος μεγαλύτερο απο 1-3 μm. Υπερλεπτα Σωματίδια (Ultrafine particles): Αυτά τα σωματίδια δεν αποτελούν ξεχωριστή περιοχή. Περιέχουν την περιοχή πυρήνωσης και αρκετή από την Aitken, <0,1 μm. Σχήμα 1.5 Ιδεατή σχηματική απεικόνηση της επιφανειακής κατανομής των ατμοσφαιρικών αιωρούμενων σωματιδίων. (Whitby, 1978, USEPA, 2004). Οι περιοχές που προαναφέρθηκαν έχουν κατηγοριοποιηθεί με αυτό τον τρόπο αναφορικά με τους μηχανισμούς σχηματισμού, τις πηγές, τη σύσταση, τη μεταφορά και την τύχη των σωματιδίων που περιέχονται σ αυτές. Η περιοχή πυρήνωσης αναφέρεται στα σωματίδια που δεν αναπτύσσονται με μηχανισμούς όπως συσσωμάτωση και συμπύκνωση. Τα σωματίδια της περιοχής Aitken ανήκουν στα σωματίδια που δημιουργούνται ταχύτατα, υπερέχουν αριθμητικά έναντι των υπολοίπων σωματιδίων, ενώ αντιστοιχούν σε ένα πολύ μικρό μόνο ποσοστό της 11

30 συνολικής μάζας των αιωρούμενων σωματιδίων. Επιπλέον, τα σωματίδια αυτά δημιουργούνται από συμπύκνωση θερμών ατμών κατά τη διάρκεια της καύσης και από την πυρηνοποίηση (nucleation) ατμοσφαιρικών ειδών προς δημιουργία νέων σωματιδίων και στη συνέχεια με συσσωμάτωση (coagulation) σχηματίζουν μεγαλύτερα σωματίδια. Τα μικρά σωματίδια δημιουργούνται με συσσωμάτωση (δύο σωματίδια ενώνονται προς σχηματισμό ενός) ή με συμπύκνωση (μόρια χαμηλής τάσης ατμών συμπυκνώνονται σε ένα σωματίδιο). Καθώς το σωματίδιο αυξάνει σε μέγεθος, ο ρυθμός ανάπτυξης λόγω συσσωμάτωσης και συμπύκνωσης μειώνεται, ενώ τα μικρά σωματίδια «προχωρούν» προς την περιοχή συσσώρευσης. Συνεπώς, τα σωματίδια της περιοχής συσσώρευσης δεν αυξάνουν το μέγεθός τους σε μεγάλα σωματίδια. Ωστόσο, υπό συνθήκες υψηλής σχετικής υγρασίας, τα υγροσκοπικά σωματίδια της περιοχής συσσωμάτωσης αυξάνουν σε μέγεθος, αυξάνοντας ταυτόχρονα την αλληλοεπικάλυψη μεγάλων και μικρών σωματιδίων. Έτσι, η περιοχή συσσώρευσης μπορεί να διαμεριστεί στην υγροσκοπική και τη μη υγροσκοπική περιοχή. Επιπρόσθετα, οι ρύποι αέριας φάσης διαλύονται και αντιδρούν με υγροσκοπικά σωμάτια, οδηγώντας έτσι σε αύξηση του μεγέθους. Ο συνδυασμός των περιοχών πυρήνωσης, Aitken, και συσσώρευσης καλείται περιοχή μικρών σωματιδίων. Σημαντικός επίσης είναι και ο ρόλος της σχετικής υγρασίας (RH) στην κατανομή των σωματιδίων. Καθώς η RH αυξάνει, τα υγροσκοπικά σωματίδια της περιοχής συσσώρευσης αυξάνονται σε μέγεθος. Σε υψηλά επίπεδα RH, μερικά σωματίδια της περιοχής συσσώρευσης μπορεί να εμφανίσουν διάμετρο >1 μm. Σε επίπεδα RH = 100%, όπως συμβαίνει σε περιόδους ομίχλης, η περιοχή αυτή εκτείνεται πέρα από τη διάμετρο των 2,5 μm. Ωστόσο, αυτό που δεν έχει ξεκαθαριστεί ακόμη είναι αν σωματίδια <1 μm, θα μειωθούν σε μέγεθος, αν η RH μειωθεί. Από την άλλη σε χαμηλά επίπεδα RH τα αδρά σωματίδια, μπορεί να διασπαστούν σε μικρότερα και μικρά ποσά μεγάλων σωματιδίων μπορεί να βρεθούν στην περιοχή των μικρών σωματιδίων. Έτσι, ένα δείγμα PM 2,5 θα περιλαμβάνει όλα τα σωματίδια της περιοχής συσσώρευσης, εκτός αν η RH είναι πολύ υψηλή. Ωστόσο, σε χαμηλά επίπεδα RH, μπορεί αυτό το δείγμα να περιέχει ένα μικρό κλάσμα των αδρών. 12

31 1.2.3 Ταχύτητα πτώσης Η ταχύτητα πτώσης των αιωρούμενων σωματιδίων περιγράφεται από το νόμο του Stokes, ο οποίος ισχύει για σωματίδια με διάμετρο μεγαλύτερη από την ελεύθερη διαδρομή των αερίων. Σύμφωνα με το νόμο του Stokes η ταχύτητα πτώσης είναι ανάλογη της διαμέτρου των αιωρούμενων σωματιδίων: όπου U ορ η οριακή ταχύτητα πτώσης των σωματιδίων, g η επιτάχυνση της βαρύτητας, d η πυκνότητα του σωματιδίου, d η πυκνότητα του μέσου πτώσης, n ο συντελεστής ιξώδους του μέσου πτώσης και r η ισοδύναμη αεροδυναμική ακτίνα του σωματιδίου. Σχήμα 1.6 Ταχύτητα πτώσης αιωρούμενων σωματιδίων σε σχέση με τη διάμετρό τους (Ruzer & Harley, 2005) 13

32 Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.6, τα αιωρούμενα σωματίδια με διάμετρο 10 μm έχουν σημαντική ταχύτητα πτώσης στην ατμόσφαιρα σε σταθερές συνθήκες. Αντίθετα, τα σωματίδια με διάμετρο <10 μm έχουν πολύ μικρή ταχύτητα πτώσης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να παραμένουν σε αιώρηση για μεγάλο χρονικό διάστημα στην ατμόσφαιρα και για αυτό προκαλούν προβλήματα στη δημόσια υγεία Προσρόφηση Η σωματιδιακή ύλη που αιωρείται στην ατμόσφαιρα έχει πολύ μεγάλη ενεργό επιφάνεια ανά μονάδα μάζας εξαιτίας του μικρού μεγέθους της πλειονότητας των σωματιδίων. Η ενεργός επιφάνεια της σωματιδιακής ύλης που αιωρείται στην ατμόσφαιρα υπολογίζεται σε 106 m 2 g -1 και ευνοεί την προσρόφηση μορίων από την αέρια φάση. Τα μόρια προσροφώνται ισχυρά στα αιωρούμενα σωματίδια ενώσεις με τάση ατμών < 0,1 mm Hg στους 25 C (π.χ. μέταλλα που εξατμίζονται από ηφαιστειακές ή βιολογικές διεργασίες, ημιπτητικές οργανικές ενώσεις κλπ). Η προσρόφηση τοξικών ουσιών (χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες,vocs, βαρέα μέταλλα) στα αιωρούμενα σωματίδια αυξάνει την επικινδυνότητά τους σε ότι αφορά τη δημόσια υγεία Χημική σύσταση Η χημική σύσταση των αιωρούμενων σωματιδίων ποικίλλει σημαντικά και, γενικά, αντανακλά την πηγή από την οποία προέρχονται. Στην πραγματικότητα, όμως, η χημική σύσταση αλλοιώνεται από την αλληλεπίδραση των σωματιδίων μεταξύ τους ή με αέρια συστατικά της ατμόσφαιρας. Γενικά, τα αιωρούμενα σωματίδια αποτελούνται από μια ανόργανη φάση (στερεό ανόργανο υλικό, υδατοδιαλυτά ανόργανα άλατα, στοιχειακός άνθρακας, κ.ά.) και μία οργανική φάση (οργανικός άνθρακας, ετεροάτομα) και από νερό. Η ανόργανη φάση αποτελείται κυρίως από ενώσεις S, N, H και ιόντα αμμωνίου καθώς και από στοιχειακό άνθρακα, ο οποίος προέρχεται από την ατελή καύση των καυσίμων. Σε μικρότερο ποσοστό συμμετέχουν διάφορα μέταλλα (ιχνοστοιχεία), τα οποία προέρχονται είτε από την κίνηση των οχημάτων, είτε από βιομηχανικές διεργασίες (π.χ. 14

33 εξόρυξη και άλεση ορυκτών) είτε από την επαναιώρηση εδαφικού υλικού από την επίδραση του ανέμου στην ξηρά. Η οργανική φάση αποτελείται από οργανικό άνθρακα ο οποίος παράγεται από προϊόντα καύσης, από βιολογικές διεργασίες των μικροοργανισμών, των φυτών και των ζώων, καθώς και από την οξείδωση αρωματικών ενώσεων, υδρογονανθράκων και VOCs. Η σχετική συνεισφορά οργανικού και ανόργανου υλικού στη συνολική μάζα των αιωρούμενων σωματιδίων εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η προέλευση τους, οι ατμοσφαιρικές συνθήκες και το μέγεθος τους. Έτσι, σε ρυπασμένες αστικές περιοχές, τα μικρά σωματίδια μπορεί να περιέχουν μέχρι και 40% άνθρακα, ενώ τα μεγαλύτερα είναι, κυρίως, ανόργανα (πυριτικά άλατα, εδαφικής προέλευσης ενώσεις του ΑΙ και του Ca, κ.ά.). Τέλος, τα θαλάσσια αεροζόλ είναι υδατικά διαλύματα ΝaCl και (ΝΗ 4 ) 2 SΟ 4. Στον Πίνακα 1.2 που ακολουθεί φαίνεται η χημική σύσταση των αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα. Πίνακας 1.1 Χημική σύσταση των αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα. (Ruzer & Harley, 2005) Οι περισσότερες από τις φυσικές ιδιότητες των αιωρούμενων σωματιδίων (π.χ. όγκος, επιφάνεια, ταχύτητα πτώσης, διάχυση Brown, κ.ά.) αποτελούν συνάρτηση του μεγέθους τους. Οι χημικές ιδιότητες των αιωρούμενων σωματιδίων ποικίλλουν ανάλογα με τη σύσταση τους. 15

34 1.3 Το πρόβλημα της ρύπανσης εσωτερικού περιβάλλοντος λόγω αιωρούμενων σωματιδίων Οι αέριοι ρύποι που εκπέμπονται σε εσωτερικούς χώρους εισέρχονται στο ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα με πιθανότητα 1000 φορές μεγαλύτερη από ότι εάν η έκθεση γινόταν σε εξωτερικούς χώρους (π.χ. ρύπανση από αυτοκίνητα). Αυτό οφείλεται στον όγκο του αέρα που αναμιγνύονται οι αέριοι ρύποι, ο οποίος είναι πολύ μικρότερος σε εσωτερικούς χώρους. (Λαζαρίδης, 2008). Οι άμεσες ή έμμεσες πηγές των σωματιδίων στους εσωτερικούς χώρους είναι: To εξωτερικό περιβάλλον. Οι εστίες καύσης και θερμαντικά σώματα καύσης. Τα προϊόντα καπνού. Οι συσκευές γραφείου, εκτυπωτές, φωτοτυπικά μηχανήματα. Τα προϊόντα καθαρισμού. Οι βιολογικές πηγές. Τα φυτά. Οι άνθρωποι μέσω φυσιολογικών λειτουργιών. Ο μηχανικός ή φυσικός αερισμός του χώρου. Η πυκνότητα των χρηστών του χώρου και η κίνησή τους Πηγές σωματιδιακής ρύπανσης σε κλειστούς χώρους Στα κτίρια, δηλαδή στο εσωτερικό περιβάλλον, υπάρχουν πρωτογενείς εκπομπές σωματιδίων όπως μαγείρεμα, κάπνισμα, επαναιώρηση σωματιδίων από σκούπισμα, σφουγγάρισμα ακόμα και από την απλή κίνηση των ανθρώπων μέσα στο κτίρια, από τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης των κτιρίων και τον εξαερισμό τους αλλά και από τα δομικά υλικά. Σημαντικός παράγοντας αύξησης της συγκέντρωσης των σωματιδίων στους εσωτερικούς χώρους είναι τα σωματίδια που μεταφέρονται από το εξωτερικό περιβάλλον (Jones, 1999). Η ποιότητα του αέρα στους εσωτερικούς χώρους επηρεάζεται και από τη μεταβολή του αέρα στον εξωτερικό χώρο. Ο ρυθμός ανταπόκρισης εξαρτάται από τη διαπερατότητα της δομής του κτιρίου, από τον υπό διερεύνηση ρύπο κλπ (ΥΠΕΧΩΔΕ, 2000). Η συγκέντρωση ενός ρύπου στο εσωτερικό ενός κτιρίου εξαρτάται από τη σχέση μεταξύ του όγκου του αέρα μέσα στο χώρο με το ποσοστό παραγωγής ή απελευθέρωσης του ρύπου, το ποσοστό απομάκρυνσης του ρύπου από τον αέρα και το ποσοστό ανταλλαγής εσωτερικού - εξωτερικού αέρα (Jones, 1999). Στα κτίρια 16

35 γραφείων έχει παρατηρηθεί ότι η κύρια πηγή σωματιδίων είναι το κάπνισμα,το οποίο αυξάνει σημαντικά τη συγκέντρωση των αερομεταφερόμενων σωματιδίων (Ning et al.,2006; Miller & Nazaroff., 2001). Επιπλέον, η ρύπανση του εσωτερικού αέρα εξαρτάται από την καύσιμη ύλη(ξύλο, φυσικό αέριο,πετρέλαιο) της μαγειρικής εστίας, από τον χρόνο μαγειρέματος, τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά των κτιρίων, από τον τύπο εξαερισμού, από εκτυπωτές και φωτοαντιγραφικά μηχανήματα (Begum et al., 2009) από τα κεριά και τις εστίες τζακιού (Ott & Siegmann., 2006). Σύμφωνα με έρευνα που διεξήχθη από τους Buonanno et al., 2009, οι μαγειρικές εστίες που λειτουργούν με αέριο συμβάλλουν στην αύξηση της συγκέντρωσης των σωματιδίων και καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία μαγειρέματος αυξάνεται και η συγκέντρωση μάζας και αριθμού. Σε έρευνα που διεξήχθη από τους (Lee et al., 2002; Begum et al.,2009) σε νοικοκυριά στο Μπαγκλαντές παρατηρήθηκε ότι η συγκέντρωση των σωματιδίων και κυρίως των ΡΜ10 στις κουζίνες κατά τη διάρκεια του μαγειρέματος, ήταν πολύ υψηλότερη από ότι στο σαλόνι. Λόγω της χρήσης παραδοσιακών καυσίμων (ξύλο, κοπριά, γεωργικά απόβλητα) τα ανθρακούχα σωματίδια αποτελούσαν το κύριο συστατικό του αέρα μέσα στις οικίες. Το πρόβλημα της ρύπανσης του εσωτερικού αέρα γνώρισε αυξητική τάση μετά τη δεκαετία του 1970, όταν δηλαδή η εξοικονόμηση ενέργειας έγινε επιτακτική ανάγκη. Οι προσπάθειες που καταβλήθηκαν για την ελάττωση της κατανάλωσης ενέργειας, οδήγησε στην ανάπτυξη και τη διάδοση των συστημάτων εξαερισμού και ανακύκλωσης του εσωτερικού αέρα (Anderson & Albert, 1999). Η ευρεία χρήση αυτών των συστημάτων είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση του φυσικού αερισμού και τη δημιουργία στεγανοποιημένων και θερμικά απομονωμένων κτιρίων (Τσίπηρας, 1996; ΥΠΕΧΩΔΕ, 2000). Όλα αυτά και όσα αναφέρθηκαν παραπάνω είχαν ως αποτέλεσμα την αύξηση των ρύπων στο εσωτερικό των κτιρίων (Sturm et al., 2010). 17

36 1.3.2 Ανασκόπηση βιβλιογραφίας περιοχής ενδιαφέροντος Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας έγινε με συστηματικά βήματα, τα οποία χρησιμοποιούνται στη βιβλιογραφία διεθνώς (Καρασσά Φ.Β., 2006; Γαλάνης Π., 2009). Τα βήματα αυτά απεικονίζονται στο ακόλουθο διάγραμμα ροής: Σύνολο άρθρων που προέκυψαν από την αναζήτηση (ν=396) Μελέτες που δεν ελήφθησαν υπόψη επειδή δεν υπάρχει ελεύθερη πρόσβαση στο πλήρες κείμενό τους (V=257) Μελέτες που προστέθηκαν στην ανασκόπηση έπειτα απο αναζήτηση των βιβλιογραφικών αναφορών (v= 31) Σύνολο μελετών που προέκυψαν από περαιτέρω αξιολόγηση (ν=139) Σύνολο μελετών που προέκυψαν από περαιτέρω αξιολόγηση (V=119) Σύνολο μελετών που προέκυψαν από περαιτέρω αξιολόγηση (v=108) Μελέτες που απερρίφθησαν έπειτα από ανάγνωση τίτλου (ν=20) Μελέτες που απερρίφθησαν έπειτα από ανάγνωση περίληψης ή και ολόκληρου του άρθρου (ν=8) Τελικό σύνολο μελετών της ανασκόπησης (v=139) 18

37 1.4 Σκοπός της εργασίας Ο στόχος της παρούσας εργασίας ήταν να γίνει συστηματική ανασκόπιση και κριτική ανάλυση της πρόσφατης διεθνούς επιστημονικής βιβλιογραφίας (2010-έως σήμερα) που αφορά στη μελέτη των αιωρουμένων σωματιδίων στο εσωτερικό κτιρίων διαφόρων τύπων χρήσης ανεξάρτητα από το γεωγραφικό πλάτος. Οι συστηματικές ανασκοπήσεις αποτελούν σημαντικά εργαλεία αντικειμενικής προσέγγισης της βιβλιογραφίας, της σύνθεσης και της κριτικής ανάλυσης των αποτελεσμάτων των πρωτογενών μελετών, με εξαιρετική συμβολή στην αποσαφήνιση θεμάτων και την αναζήτηση νέων ερευνητικών κατευθύνσεων. Η εργασία επικεντρώθηκε στη στατιστική ανάλυση μιας συλλογής δεδομένων, τα οποία προέρχονται από ανεξάρτητες, αλλά συναφείς μελέτες, με σκοπό την ενοποίηση των δεδομένων και την εξαγωγή σαφέστερων συμπερασμάτων, αναφορικά με τα αιωρούμενα σωματίδια σε εσωτερικούς χώρους κτιρίων διαφορετικών τύπων χρήσης. 1.5 Συνοπτική παρουσίαση της εργασίας Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζεται με συνοπτικό τρόπο το γενικό πλαίσιο εντός του οποίου εξετάζονται τα αιωρούμενα σωματίδια. Γίνεται αναφορά στις φυσικοχημικές ιδιότητές τους, το μέγεθός τους, την κατανομή τους κατα μέγεθος και τη σημασία τους στον χαρακτηρισμό της συμπεριφοράς των σωματιδίων στην ρύπανση του εσωτερικού περιβάλλοντος, ενώ εξετάζεται η ταχύτητα πτώσης τους, η προσρόφησή τους και η χημική τους σύσταση καθώς η αιώρησή τους για μεγάλο χρονικό διάστημα στην ατμόσφαιρα, αλλά και η προσρόφηση τοξικών ουσιών (χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες, VOCs, βαρέα μέταλλα) στα αιωρούμενα σωματίδια αυξάνει την επικινδυνότητά τους σε ότι αφορά τη δημόσια υγεία. Ακολουθεί περιγραφή των λόγων για τους οποίους η συγκεκριμένη περιοχή παρουσιάζει ενδιαφέρον από πλευράς επίδρασής τους στο εσωτερικό περιβάλλον του ανθρώπου και παρατίθενται σχετικές εργασίες σε διεθνή περιοδικά. Στη συνέχεια δίνεται ο σκοπός για τον οποίο εκπονήθηκε η παρούσα εργασία και μια συνοπτική περιγραφή των περιεχομένων των διαφόρων κεφαλαίων της. Κεφάλαιο 2: Αιωρούμενα σωματίδια και ανθρώπινη υγεία 19

38 Στο κεφάλαιο αυτό αναφέρονται οι άμεσες και χρόνιες επιπτώσεις στον ανθρώπινο οργανισμό και περιγράφονται οι κύριες διεργασίες και οι μηχανισμοί με τους οποίους τα σωματίδια προκαλούν τοξικότητα στον άνθρωπο. Κεφάλαιο 3: Παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματιδίων στο εσωτερικό περιβάλλον Στο τρίτο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζονται, σε γενικές γραμμές, οι παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματιδίων στο εσωτερικό περιβάλλον, όπως αυτοί καταγράφονται από τη βιβλιογραφία. Γίνεται αναφορά στην επίδραση που έχει η γεωγραφική θέση που βρίσκεται το κτίριο, καθώς και ο τύπος της περιοχής που βρίσκεται, αν πρόκειται δηλαδή για αστική, περιαστική, αγροτική, υπαίθρια, βιομηχανική ή ερημοποιημένη. Δίνεται έμφαση στη χρήση που έχει το κτίριο (κατοικία, σχολείο, γραφείο, χώρος κοινής εστίασης, γυμναστήριο, εστιατόριο, μουσείο, βιομηχανία, εκκλησία, ορνιθοτροφεία αλλά και μέσα μαζικής μεταφοράς). Ως παράγοντες επίδρασης εξετάζονται επίσης η δομή του κάθε κτιρίου αλλά και τα υλικά κατασκευής του. Περαιτέρω, διερευνάται η επίδραση στις συγκεντρώσεις του εσωτερικού περιβάλλοντος από το οικονομικό, κοινωνικό επίπεδο των κατοίκων αλλά και από τις δραστηριότητές τους εντός του κτιρίου. Τέλος, μελετάται η επίδραση της εποχικότητας και των μετεωρολογικών συνθηκών στη μεταβλητότητα των εκάστοτε εσωτερικών συγκεντρώσεων. Κεφάλαιο 4: Υπαίθριες και εσωτερικές πηγές ρύπων του εσωτερικού περιβάλλοντος Στα δυο πρώτα μέρη του κεφαλαίου γίνεται μία εκτεταμένη παρουσίαση των πηγών των ρύπων του εσωτερικού, αλλά και του εξωτερικού περιβάλλοντος που επηρεάζουν τις συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων στον εσωτερικό χώρο. Στο τρίτο μέρος του κεφαλαίου, εξετάζεται η συσχέτιση εσωτερικών εξωτερικών αιωρούμενων σωματιδίων (Indoor Outdoor, I/O). Έπειτα εξετάζονται οι πιθανές συσχετίσεις της μεταβολές της Ι/Ο αναλογίας απο τις μετεωρολογικές παραμέτρους. Συγκεκριμένα, εξετάζεται η συσχέτιση με τη θερμοκρασία του αέρα και την υγρασία του εσωτερικού αλλά και του εξωτερικού περιβάλλοντος και η εποχική διακύμανση των τιμών της. Στη συνεχεία, εξετάζεται η πιθανή εξάρτηση από τη λειτουργία των κλιματιστικών και την εγκατάσταση φίλτρων στο εσωτερικό του κτιρίου αλλά και από τα υλικά και τον τρόπο κατασκευής του καθώς σύμφωνα με μελέτες μπορεί να επηρεάσουν την Ι/Ο αναλογία των εσωτερικών PM. 20

39 Κεφάλαιο 5: Νομοθεσία Όρια για τα επίπεδα των αιωρούμενων σωματιδίων Το εισαγωγικό τμήμα του πέμπτου κεφαλαίου της εργασίας περιέχει μια εκτενή αναφορά στις εγκεκριμένες οδηγιές και τα πρότυπα μέτρησης των αιωρούμενων σωματιδίων απο τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας με χρονική αναφορά απο το 1979 που η Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (US Environmental Protection Agency, US EPA) χρησιμοποίησε για πρώτη φορά τη συγκέντρωση των ΡΜ 10 ως μέτρο για την αξιολόγηση της ρύπανσης του περιβάλλοντος και τέθηκαν όρια και στόχοι. Περαιτέρω γίνεται αναφορά στα πρότυπα μέτρησης των αιωρούμενων σωματιδίων απο τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, το προτυπο ΕΝ 12341:1998 και το προτυπο ΕΝ 14907:2005 για τις μετρήσεις των κλασμάτων PM10 και PM2.5 αντίστοιχα. Κεφάλαιο 6: Μέθοδοι δειγματοληψίας και προσδιορισμού της συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων Το κεφάλαιο ξεκινάει με μια περιγραφή των μεθόδων προσδιορισμού των αιωρούμενων σωματιδίων, τον σταθμικό και τις αυτόματες μεθόδους (σε πραγματικό χρόνο). Στη συνέχεια, γίνεται μια σύντομη περίγραφή των έξι κυρίων μεδόθων προσδιορισμού των αιωρουμενων σωματιδίων σε πραγματικό χρόνο με αυτόματες μεθόδους και παρατίθεται μια σχηματική απεικόνιση των οργάνων που χρησιμοποιούνται σ αυτές. Κεφάλαιο 7: Αιωρούμενα σωματίδια σε διαφορετικούς τύπους κτιρίων Αποτελέσματα επιστημονικών εργασιών Στο κεφάλαιο αυτό παρατίθεται τα αποτελέσματα απο τη συστηματική ανασκόπηση των διαφορων τύπων των κτιρίων ανεξάρτητα απο τη γεωγραφική τους θέσης. Εξετάζονται αναλυτικά οι πηγές των αιωρούμενων σωματιδίων, οι συγκεντρώσεις τους εσωτερικά και εξωτερικά, οι παράγοντες που τις επηρεάζουν, η χημική τους σύσταση καθώς και η επίδρασή τους στην ανθρώπινη υγεία αλλά και στο περιβάλλον του εσωτερικού του κτιρίου ανάλογά με την διακύμανση του αριθμού τους, του μεγέθους τους, της προέλευσής τους, της τοξικότητά τους αλλά και του χρόνου και του ρυθμού απόθεσής τους. Οι κατηγορίες των κτιρίων που μελετώνται είναι τα εξής: κατοικίες, εκπαιδευτικά κτίρια-σχολικά γυμναστήρια, γραφεία, νοσοκομεία-κλινικές, χώροι κοινής εστίασης- εστιατόρια, μέσα μαζικής μεταφοράς, μουσεία, δημόσιοι χώροι, εκκλησίες, ορνιθοτροφεία-χοιροστάσια, βιομηχανία. Τέλος, παρατίθονται πίνακες με τις 21

40 παραπάνω μελέτες με ταξινόμησή τους ανά γεωγραφική κάλυψη, μέθοδο πού ακολουθήθηκε για τον προσδιoρισμό των PM, μέσους όρους συγκεντρώσεων για τα κλάσματα PM2.5 και ΡΜ10, αλλά και καταγραφή της χρονολογίας έκδοσης των προκείμενων άρθρων. Κεφάλαιο 8: Συγκεντρωτικά αποτελέσματα Στο τελευταίο κεφάλαιο γίνεται η σύνοψη των συμπερασμάτων τα οποία εξήχθησαν από τις αναλύσεις που παρουσιάσθηκαν στα κεφάλαια 3, 4 και 7, καθώς και μια ταξινόμηση των εργασιών ανά μέθοδο, αλλά και αντιπαραβολή και σύγκρισή τους με την πρότυπη σταθμική μέθοδο αναφοράς. Τελικά, γίνεται μια εκτίμηση για το ποιός τύπος κτιρίου φαίνεται να αντιμετωπίζει το μεγαλύτερο πρόβλημα και σε ποίες γεωγραφικές περιοχές. 22

41 2. Αιωρούμενα σωματίδια και ανθρώπινη υγεία Τα αιωρούμενα σωματίδια έχουν άμεσες και χρόνιες επιπτώσεις στον ανθρώπινο οργανισμό. Σύμφωνα με επιδημιολογικές μελέτες, τα σωματίδια σχετίζονται με αυξημένη θνησιμότητα και νοσηρότητα (Schlesinger, 1995; Harrison and Yin, 2000; Green, 2003). Συγκεκριμένα, τα αιωρούμενα σωματίδια εισέρχονται στον ανθρώπινο οργανισμό με την αναπνοή και εναποτίθενται στο αναπνευστικό σύστημα (ανώτερο και κατώτερο), προκαλώντας άμεσες επιπτώσεις σε αυτό, όπως βρογχίτιδα και πνευμονία, αλλά και καρδιακά προβλήματα και επιδείνωση χρόνιων αποφρακτικών νόσων του αναπνευστικού συστήματος. Το μέγεθος του σωματιδίου παίζει πολύ σημαντικό ρόλο αναφορικά με τα προβλήματα της υγείας, καθώς καθορίζει τη θέση εναπόθεσής του στην αναπνευστική οδό. Τα μεγάλα σωματίδια PM10 έχουν την τάση να εναποτίθενται στην άνω θωρακική χώρα (μύτη και λάρυγγα), ενώ τα μικρότερα PM2.5 τείνουν να εισχωρούν βαθύτερα στους πνεύμονες και ειδικότερα στην κυψελιδική περιοχή. Σχήμα 2.1 Ταχύτητα πτώσης αιωρούμενων σωματιδίων σε σχέση με τη διάμετρό τους (Ruzer & Harley, 2005) Ωστόσο, δεν είναι πλήρως εξακριβωμένο αν η συγκέντρωση μάζας των σωματιδίων είναι αυτή που σχετίζεται με τις επιδράσεις των αιωρούμενων σωματιδίων στην ανθρώπινη υγεία. Είναι γνωστό πως οι φυσικές ιδιότητες των σωματιδίων, όπως ο αριθμός των σωματιδίων, η ολική επιφάνεια, οι ηλεκτροστατικοί παράγοντες, καθώς και η χημική και βιολογική σύσταση, έχουν επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία. Η τύχη των 23

42 εισπνεόμενων σωματιδίων δεν είναι πλήρως γνωστή. Τα υδατοδιαλυτά συστατικά των σωματιδίων διαλύονται στην υγρή φάση των βρόγχων και εισέρχονται στη λέμφο ή την κυκλοφορία σε κάποιο επίπεδο του αναπνευστικού συστήματος. Τα σωματίδια που είναι αδιάλυτα στην υδατική φάση, φαγοκυτταρώνονται μέσα σε λίγες ώρες από τα κυψελιδικά μακροφάγα. Ο βιολογικός χρόνος της ημίσειας ζωής τους κυμαίνεται από ημέρες έως και χρόνια (Κουϊμτζής et al., 1998). Από τα αποτελέσματα αυτών των ερευνών, έχει τεκμηριωθεί η σχέση ανάμεσα στις υψηλές συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων και την εμφάνιση τόσο βραχυχρόνιων, όσο και μακροχρόνιων επιδράσεων οι οποίες μπορεί να είναι αναπνευστικές (πνευμονική δυσλειτουργία, φλεγμονή των αεραγωγών, άσθμα, βρογχίτιδα, εμφύσημα, καρκίνος του πνεύμονα), καρδιαγγειακές (καρδιακές προσβολές, αρρυθμίες, έμφραγμα του μυοκαρδίου, θρόμβωση), καθώς και πρόωρη θνησιμότητα (Πίνακας 2.1) Πίνακας 2.1 Εκτιμήσεις επιδράσεων στην υγεία ημερήσιας μέσης σωματιδιακής ρύπανσης,(ravindra et al., 2001). 24

43 Οι βραχυχρόνιες επιδράσεις της αύξησης των αιωρούμενων σωματιδίων στην ανθρώπινη υγεία έχουν σχέση τόσο με την αύξηση της θνησιμότητας που συνδέεται με αναπνευστικά, καρδιακά και καρδιοαναπνευστικά περιστατικά, όσο και με την αύξηση των εισαγωγών για περίθαλψη σε σχέση με τα παραπάνω προβλήματα τις συγκεκριμένες μέρες. (Committee of the Environmental and Occupational Health Assembly of the American Thoracic Society, 1996) Σύμφωνα με έρευνες, αύξηση της συγκέντρωσης των PM2.5 κατά 10 μg.m -3, έχει επιπτώσεις στη δημόσια υγεία. Έχουν όμως παρατηρηθεί διάφορες επιπτώσεις σε διαφορετικές έρευνες. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας σύμφωνα με αποτελέσματα ερευνών μέχρι το 1994 διαπίστωσε αύξηση κατά 0,74% στον αριθμό των ημερήσιων θανάτων και αύξηση κατά 0,80% των περιστατικών νοσηλείας που είχαν σχέση με αναπνευστικά προβλήματα. Πρόσφατες έρευνες όπως η ευρωπαϊκή APHEA (Air Pollution and Health: a European Approach)( Katsouyanni K, Touloumi G, Samoli E et al., 2001) και η αμερικάνικη NMMAPS (National Mortality, Morbidity and Air Pollution Study), (Samet et al., 2000), διεξήχθησαν σε 29 και 20 πόλεις, αντίστοιχα και υπολογίζουν ότι ο αριθμός των ημερήσιων θανάτων αυξήθηκε κατά 0,6% και 0,5%, αντίστοιχα. Άλλη μελέτη NMMAPS με δεδομένα από 90 πόλεις υπολογίζει τον αριθμό σε 0,4% (Samet et al., 2000) ή σε 0,2% (Dominici et al., 2002) ανάλογα με το στατιστικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε. Με βάση τις δύο αυτές έρευνες παρατηρήθηκε και αύξηση των εισαγωγών στα νοσοκομεία που είχαν σχέση με το άσθμα κατά 1,0% -ΑΡΗΕΑ- και κατά 1,5% - NMMAPS. Οι βραχυχρόνιες, οξείες επιπτώσεις της αύξησης των ΡΜ αφορούν κυρίως στην υγεία ευαίσθητων κοινωνικών ομάδων. Συγκεκριμένα οι μεγαλύτεροι σε ηλικία και άτομα με προϋπάρχοντα αναπνευστικά ή καρδιακά προβλήματα και οι διαβητικοί είναι πιο ευαίσθητοι στις επιδράσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης (Gouveia et al., 2000; Dockery et al., 2001; Goldberg et al., 2001). Επιπλέον θα πρέπει να πούμε ότι τα οξέα περιστατικά είναι δυνατόν να οδηγήσουν και σε πιο μακροπρόθεσμες επιδράσεις στην υγεία (>1,5 μήνα) και τα ποσοστά της θνησιμότητας μπορεί να είναι σημαντικά ανάλογα με τις αιτίες θανάτου, (Schwartz et al., 2000; Zanobetti et al., 2002). Οι μακροπρόθεσμες επιδράσεις στη δημόσια υγεία μετά από μακροπρόθεσμη έκθεση σε αυξημένες συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων δεν έχουν μελετηθεί τόσο πολύ και τα δεδομένα προέρχονται κυρίως από δύο αμερικανικές έρευνες (Dockery et al., 1993; Pope et al., 1995). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας των Dockery et al., 1993, η μακροχρόνια αύξηση της συγκέντρωσης των ΡΜ κατά 10 μg.m -3, προκαλεί αύξηση της θνησιμότητας 25

44 σε ότι αφορά στα ΡΜ10 κατά 1,10% και σε ότι αφορά στα ΡΜ2,5 κατά 1,14%. Η άλλη έρευνα έδειξε ότι το ποσοστό για τα ΡΜ2.5 είναι 1,07% (Pope et al., 1995). με βάση αυτές τις έρευνες υπολογίστηκε ότι το προσδόκιμο ζωής μπορεί να μειωθεί έως και μερικά χρόνια λόγω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Αύξηση της συγκέντρωσης των PM 2.5 κατά 10 μg.m-3, προκαλεί αύξηση της θνησιμότητας από καρκίνο του πνεύμονα κατά 8% και από καρδιοαναπνευστικά προβλήματα κατά 6%, αντιστοίχως (Pope et al., 2002). Στην Ευρώπη για το 2002, υπολογίστηκε ότι o κίνδυνος εμφάνισης καρκίνου του πνεύμονα μετά από έκθεση σε λεπτόκοκκα σωματίδια μέσης τιμής 15 pg/m 3, ήταν 10,7%, ενώ για άλλες μορφές καρκίνου 1% αντίστοιχα (Boffetta et al., 2006). Οι Kuenzli N, Kaiser R, Medina S et al. (2000) έκαναν μία εκτίμηση για τρεις ευρωπαϊκές χώρες (Αυστρία, Γαλλία και Ελβετία) χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα των Αμερικανικών ερευνών και κατέληξαν ότι το 6% των ετήσιων θανάτων σε αυτές τις χώρες μπορεί να αποδοθεί στα υψηλά επίπεδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας στο πρόγραμμα Global Burden of Disease (Ezzati M et al., 2002) εκτιμά ότι παγκοσμίως περίπου πρόωροι θάνατοι οφείλονται σε υψηλές συγκεντρώσεις ΡΜ. Εκτός όμως από τις παραπάνω μελέτες έχουν γίνει και εργαστηριακές μελέτες in vivo και in vitro. Οι in vivo μελέτες της τοξικότητας πραγματοποιούνται εισάγοντας απ ευθείας στο αναπνευστικό σύστημα ζώων (στην τραχεία) σωματίδια συγκεκριμένης κατανομής και σύστασης (Costa et al, 2005). Συνήθως αφορούν σε μια μόνο περιοχή μεγέθους ΡΜ, σε πολύ μεγαλύτερες συγκεντρώσεις από ότι στην ατμόσφαιρα, προκειμένου να μελετηθούν οι άμεσες επιπτώσεις στην υγεία. Συνεπώς δεν είναι δυνατόν να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα που να αφορούν στην τοξικότητα των σωματιδίων στον άνθρωπο και να βρεθεί μια σχέση δόση-απόκρισης. Από τις επιδημιολογικές μελέτες και τα ελάχιστα πειράματα στα ζώα και in vitro σε ανθρώπινα κύτταρα έχουν εντοπιστεί κάποιοι μηχανισμοί με τους οποίους τα σωματίδια προκαλούν τοξικότητα στον άνθρωπο (Hodgson, 2004, Sclesinger, 1995). Ένας τρόπος δράσης είναι η εξασθένηση των φυσικών λειτουργιών του ανθρώπινου οργανισμού, οπότε προκαλούνται δυσλειτουργίες στο νευρικό σύστημα, στη δεξιά καρδιακή κοιλία και στην κυκλοφορία του αίματος στους πνεύμονες. Ακόμη, έχει βρεθεί πως προκαλούν οξειδωτικό στρες, οίδημα, φλεγμονές (Schins et al., 2004), ινωμάτωση (αύξηση ινώδους ιστού), ανοσοτοξικότητα, αύξηση κινητικότητας του πλάσματος, εμφύσημα (λόγω μη εφικτής ανταλλαγής Ο 2 με CO 2 ), θρόμβωση του αίματος και στρες λόγω της μικρής διάχυσης αερίων (Τσιφτσόγλου, 1997). Αν και δεν έχει βρεθεί 26

45 επακριβώς ο τρόπος, με τον οποίο προκαλούνται αυτές οι δυσλειτουργίες, σημαντικό ρόλο θεωρείται πως διαδραματίζουν τα κύτταρα του επιθηλίου και τα μακροφάγα κύτταρα (Costa et al, 2005). Τα κύτταρα αυτά ενεργοποιούνται κατά την επαφή τους με σωματίδια και πιθανόν απελευθερώνουν ουσίες (προπηκτικές και πρόδρομες της φλεγμονής ουσίες) που επηρεάζουν τα άλλα κύτταρα. Για παράδειγμα τα μακροφάγα κύτταρα για να προστατεύσουν τον οργανισμό έχει βρεθεί πως παράγουν ελεύθερες ρίζες, πρωτεΐνες και ένζυμα που ενεργοποιούν τους μηχανισμούς ανάπλασης των φλεγμονωδών ιστών. Με τον ίδιο τρόπο αντιδρά και το επιθήλιο ελευθερώνοντας χημικές ουσίες που προκαλούν χημειόταξη. Αυτοί οι αμυντικοί μηχανισμοί εξαιτίας της διαρκούς δράσης μπορεί να προκαλέσουν δομικές αλλαγές στους ιστούς του αναπνευστικού που αναπόφευκτα να οδηγήσουν σε νεοπλασίες. 27

46 3. Παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματιδίων στο εσωτερικό περιβάλλον Η συγκέντρωση ενός ρύπου στο εσωτερικό ενός κτιρίου εξαρτάται από τη σχέση μεταξύ του όγκου του αέρα μέσα στο χώρο και του ποσοστού παραγωγής ή απελευθέρωσης του ρύπου, του ποσοστού απομάκρυνσης του ρύπου από τον αέρα αλλά και του ποσοστό ανταλλαγής εσωτερικού- εξωτερικού αέρα (Jones, 1999, Man- Pun Wan et al., 2011). Επομένως, τα επίπεδα των αιωρούμενων σωματιδίων σε οποιοδήποτε κτίριο είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ της περιοχής (αστική, βιομηχανική, αγροτική, υπαίθρια), του κλίματος (θερμοκρασία, υγρασία), του συστήματος αερισμού του κτιρίου (μηχανικά συστήματα), των τεχνικών οικοδόμησης (οικοδομικά υλικά) και επιπλώσεων, των διαδικασιών μέσα στο κτίριο (εσωτερικές πηγές, κλιματισμός, καύσεις), των δραστηριοτήτων των χρηστών του κτιρίου (κάπνισμα, βάδισμα, μαγείρεμα, καθαριότητα, ζώα), καθώς και των εκπομπών που διεισδύουν από το εξωτερικό περιβάλλον (εξωτερικές πηγές). Επιπλέον, οι συγκεντρώσεις των PM στους εσωτερικούς χώρους μπορούν να διαφέρουν από το ένα κτίριο στο άλλο, ανάλογα με τον σχεδιασμό του κτιρίου και τον προορισμό του. Συνοπτικά οι παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των σωματιδίων στο εσωτερικό περιβάλλον είναι: Οι εσωτερικές πηγές (κάπνισμα, σκούπισμα, επαναιώρηση ) Τα επίπεδα συγκεντρώσεων των εξωτερικών σωματιδίων. Η διήθηση που προκαλεί το εξωτερικό τοίχωμα του κτιρίου. Ο ρυθμός απόθεσης των σωματιδίων σε εσωτερικές επιφάνειες. Ο ρυθμός ανανέωσης του αέρα. Οι κλιματολογικές συνθήκες άπνοια, υγρασία, θερ/κή αναστροφή. Ο αριθμός των ατόμων, ηλικία, Το οικονομικό-κοινωνικό επίπεδο ενοικων. 3.1 Γεωγραφική θέση Σε πολλά κτίρια οι γεωγραφικές διαφορές, αλλά και το κλίμα, οδηγούν σε μεταβολές στην εκτίμηση του εξωτερικού περιβάλλοντος αλλά και στην έκθεση του μικροπεριβάλλοντος σε σωματίδια PM (Ye Cao,2011) Ευρώπη Ασία Αφρική 28

47 Αμερικη Αυστραλια PM ΣΕ ΑΝΑΠΤΥΣΣΟΜΕΝΕΣ ΧΩΡΕΣ Πίνακας 3.1 Εκτιμώμενες μέσες τιμές για την ημερήσια συγκέντρωση σε έκθεση PM2.5 για 3 μικροπεριβάλλοντα εντός του σπιτίου σε 15 χώρες. (Y. Shimada, et al.,2011). Ο Πίνακας 3.1 δείχνει οτι η μέση τιμή για τη συγκέντρωση έκθεσης στο μικροπεριβάλλον Α (μαγείρεμα και φαγητό) ήταν υψηλότερη για την Κίνα (427,5 μg.m - 3 ), που ακολουθείται από το Νεπάλ, το Λάος και την Ινδία (285,2 μg.m-3, 266,3 μg.m -3 και 205,7 μg.m -3, αντίστοιχα). Η Κίνα ήταν επίσης η υψηλότερη όσον αφορά στη συγκέντρωση της έκθεσης στο Β μικροπεριβάλλον (Θέρμανση). Όσον αφορά στη συγκέντρωση της έκθεσης στο μικροπεριβάλλον Α, μόνο η Ιαπωνία και η Ταϊβάν ήταν στο ή κάτω από τις κατευθυντήριες γραμμές της WHO για τα PM2.5. Η διαδικασία προετοιμασίας των τροφίμων είναι μία σημαντική πηγή των κινδύνων για την υγεία των γυναικών και των παιδιών στις φτωχές αναπτυσσόμενες χώρες Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (WHO), ο καπνός από το μαγείρεμα στο τζάκι και στις παραδοσιακές σόμπες σε σπίτια με ανεπαρκή εξαερισμό στοιχίζει τη ζωή σε περίπου 1,5 από 2 εκατομμύρια άτομα ανά έτος. Σε σύγκριση, εκτιμάται ότι η ελονοσία σκοτώνει περίπου 1 εκατομμύριο, και το AIDS 1,7 2,4 εκατομμύρια. 29

48 Ο καπνός λόγω ατελούς καύσης περιέχει πολλές ουσίες που είναι γνωστό ότι είναι τοξικές για την υγεία του ανθρώπου, συμπεριλαμβανομένων των μικρών αιωρούμενων σωματιδίων - μικρά σωματίδια που μπορούν εύκολα να εισέλθουν και να βλάψουν τους πνεύμονες - και το μονοξείδιο του άνθρακα. Άλλες χημικές ουσίες που βρίσκονται στον καπνό ξύλου είναι το βενζόλιο, η φορμαλδεΰδη και το μεθυλενοχλωρίδιο. PM ΣΕ ΑΝΑΠΤΥΓΜΕΝΕΣ ΧΩΡΕΣ ΥΓΕΙΑ Ρυπογόνες εκπομπές από οικιακές δραστηριότητες, όπως το μαγείρεμα, εκθέτουν την ανθρώπινη υγεία σε επικίνδυνες αναθυμιάσεις και σωματιδιακούς ρύπους και αφορά σε ανθρώπους σε όλο τον κόσμο, όχι μόνο σε εκείνους που χρησιμοποιούν υλικά χαμηλής ποιότητας για τρόφιμα σε λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες, αλλά και σε πιο εύπορους ανθρώπους που απολαμβάνουν καλύτερης ποιότητας τρόφιμα σε ανεπτυγμένες χώρες. Τα παρατηρούμενα επίπεδα ρύπων και η υπέρβαση των τρεχουσών κανονισμών και κατευθυντήριων γραμμών στην εθνική και διεθνή νομοθεσία κυμαίνονται ανάλογα με τις μεθόδους μαγειρέματος, υλικά μαγειρέματος, καύσιμα, κ.λπ. (Ki-Hyun et al., 2011). Οι γεωγραφικές διαφορές επηρεάζουν επίσης τις φυσικές ιδιότητες του εξωτερικού αέρα όπως: o Κατεύθυνση του ανέμου και η ένταση, o o Η διαφορά στην πυκνότητα του εσωτερικού / εξωτερικού αέρα, Η διαφορά στην εσωτερική / εξωτερική θερμοκρασία του αάρα Αλλά και τις φυσικές ιδιότητες του εσωτερικού αέρα όπως: o o o Θερμοκρασία Σχετική υγρασία Πυκνότητα Η μεταβλητότητα των παραπάνω στοιχείων επιδρά τόσο στις συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων όσο και στις διαδικασίες μετατροπής χημικών στοιχείων σε PM δευτερογενώς, όπως και στις διαδικασίες και στους χρόνους μεταφοράς και απόθεσής τους. 30

49 Sevettijarvi (FIN) Skreadalen (N) Birkenes (N) Finokalia (GR) Chaumont (CH) Monagrega (E) Payerne (CH) Waasmunster (B) Melpitz (G) Melpitz (G) Ispra (I) Vallon Dol (F) Zuerich (CH) Basel (CH) Gent (B) Bologna (I) Bresso (I) Barcelona (E) Bern (CH) Wiedikon (CH) PM2.5 µg/m³ 3.2 Τύπος περιοχής (αστική, αγροτική, υπαίθρια, βιομηχανική) BC OM unk. NO3 NH4 nssso4 sea salt min. Σχήμα 3.1 (Putaud et al., 2002). Χημική σύσταση αιωρούμενων σωματιδίων (PM2.5) ανά την Ευρώπη. Υπαίθρια Αστική Βιομηχανική Παραθαλάσσια Ερημοποιημένη Τόσο ο αριθµός, όσο και το είδος των εξωτερικά προερχόµενων αιωρούµενων σωµατιδίων στους εσωτερικούς χώρους, εξαρτώνται και από την περιοχή που βρίσκεται το κτίριο (αγροτική, αστική κ.τ.λ.). Από έρευνα που έγινε στο Άµστερνταµ ( Kamens et al., 1991) βρέθηκε ότι οι εξωτερικές συγκεντρώσεις των PM10 και PM2.5 σε κατοικίες κοντά σε κεντρικούς δρόµους (υψηλή κυκλοφορία οχηµάτων), ήταν κατά 15 20% υψηλότερες απ ότι σε κατοικίες κοντά σε δρόµους µε µειωµένη κίνηση. ιαφορές παρόµοιου µεγέθους παρατηρήθηκαν και στις εσωτερικές συγκεντρώσεις των ίδιων κατοικιών. Πρόσφατες επιδηµιολογικές έρευνες έδειξαν ότι οι άνθρωποι που κατοικούν κοντά σε κεντρικούς δρόµους στις πόλεις, παρουσιάζουν περισσότερα χρόνια αναπνευστικά συµπτώµατα. Τα προβλήματα υγείας σε κατοίκους των σπιτιών με τις 31

50 υψηλότερες συγκεντρώσεις των λεπτών σωματιδίων ήταν πιο εμφανή, (Monn, 2001; Kamens et al., 1991; Massey, 2011). 3.3 Χρήση κτιρίου Οι πηγές διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του κτιρίου σε κατοικίες σε γραφεία Στα κτίρια γραφείων έχει παρατηρηθεί ότι η κύρια πηγή σωματιδίων είναι το κάπνισμα, το οποίο αυξάνει σημαντικά τη συγκέντρωση των αερομεταφερόμενων σωματιδίων (Ning et al., 2006; Miller & Nazaroff, 2001). Η συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματιδίων επίσης επηρεάζεται απο τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά των κτιρίων, από τον τύπο εξαερισμού, από εκτυπωτές και φωτοαντιγραφικά μηχανήματα (Begum et al., 2009) σε μουσεία, σε εκπαιδευτικά κτίρια σε αθλητικές εγκαταστάσεις σε αυτοκίνητο, λεωφορείο, τρένο, πλοίο. Tα σωματίδια ύλης που εκτινάσσονται από τα λάστιχα των οχημάτων κατά την κίνηση αλλά κυρίως κατά την πέδηση. Tα οργανικά συστατικά στα αρώματα και σε άλλα καλλυντικά προϊόντα που αναδύουν μεν ευχάριστες οσμές αλλά ταυτόχρονα συνεισφέρουν, κατά ένα μικρό ποσοστό στην ατμοσφαιρική ρύπανση. Όταν γεμίζουμε το αυτοκίνητό μας με βενζίνη εξατμίζονται πτητικοί υδρογονάνθρακες που δευτερογενώς μετατρέπονται σε αιωρούμενα σωματίδια. σε νοσοκομεία και κλινικές σε εστιατόρια,club,bar σε αεροδρόμια σε σωφρονιστικό ίδρυμα σε χοιροστάσιο σε ορνιθοτροφείο 3.4 Δομή κτιρίου Παλαιότητα (ρωγμες) Όροφοι 32

51 Αριθμός Δωματίων Ύψος Δωματίων Σχήμα 3.2 Συγκεντρώσεις εσωτερικών αιωρούμενων σωματιδίων σε σχέση με το ύψος τους από το επίπεδο του εδάφους (Thatcher & Layton, 1995) Το παραπάνω Σχήμα 3.2 δείχνει τις εσωτερικές συγκεντρώσεις σωματιδίων ως συνάρτηση του ύψους των δωματίων από το επίπεδο του εδάφους. Μια μικρή μείωση με την αύξηση του ύψους από το επίπεδο του δαπέδου παρατηρήθηκε, ιδιαίτερα για τα PM2.5, γεγονός που υποδηλώνει πιθανώς χαμηλότερη επίδραση των πηγών, όπως οι εκπομπές των οχημάτων σε υψηλότερους ορόφους. ΔΩΜΑΤΙΟ ΚΤΙΡΙΟΥ Σε έρευνα που διεξήχθη από τους (Lee et al., 2002;Begum et al., 2009) σε νοικοκυριά στο Μπαγκλαντές παρατηρήθηκε ότι η συγκέντρωση των σωματιδίων και κυρίως των ΡΜ10 στις κουζίνες κατά τη διάρκεια του μαγειρέματος, ήταν πολύ υψηλότερη από ότι στο σαλόνι. Λόγο της χρήσης παραδοσιακών καυσίμων (ξύλο, κοπριά, γεωργικά απόβλητα) τα ανθρακούχα σωματίδια αποτελούσαν το κύριο συστατικό του αέρα μέσα στις οικίες. 3.5 Υλικά κατασκευής Οι ατµοσφαιρικοί ρύποι σε εσωτερικούς χώρους, προέρχονται είτε από το εξωτερικό περιβάλλον, είτε από εσωτερικές πηγές. Ο εξωτερικός αέρας φιλτράρεται από το κέλυφος του κτιρίου, ανάλογα µε τη στεγανότητα και τον τρόπο εξαερισµού. Παρόλα αυτά, πάρα πολλοί είναι οι ρύποι που δεν φιλτράρονται, ενώ παράλληλα η διαδικασία αυτή µπορεί να προσθέσει και άλλους ρύπους από το κέλυφος του κτιρίου. Ο βαθµός της διείσδυσης διαφέρει ανάλογα µε το µέγεθος των σωµατιδίων. Τα λεπτά σωµατίδια έχουν µεγαλύτερη ικανότητα διείσδυσης στους εσωτερικούς χώρους, απ ό,τι τα 33

52 χοντρά. Έχει βρεθεί ότι ο λόγος των εσωτερικών /εξωτερικές συγκεντρώσεις I/O (indoor/outdoor) προσεγγίζει την µονάδα για τα ΡΜ2.5 ή τα ΡΜ10, απουσία εσωτερικών πηγών. Αντιθέτως, ο λόγος I/O για τα ολικά αιωρούµενα σωµατίδια είναι συνήθως µικρότερος της µονάδας, λόγω της µικρότερης ικανότητας των χοντρότερων σωµατιδίων να εισχωρούν στους εσωτερικούς χώρους µέσω των τοιχωµάτων του κτιρίου (Thatcher, et al., 1995). Σε περιπτώσεις όµως αυξηµένης ανθρώπινης δραστηριότητας στους εσωτερικούς χώρους, οι εσωτερικές πηγές υπερισχύουν έναντι της διείσδυσης από έξω. 3.6 Τρόπος αερισμού Φυσικός-παράθυρα Μηχανικός-ανεμιστήρες οροφής Air condition Φίλτρα ενσωματωμένα στα συστήματα Εξαερισμού Επιδαπέδια φίλτρα Αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητα των επιδαπέδιων φίλτρων αέρα και των κλιματιστικών μηχανημάτων (AC) σε 126 νοικοκυριά με χαμηλό εισόδημα και παιδιά με άσθμα, ( Batterman et al., 2011). Όταν η ποιότητα εσωτερικού αέρα (IAQ) ελέγχθηκε από μια εβδομάδα ή και περισσότερες σε διάστημα τριών έως τεσσάρων εποχών, στα υπνοδωμάτια των παιδιών βρέθηκαν συχνά υψηλές συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων (PM) και διοξείδιο του άνθρακα. Όταν η IAQ παρακολουθήθηκε με φίλτρα τα επίπεδα των PM στα υπνοδωμάτια των παιδιών ήταν μειωμένα κατά μέσο όρο 50%. Η αποτελεσματικότητα της χρήση του φιλτραρίσματος έδειξε ότι ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των νοικοκυριών και μειώθηκε με την πάροδο του χρόνου, για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της 1ης εβδομάδας, παρακολούθησης των ρύπων, η χρήση του φίλτρου ήταν αρχικά υψηλή, κατά μέσο όρο 84 ± 27%, αλλά μειώθηκε σε 63 ± 33% κατά τις επόμενες περιόδους. Σε μήνες, όπου τα νοικοκυριά δεν βρίσκονταν υπό παρακολούθηση, η χρήση κατά μέσο όρο ήταν μόνο το 34 ± 30%, Αντιθέτως, η αποτελεσματικότητα δεν διαφέρει σε σπίτια με κεντρική αίθουσα ή ACs. Η μελέτη δείχνει ότι απαιτούνται μετρήσεις πολλών περιόδων για να χαρακτηριστεί η αποδοτικότητα του φίλτρου αναφορικά με τη βελτίωση της ποιότητας του αέρα. Επιπλέον, η αποτελεσματικότητα της παρεμβάσης με επιδαπέδια φίλτρα αέρα εξαρτάται από τη συμπεριφορά των κατοίκων και τις στρατηγικές που ακολουθούνται, 34

53 ώστε να εξασφαλιστεί η συντήρηση του φίλτρου που χρησιμοποιείται. Περαιτέρω η αποτελεσματικότητα των φίλτρων όσον αφορά στην κατακράτηση και την ανάσχεση των σωματιδίων έχει να κάνει με το μέγεθος των σωματιδίων και τον τύπο του φίλτρου. Τα φίλτρα μικρής απόδοσης έχουν την ικανότητα να κατακρατούν τα χονδρόκοκκα σωματίδια, αλλά συγχρόνως δεν μπορούν να αποκλείσουν 100% την εισαγωγή στους αεραγωγούς των λεπτόκοκκων σωματιδίων όπως: γύρης, βακτηρίων και μυκήτων. Επιπλέον, σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιείται υγραντήρας για τον έλεγχο της υγρασίας στο χώρο (Λαζαρίδης, 2008). 3.7 Οικονομικό, κοινωνικό επίπεδο κατοίκων Το Σχήμα 3.3 αποκαλύπτει ότι ο μέσος χρόνος οι άνθρωποι που δαπανάνε για το μαγείρεμα στην Κίνα είναι πολύ περισσότερος από αυτόν στην Ινδία και και επιπλέον ο χρόνος μαγειρέματος είναι πολύ περισσότερος για τους άνεργους άνδρες στην Κίνα από ό, τι για τις άνεργες γυναίκες ηλικίας 35 έως 64 στην Ινδία. Επομένως, οι διαφορές στην έκθεση των αιωρούμενων σωματιδίων για κάθε ομάδα για τις διάφορες χώρες επηρεάζονται από τη χρήση του χρόνου που δαπανάται στο σπίτι από την πλευρά των ενοίκων σε κάθε χώρα,με άλλα λόγια, από τον τρόπο ζωής τους και το οικονομικόκοινωνικό τους επίπεδο. 35

54 Σχήμα 3.3 Εκτιμώμενος χρόνος μαγειρέματος για ενήλικες ομάδες στην Κίνα και την Ινδία, (Shimada and Matsuoka, 2011). Επίσης οι διαφορές για το αν τα σπιτια ειναι σε αστικές περιοχές ή οχι, σε αναπτυσσόμενες ή οχι, η παλαιότητα της οικείας, το εισόδημα των οικογενειών, η παρουσία των ανθρώπων με αναπνευστικές παθήσεις, η οποία θα μπορούσε να επηρεάσει την υγεία των ενοίκων, αντανακλούν την επίδραση στην ποιότητα ζωής τους και κατά συνέπεια στην ασφάλεια που τους παρέχει το περιβάλλον τους για την εξασφάλιση της υγεία τους, (Pickett et al., 2011). 3.8 Αριθμός και ηλικία κατοίκων Συνήθεις πηγές ρύπανσης στους εσωτερικούς χώρους είναι η κίνηση των ατόμων στο χώρο λόγω επαναιώρηση σκόνης, σωματίδιων από ρούχα και δέρμα, καπνίσματος, λειτουργία μηχανών, διαδικασία καθαριότητας. Σύμφωνα με τους Seppanen & Fisk, 2004, ο καπνός από τους καπνίζοντες παράγει σωματίδια διαμέτρων μεταξύ μm, ενώ οι Abt et al, 2000 αναφέρουν ότι: η κίνηση των ατόμων αποτελεί μια εσωτερική πηγή σωματιδίων με αεροδυναμική διάμετρο μεταξύ μm. Drakou et al.,1998. Γενικά ο αριθμός αλλά και η ηλικία των ατόμων Ενήλικες Παιδιά Βρέφη Ηλικιωμένοι Άρρωστοι Καθορίζει Τις συνήθειες των χρηστών του χώρου Τον χρόνο παραμονής των χρηστών Το είδος των δραστηριοτήτων των χρηστών Τον τύπο του ρουχισμού των χρηστών 36

55 Πίνακας 3.2 Συγκέντρωση και ρυθμός επαναιώρησης όταν στο μελετούμενο σπίτι μένουν 4 άτομα, (Thatcher και Layton, 1994). Στον Πίνακα 3.2 φαίνεται ο ρυθμός επαναιώρησης όταν στο σπίτι μένουν 4 άτομα. Ο ρυθμός αυτός αλλάζει όταν ο αριθμός των ενοίκων μεταβληθεί. 3.9 Δραστηριότητα κατοίκων Σε συνδυασμό με την ηλικία, η δραστηριότητα των χρηστών ενός κτιρίου παίζει καθοριστικό ρόλο στην εκπομπή εσωτερικών πηγών ρύπανσης στο εσωτερικό ενός χώρου. 37

56 Σχήμα 3.4 Η διαφορά στην εσωτερική συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματιδίων μετά από μια δραστηριότητα επαναιώρησης. Οι δραστηριότητες που δοκιμάστηκαν είναι (1) έντονο σκούπισμα με ηλεκτρική σκούπα και καθαρισμός του σπιτιού, (2) 2 λεπτά συνεχούς παραμονής στο σαλόνι από ένα άτομο, (3) 5 λεπτά της κανονικής δραστηριότητας από τέσσερα άτομα, (4) 30 λεπτά της κανονικής δραστηριότητας και (5) περπάτημα απο ένα άτομο μέσα και έξω από το χώρο διαβίωσης, (Thatcher et al., 2002 ). Ο αριθμός των κατοίκων σε συνδυασμό με τη δραστηριότητα μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις για τη συγκέντρωση των σωματίδιων με διάμετρο μεγαλύτερη από 5μm. Στο Σχημα 3.4 φαίνεται ότι απλά και μόνο το περπάτημα μέσα και έξω από το δωμάτιο μπορεί να αυξήσει τη μάζα των χονδρόκοκκων αιωρούμενων σωματιδίων κατά σχεδόν 100%. ΚΑΠΝΙΣΜΑ Πίνακας 3.3 Συγκεντρώσεις των PM2.5 και PM10 σε δωμάτια καπνιστών και μη καπνιστών. (P. Gemenetzis et al., 2002). Στον Πίνακα 3.3 φαίνεται οτι οι τιμές του λόγου I / O που λαμβάνονται για τα PM10 στα δωμάτια των καπνιστών είναι υψηλότερες σε σχέση με τα δωμάτια των μη καπνιστών, (P. Gemenetzis et al., 2002) 38

57 ΜΑΓΕΙΡΕΜΑ Σχήμα 3.5 Η συγκέντρωση κατά μάζα των PM2.5 σε 12 δειγματοληπτικά σημεία εντός του σπιτιού κατά την ώρα του μαγειρέματος (Man-Pun Wan, 2011). Το Σχήμα 3.5 δείχνει τις μέσες συγκεντρώσεις μάζας των PM2.5 σε 30 επεισόδια μαγείρεματος. Φαίνεται, ότι προκαλείται αύξηση της μέσης συγκέντρωσης των PM2.5 κατα διάρκεια του μαγειρέματος και σταδιακή μείωσή της με την πάροδο του χρόνου. Η διαδικασία του μαγειρέματος είναι μία σημαντική πηγή PM με υψηλούς κινδύνους για την υγεία των γυναίκών και των παιδιών στις φτωχές αναπτυσσόμενες χώρες. ΚΑΘΑΡΙΣΜΑ ΠΛΥΣΙΜΟ, ΣΤΕΓΝΩΜΑ, ΣΙΔΕΡΩΜΑ Έχουν σαν αποτέλεσμα την αύξηση της σχετικής υγρασίας και διαφοροποιήσεις στην κατανομή του μεγέθους των σωματιδίων. ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΑΥΣΗΣ (θέρμανση, μαγείρεμα) 39

58 ΚΙΝΗΣΗ - ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Σχήμα 3.6 Ατομική έκθεση σε αιωρούμενα σωματίδια (PM10, PM5, PM2.5) κατά τη διάρκεια δραστηριοτήτων σε εσωτερικούς χώρους, (A.R. Ferro et al., 2002). ΥΦΑΣΜΑΤΑ (κουρτίνες, σεντόνια, χαλιά) ΕΠΙΔΕΡΜΙΔΑ-ΜΑΛΛΙΑ-ΦΡΟΝΤΙΔΑ ΖΩΩΝ- ΦΥΤΑ Βιολογικοί ρυπαντές αέρος βρίσκονται σε κάποιο βαθμό σε κάθε σπίτι, σχολείο ή εργασιακό χώρο. Πηγές τους είναι ο εξωτερικός αέρας και ο ανθρώπινος οργανισμός που αποβάλλει ιούς και βακτήρια, τα ζώα που αποβάλλουν αλλεργιογόνα, επιφάνειες στο εσωτερικό και δεξαμενές νερού, όπου μπορούν να αναπτυχθούν μύκητες και βακτήρια, όπως οι υγραντήρες αέρα. Από τους κυριότερους παράγοντες για την δημιουργία τους είναι η υψηλή σχετική υγρασία, που ενθαρρύνει την αύξηση πληθυσμών ζωυφίων σκόνης στο σπίτι και επιτρέπει την ανάπτυξη μυκήτων σε υγρές επιφάνειες. Μόλυνση από ζωύφια και μύκητες μπορεί να προκληθεί από πλημμύρες, διαρκώς βρεγμένα χαλιά (που μπορεί να εμφανίζονται όταν τοποθετούνται σε ανεπαρκώς αεριζόμενα τσιμεντένια πατώματα) ανεπαρκή εξαερισμό σε μπάνια, ή 40

59 υγρασία που παράγεται στην κουζίνα. Συσκευές που συμβάλλουν στην ανάπτυξη τους είναι οι υγραντήρες, οι αποξηραντήρες, τα κλιματιστικά. ΕΠΙΠΛΩΣΗ ΑΝΑΚΑΙΝΙΣΗ Στον παρακάτω Πίνακα 3.4 φαίνεται η υψηλή συγκέντρωση των PM10 κατά τη διάρκεια της ανακαίνισης. Περιλαμβάνει διάφορες κατασκευαστικές δραστηριότητες, συμπεριλαμβανομένων των διαδικασιών κατεδάφισης, απομάκρυνσης των επίπλων και ξηρό τρίψιμο. Πίνακας 3.4 Μέσες τιμές για την συγκέντρωση των PM10 κατά τη διάρκεια της διαδικασιών ανακαίνισης σε διαφορα κτίρια. (Mohd Talib Latif, 2011). Η συγκέντρωση των PM10 κατά τη διάρκεια της διαδικασιών ανακαίνησης οπως καταγράφεται στην μελέτη του Mohd Talib Latif, 2011 βρέθηκε να είναι υψηλότερη σε σύγκριση με τη συγκέντρωση των PM10 όπως καταγράφεται σε προηγούμενες μελέτες από διάφορους άλλους ερευνητές, ιδιαίτερα στην περίπτωση των δημόσιων κτίριων, π.χ., το σχολείο και τις αίθουσες πανεπιστήμιου. Ο αμίαντος αποτελείται από μικροσκοπικές δέσμες ινών που μπορεί να μεταφέρονται με τον αέρα κατά τη διανομή. Αυτές οι ίνες περνούν στον αέρα και μπορεί να εισαχθούν στους πνεύμονες προκαλώντας,ενδεχομένως, σημαντικά προβλήματα υγείας.η χρήση του αμιάντου για την κατασκευή ενός μεγάλου αριθμού υλικών ήταν ιδιαίτερη διαδεδομένη μέχρι πριν από λίγα χρόνια και αυτό γιατί ως υλικό έχει εξαιρετικές ηλεκτρικές και μονωτικές ιδιότητες. Ως υλικό με τέτοιες χαρακτηριστικές ιδιότητες χρησιμοποιήθηκε ευρύτατα κατά το παρελθόν στους χώρους κατασκευής κτιρίων για μόνωση των χώρων, για την κατασκευή ταπετσαριών, μπογιών,κεραμιδιών κ.λ.π. 41

60 Οι συνθετικές διαφανείς ίνες, SVF (Synthetic Vitreous Fibers) καλύπτουν μία μεγάλη ομάδα ινών και εφαρμογών, όπως για παράδειγμα η βιομηχανική και εμπορική μόνωση. Αναταραχές που προκαλούνται κατά τη συντήρηση και την επισκευή των κτιρίων μπορούν πιθανών να αυξήσουν τα επίπεδα SVF πάνω από το φυσιολογικό όριο. Το εσωτερικό περιβάλλον μπορεί επίσης να μολυνθεί κατά την εγκατάσταση μονώσεων SVF στην σοφίτα ή τους τοίχους σε υπάρχοντα κτίρια. Οι ίνες μπορούν να επικαθίσουν σε επιφάνειες, όπως τα πατώματα, τραπέζια, ράφια και έπιπλα. Στην περίπτωση που δεν αφαιρεθούν με εντατικό καθαρισμό, τέτοιες συγκεντρώσεις σκόνης μπορούν να λειτουργήσουν σαν πηγές (δευτερεύουσες) SVF αν διαταραχθούν.δεν υπάρχουν κανονιστικές διατάξεις για τις συγκεντρώσεις SVF σε κλειστούς χώρους. Δυσλειτουργίκες συσκευές καύσης όπως: Σόμπες πετρελαίου Σόμπες κηροζίνης Ξυλόσομπα Τζάκια Λέβητες φυσικού αερίου κ.λ.π. με λάθος κατασκευασμένους καπνοδόχους παράγουν σημαντικές ποσότητες (PM), (CO), (CO 2 ), (NO 2 ), (SO 2 ). Όλες οι μεγάλες μελέτες έχουν δείξει ότι μια σημαντική εσωτερική πηγή των λεπτών και χοντρών σωματιδίων είναι το κάπνισμα, με αύξηση των συγκεντρώσεων των PM2.5 σωματιδίων στα σπίτια με τους καπνιστές που κυμαίνεται από 25 έως 45 μg.m-3. Αρκετές μελέτες εντόπισαν το μαγείρεμα ως δεύτερη σημαντική πηγή (Man-Pun Wan et al., 2011). Eπίσης, το κάπνισμα καθώς ο καπνός από τους καπνίζοντες παράγει σωµατίδια διαµέτρων µεταξύ µm (Miller S.L., Nazaroff W.W., 2001), ενώ οι Abt et al, 2000, αναφέρουν ότι: η κίνηση των ατόµων αποτελεί µια εσωτερική πηγή σωµατιδίων µε αεροδυναµική διάµετρο µεταξύ µm (Abt E., et al., 2000). Οι Koutrakis et al.,1992 και Sabin et al., 2005 βρήκαν πως στην περίπτωση απουσίας καπνού από τσιγάρο, το 50% του Cl- προερχόταν από το εξωτερικό περιβάλλον, ενώ το υπόλοιπο 50% από άγνωστες εσωτερικές πηγές. Επίσης, η κυκλοφορία οχημάτων και η καύση σκουπιδιών βρέθηκαν να είναι σημαντικές πηγές εκπομπής σωματιδίων σε εσωτερικούς χώρους λόγω της εισροής τους απο το εξωτερικό περιβάλλον, (Kadiyala et al., 2011), καθώς σημαντικός παράγοντας αύξησης της συγκέντρωσης των σωματιδίων στους εσωτερικούς χώρους είναι τα σωματίδια που μεταφέρονται από το εξωτερικό περιβάλλον (Vijayan et al., 2008). Στο εσωτερικό των σπιτιών υπάρχουν πρωτογενείς εκπομπές σωματιδίων, όπως το μαγείρεμα, κάπνισμα, επαναιώρηση 42

61 σωματιδίων από σκούπισμα, σφουγγάρισμα ακόμα και από την απλή κίνηση των ανθρώπων μέσα στο κτίρια, από τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης των κτιρίων και τον εξαερισμό τους αλλά και από τα δομικά υλικά. Η ποιότητα του αέρα στους εσωτερικούς χώρους επηρεάζεται και από τη μεταβολή του αέρα στον εξωτερικό χώρο. Ο ρυθμός ανταπόκρισης εξαρτάται από τη διαπερατότητα της δομής του κτιρίου, από τον υπό διερεύνηση ρύπο κλπ (Kadiyala et. al., 2010). ΚΑΥΣΙΜΗ ΥΛΗ Επιπλέον, η ρύπανση του εσωτερικού αέρα εξαρτάται από την καύσιμη ύλη (ξύλο, φυσικό αέριο,πετρέλαιο) της μαγειρικής εστίας, από τον χρόνο μαγειρέματος, (L.Y. Chan et al., 2002) από τα κεριά και τις εστίες τζακιού ( Adams et al., 2001). Σύμφωνα με έρευνα που διεξήχθη από τους Kadiyala et al., 2008, οι μαγειρικές εστίες που λειτουργούν με αέριο συμβάλλουν στη αύξηση της συγκέντρωσης των σωματιδίων και καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία μαγειρέματος αυξάνεται και η συγκέντρωση μάζας και αριθμού Εποχικότητα Σύμφωνα με μελέτη που πραγματοποίησαν στην Ontario, του Canada, η επιστημονική ομάδα των Wheeler et al., 2011 για τις καθημερινές μετρήσεις συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων με αεροδυναμική διάμετρο μικρότερη των 10 μm (PM10), με σκοπό να εξετασθεί η εποχιακή διακύμανση των σωματιδίων, προέκυψαν σημαντικές διακυμάνσεις των μέσων ημερήσεων συγκεντρώσεων των σωματιδίων που μετρήθηκαν ανάλογα με την εποχή. Επίσης, ο λόγος των εσωτερικών /εξωτερικές συγκεντρώσεις, I/O (indoor/outdoor) συνδέεται με τις μετεωρολογικές εσωτερικές συνθήκες και δραστηριότητες των ενοίκων. Η συγκέντρωση όλων των μεγεθών των σωματιδίων βρέθηκε να είναι υψηλότερη σε χειμερινή περίοδο λόγω της αύξησης των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και θέρμανσης σε εσωτερικούς χώρους και της χαμηλής ταχύτητας του ανέμου και της υψηλής υγρασίας σε εξωτερικούς χώρους σε σύγκριση με άλλες εποχές (Weisel et al.,1992). 43

62 3.11 Παράγοντας ρυθμός ανανέωσης αέρα Σε έναν κλειστό χώρο χωρίς άλλες πηγές ρύπανσης, η αναπνοή του ανθρώπου παράγει CO 2 και έτσι απαιτείται ανανέωση του αέρα του χώρου. Για παράδειγμα ένας ενήλικας αποβάλλει με την αναπνοή του 0,025 m 3 CO 2. Αν ληφθεί υπόψη ότι η επιτρεπόμενη μέγιστη συγκέντρωση CO 2 σε εργασιακούς χώρους γραφείων είναι 0,08% (κατά ASHRAE ppm), αυτό οδηγεί στην απλή σχέση ότι κάθε εργαζόμενος απαιτεί καθαρό αέρα παροχής όγκου V ίσο με: V= 30 m 3 /h δηλαδή στο χώρο πρέπει να εισάγονται 30 m 3 φρέσκου αέρα ανά ώρα για να διατηρείται η ατμόσφαιρα σε υγιή επίπεδα. Πράγματι, υποδεικνύεται ως η ελάχιστη τιμή ανανέωσης του αέρα σε εργασιακούς χώρους γραφείων ίση με 25 ως 100m 3 /h ανά εργαζόμενο μη καπνιστή ή γενικά έξι φορές τον όγκο του γραφείου ανά ώρα. 44

63 4. Υπαίθριες και εσωτερικές πηγές ρύπων του εσωτερικού περιβάλλοντος 4.1 Πηγές αιωρούμενων σωματιδίων προερχόμενοι από το εξωτερικό περιβάλλον του κτιρίου Οι υπαίθριες πηγές είναι ιδιαίτερα σημαντικές στις αστικές περιοχές και οδηγούν σε κακή ποιότητα του αέρα που εισέρχεται στο κτίριο, σε καθαρισμό του αέρα που είναι μη επαρκής ή μη αποτελεσματικός στα κτίρια που αερίζονται φυσικά ή που αερίζονται από τα μηχανικά συστήματα. Σημαντικές υπαίθριες πηγές είναι οι ακόλουθες: Βιομηχανικές εκπομπές Βιομηχανικές εκπομπές (τοπικές ή απόμακρες) που μπορούν να είναι αρμόδιες για τις υψηλές συγκεντρώσεις στα οξείδια του αζώτου και του θείου, του όζοντος, του μολύβδου, των πτητικών οργανικών ενώσεων, του καπνού και των ινών. Αυτά τα ρυπογόνα αποτελέσματα εξαρτώνται από συγκεκριμένους όρους κλίματος, ειδικά στις αστικές περιοχές, όπου η επιρροή των αποτελεσμάτων όπως η επίδραση νήσων θερμότητας ή /και η διανομή ροών αέρος γύρω από τα κτίρια, είναι πολύ σημαντική. Ρύπανση κυκλοφορίας Η ρύπανση λόγω της κυκλοφορίας είναι άλλη μια σημαντική πηγή στις αστικές περιοχές και αφορά μεγαλύτερο μέρος της υπαίθριας ρύπανσης κοντά στις οδούς, τις σήραγγες και τις περιοχές χώρων στάθμευσης. Μερικοί από τους σημαντικότερους ρύπους λόγω της κυκλοφορίας είναι μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και διοξείδιο (CO 2 ), σκόνη άνθρακα, μόλυβδος και οξείδια του αζώτου. Κοντινές πηγές Οι εκπομπές καύσης από τους κοντινούς σωρούς και οι μολυσματικοί παράγοντες από τις εκπομπές των πύργων ψύξης μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα όταν βρίσκονται κοντά στους προμηθευτές αέρα. Ρύποι από το χώμα Καλυμμένες με χώμα πηγές ρύπων στην κοντινή περιοχή του κτιρίου μπορεί να περιλαμβάνουν το ραδόνιο (που εμφανίζεται στη φύση ως ραδιενεργό αέριο), το μεθάνιο (προϊόν οργανικής αποσύνθεσης) και την υγρασία. 45

64 4.2 Πηγές αιωρούμενων σωματιδίων προερχόμενοι από το εσωτερικό περιβάλλον του κτιρίου Κάθε κτίριο έχει διάφορες πιθανές πηγές μολυσματικών παραγόντων εσωτερικού αέρα. Μερικοί από αυτούς εκπέμπουν συνεχώς, όπως τα οικοδομικά υλικά και η επίπλωση, ενώ άλλα, όπως το μαγείρεμα, το κάπνισμα και η χρήση διαλυτών, χρωμάτων και προϊόντων καθαρισμού, απελευθερώνουν περιοδικά ρυπαντικούς παράγοντες. Ομαδοποιημένες κατά προέλευση, οι σημαντικότερες πηγές ρύπων είναι: Οι εσωτερικές ρυπαντικές πηγές μπορούν να διαιρεθούν σε τρεις χαρακτηριστικές κατηγορίες: Ανθρώπινος και ζωικός μεταβολισμός Δραστηριοτητες κατόχων Οικοδομικά υλικά και συσκευές κτιρίου Σύστημα ψύξης, θέρμανσης και αερισμού Πιο αναλυτικά: Ανθρώπινος και ζωικός μεταβολισμός Υπάρχει σχέση μεταξύ της κατανάλωσης οξυγόνου και της απελευθέρωσης διοξειδίου του άνθρακα που εμφανίζεται λόγω του ανθρώπινου και ζωικού μεταβολισμού. Εκτός από το CO 2, μερικές πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) παράγονται επίσης με αυτήν τη διαδικασία. Γενικά, μπορούν να οδηγήσουν σε προβλήματα ατμοσφαιρικής ποιότητας και οσμής, αλλά οι κίνδυνοι υγείας εμφανίζονται μόνο στις υψηλές συγκεντρώσεις. Σε αυτήν την περίπτωση οι απαιτήσεις εξαερισμού είναι συνήθως χαμηλές. Δραστηριότητες κατοίκων Η ατμοσφαιρική ποιότητα ενός εσωτερικού χώρου σχετίζεται έντονα με τη χρήση του χώρου και φυσικά με τις δραστηριότητες των κατοίκων. Για παράδειγμα δραστηριότητες όπως το κάπνισμα, το μαγείρεμα, ο καθαρισμός, κ.λπ. έχουν επιπτώσεις άμεσα σε IAQ και μπορούν να συμβάλουν στην αύξηση της συγκέντρωσης των διάφορων ρύπων. Οικοδομικά υλικά και εξοπλισμός Τα οικοδομικά υλικά και ο εξοπλισμός είναι επίσης σημαντικές πηγές ρύπων. Εδώ και πολλά χρόνια έχουν διαπιστωθεί οι ρυπαντικές, τοξικές και οικοτοξικές επιδράσεις σειράς οικοδομικών υλικών και των τεχνολογιών παραγωγής τους, καθώς και 46

65 περιβαλλοντικές μεταβολές που οφείλονται στη χημική ρύπανση. Έτσι δημιουργήθηκαν σοβαρές ανακατατάξεις στη βιομηχανία παραγωγής κτιρίων, λόγω και των αυστηρών μέτρων που λαμβάνονται πλέον προς την κατεύθυνση της χρήσης φιλικών προς το περιβάλλον οικοδομικών υλικών. Ταυτόχρονα και ο εξοπλισμός ενός κτιρίου όπως οι τάπητες, τα έπιπλα, τα χρώματα, τα βερνίκια, κ.λπ. εκπέμπουν ρύπους και ανάλογα με τη χημική σύνθεσή τους μπορεί να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στα επίπεδα IAQ. Η χρήση υλικών χαμηλής εκπομπής μπορεί να οδηγήσει στη μείωση της ανάγκης εξαερισμού και επομένως της κατανάλωσης ενέργειας του κτιρίου. Σύστημα ψύξης,θέρμασνης και αερισμού (HVAC) Ο όρος HVAC (Heating Ventilation Air Conditioning) αναφέρεται στο εξοπλισμό που παρέχει τη θέρμανση, την ψύξη, τον αερισμό και τον έλεγχο υγρασίας, ούτως ώστε να δημιουργούνται και να διατηρούνται οι συνθήκες άνεσης σε ένα κτίριο. Επιπρόσθετα, ένα καλά σχεδιασμένο σύστημα HVAC, μέσω του ελέγχου πίεσης και της διήθησης, απομονώνει και αφαιρεί τους ρυπαντικούς παράγοντες και τις οσμές στο εσωτερικό περιβάλλον διασφαλίζει την ποιότητα του εσωτερικού αέρα. Ωστόσο, υπάρχουν και συστήματα HVAC που δεν είναι σχεδιασμένα ώστε να πραγματοποιούν τις παραπάνω λειτουργίες με επιτυχία. Έτσι, αρκετές φορές το σύστημα HVAC είναι υπεύθυνο για την αύξηση της συγκέντρωσης των εσωτερικών ρύπων και συνεπώς για την κακή ποιότητα του αέρα στο εσωτερικό περιβάλλον ενός κτιρίου και τα προβλήματα υγείας των χρηστών 47

66 4.3 Συσχέτιση εσωτερικών εξωτερικών αιωρούμενων σωματιδίων Σχήμα 4.1 Διεργασίες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση αιωρούμενων σωματιδίων σε εσωτερικούς χώρους, (Thatcher et al., 2002). Οι ατμοσφαιρικοί ρύποι σε εσωτερικούς χώρους προέρχονται είτε από το εξωτερικό περιβάλλον είτε από εσωτερικές πηγές. Πηγές μπορεί να εκπέμψουν άμεσα PM στο περιβάλλον ή να εκπέμψουν τις πρόδρομες ουσίες, όπως το διοξείδιο του θείου (SO 2 ), το διοξείδιο του αζώτου (NO 2 ), και πτητικές οργανικές ενώσεις (VOC), τα οποία μετατρέπονται μέσω της ατμοσφαιρικής χημείας σε μορφή PM. Στο Σχήμα 4.1 φαίνονται οι πιο σημαντικές διεργασίες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των PM στους εσωτερικούς χώρους. Σωματιδια έρχονται στο εσωτερικό μέσω της διείσδυσης του αέρα από τον εξωτερικό χώρο και της μεταφοράς με την είσοδο των ανθρώπων στον εσωτερικό χώρο (παπούτσια-ρούχα). Χημικές ενώσεις μπορούν να αλλάξουν φάση μέσω των μηχανισμών της συμπύκνωσης ή εξάτμισης. Επίσης, σωματίδια μπορούν να εναποτεθούν πάνω σε επιφάνειες, να υπάρξει επαναιώρηση τους, αλλά και να συσσωματωθούν. Ο εξωτερικός αέρας φιλτράρεται από το κέλυφος του κτιρίου, ανάλογα με τη στεγανότητα και τον τρόπο εξαερισμού. Παρόλα αυτά, πάρα πολλοί είναι οι ρύποι που δεν φιλτράρονται, ενώ παράλληλα η διαδικασία αυτή μπορεί να προσθέσει και άλλους ρύπους από το κέλυφος του κτιρίου. Ο βαθμός της διείσδυσης διαφέρει ανάλογα με το 48

67 μέγεθος των σωματιδίων. Τα λεπτά σωματίδια έχουν μεγαλύτερη ικανότητα διείσδυσης στους εσωτερικούς χώρους, απ ό,τι τα χοντρά. Έχει βρεθεί ότι ο λόγος των εσωτερικών /εξωτερικών συγκεντρώσεων I/O (indoor/outdoor) προσεγγίζει τη μονάδα για τα ΡΜ2.5 ή τα ΡΜ10, απουσία εσωτερικών πηγών. Αντιθέτως, ο λόγος I/O για τα ολικά αιωρούμενα σωματίδια είναι συνήθως μικρότερος της μονάδας, λόγω της μικρότερης ικανότητας των χοντρότερων σωματιδίων να εισχωρούν στους εσωτερικούς χώρους μέσω των τοιχωμάτων του κτιρίου (Abadie et al., 2001). Σε περιπτώσεις όμως αυξημένης ανθρώπινης δραστηριότητας στους εσωτερικούς χώρους, οι εσωτερικές πηγές υπερισχύουν έναντι της διείσδυσης από έξω. Σχήμα 4.2 Eσωτερικές εξωτερικές συγκεντρώσεις των PM10 (μg.m-3).(li, 1994,Yakovleva et al., 1999, Geller et al, 2002) Το Σχήμα 4.2 παρουσιάζει τη συσχέτιση μεταξύ εσωτερικών-εξωτερικών PM10 με μια σχετικά καλή συσχέτιση R 2 = γεγονός που υποδηλώνει ότι, ανεξάρτητα από τις ισχυρές επιδράσεις των εσωτερικών πηγών, οι εσωτερικές συγκεντρώσεις σωματιδίων επηρεάζονται επίσης από τα εξωτερικά επίπεδα. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετίων, η επιρροή των εξωτερικών ατμοσφαιρικών ρύπων στα εσωτερικά περιβάλλοντα έχει μειωθεί εξαιτίας μιας σειράς παραγόντων (Heinrich, 2011), συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής πιο ερμητικά σφραγισμένων κτιρίων και του μειωμένου εξαερισμού προκειμένου να εξοικονομηθεί ενέργεια. Ωστόσο, στη μελέτη των Morawska et al., 2001 στην Αυστραλία ο λόγος (I / O) των PM στον οικιστικό περιβάλλον βρέθηκε να κυμαίνεται απο 0,2 έως 2,5 ανάλογα με την κατανομή μεγέθους των σωματιδίων. Άλλες μελέτες που έχουν διεξαχθεί (Quackenboss et al., 1989, Wallace, 1996), δείχνουν ότι η 49

68 αναλογία των εσωτερικών προς τις εξωτερικές συγκεντρώσεις μάζας των σωματιδίων ποικίλλει σε ένα εύρος από 0,5 έως 2 απουσία των εσωτερικών πηγών. Αντιστρόφως, με την παρουσία εσωτερικών πηγών όπως το κάπνισμα ή άλλων όπως η καύση (π.χ. τζάκια), οι I / O αναλογίες μπορεί να είναι πολύ υψηλές 31 (Chen & Zhao, 2011). 50

69 5. Νομοθεσία Όρια για τα επίπεδα των αιωρούμενων σωματιδίων Ο άνθρωπος εισπνέει καθημερινά περίπου 20m 3 αέρα και θεωρείται πλέον δεδομένο, ότι η αναπνοή αποτελεί τον κυριότερο τρόπο έκθεσης του ανθρώπου σε επικίνδυνες ουσίες. Στην ατμόσφαιρα μιας αστικής περιοχής συνυπάρχουν χιλιάδες χημικές ουσίες, που πρέπει να προσδιοριστούν και να καταγραφούν ποσοτικά. Οι ρύποι όμως που συγκεντρώνουν περισσότερο την προσοχή, δεδομένης της δυσκολίας ενός εγχειρήματος πλήρους ανάλυσης του πολυσύνθετου μίγματος της αστικής ατμόσφαιρας, είναι οι καλούμενοι ρύποι κριτήρια, για τους οποίους έχουν θεσμοθετηθεί όρια βασισμένα στην υγεία του γενικού πληθυσμού από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, την Ευρωπαϊκή Ένωση και την US ΕPA. Το 1979 η Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (US Environmental Protection Agency, US EPA) χρησιμοποίησε για πρώτη φορά τη συγκέντρωση των ΡΜ 10 ως μέτρο για την αξιολόγηση της ρύπανσης του περιβάλλοντος και τέθηκαν όρια και στόχοι. Το 2000 μετά από μελέτες που έδειξαν τα επιβλαβή αποτελέσματα των αιωρούμενων σωματιδίων στη δημόσια υγεία άρχισαν να χρησιμοποιούνται και τα ΡΜ 2,5 για τα οποία τέθηκαν στόχοι όχι όμως και όρια. Στην Ευρώπη η Ευρωπαϊκή Ένωση υιοθέτησε μία γενική οδηγία το 1996 σχετικά με την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα (1996/62/ΕΚ) και μία δεύτερη το 1999 (1999/30/ΕΚ) με την οποία θεσπίστηκαν οριακές τιμές για τους ατμοσφαιρικούς ρύπους και ανάμεσά τους και για τα ΡΜ

70 Πίνακας 5.1 Οδηγία 1999/30/ΕΚ για τα PM10 Η πιο πρόσφατη οδηγία 2008/50/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του συμβουλίου της 21ης Μαΐου 2008 για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα και καθαρότερο αέρα για την Ευρώπη έθεσε νέα όρια και στόχους τόσο για τα ΡΜ 10, όσο και για τα ΡΜ 2,5. 52

71 Πίνακας 5.2 Οδηγία 2008/50/ΕΚ για τα PM2.5 Σε ότι αφορά τα ΡΜ10 ήδη από το 2005 το ημερήσιο όρiο ανέρχεται στα 50 μg.m-3, όριο το οποίο δεν πρέπει να υπερβαίνεται περισσότερο από 35 φορές ανά ημερολογιακό έτος και το περιθώριο ανοχής είναι 50%. Η μέση ετήσια τιμή ανά ημερολογιακό έτος δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 40 μg.m-3, ενώ το περιθώριο ανοχής είναι 20%. Με βάση αποτελέσματα μετρήσεων το 2008, μπορούμε να δούμε στο Σχήμα 5.1 τις περιοχές της Ευρώπης στις οποίες είχαμε υπέρβαση των συγκεκριμένων ορίων με κόκκινο χρώμα, ενώ με κίτρινο είναι οι περιοχές για τις οποίες δεν υπάρχουν επαρκή δεδομένα. Όπως παρατηρούμε οι περισσότερες περιοχές πληρούν τα όρια, όμως σε ότι αφορά την Ελλάδα έχουμε υπέρβαση των ορίων. 53

72 Σχήμα 5.1 Συγκέντρωση των ΡΜ 10 στην Ευρώπη των 27 με βάση την οδηγία 2008/50/ΕΚ. (Τουπλικιώτης, 2011) Για τα ΡΜ 2,5 τέθηκαν εθνικοί στόχοι με βάση το Δείκτη Μέσης Έκθεση (ΔΜΕ) οι οποίοι πρέπει να έχουν επιτευχθεί μέχρι το 2020, τιμές στόχοι και οριακές τιμές. Οι εθνικοί στόχοι φαίνονται στον Πίνακα

73 Πίνακας 5.3 Εθνικοί στόχοι με βάση το Δείκτη Μέσης Έκθεση (ΔΜΕ) το 2010.(Τουπλικιώτης,2011) Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφέρουμε ότι ο δείκτης μέσης έκθεσης εκφράζεται σε μg.m-3 (ΔΜΕ) και υπολογίζεται με μετρήσεις από μη εκτεθειμένες αστικές τοποθεσίες σε ζώνες και οικισμούς ανά την επικράτεια κράτους μέλους. Πρέπει να υπολογίζεται ως κυλιόμενη ετήσια μέση συγκέντρωση για τρία ημερολογιακά έτη όλων των σημείων δειγματοληψίας.π.χ. Ο ΔΜΕ για το έτος αναφοράς 2010 είναι η μέση συγκέντρωση για τα έτη 2008, 2009 και Για τις οριακές τιμές υπάρχουν δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο η οριακή τιμή, που πρέπει να έχει επιτευχθεί μέχρι την 1 η Ιανουαρίου 2015, σε ετήσια βάση είναι τα 25 μg.m-3, ενώ στο δεύτερο στάδιο η οριακή τιμή, που πρέπει να έχει επιτευχθεί μέχρι την 1 η Ιανουαρίου 2020, σε ετήσια βάση είναι τα 20 μg.m-3. Αυτή η οριακή τιμή των μg.m-3 είναι ενδεικτική και θα επανεξετασθεί από την Επιτροπή το 2013 υπό το φως περαιτέρω πληροφοριών σχετικά με τις επιδράσεις στην υγεία και το περιβάλλον καθώς και από την πλευρά του τεχνικώς εφικτού και της εμπειρίας από την τιμή στόχο στα κράτη μέλη. Στο Σχήμα 5.2 που ακολουθεί μπορούμε να δούμε σε ποιες περιοχές της ΕΕ-27 είχαμε υπέρβαση κατά το έτος 2008 και σε ποιες η εκπομπή των ΡΜ2,5 ήταν εντός των ορίων. Από το σχήμα εύκολα διαπιστώνουμε ότι για τις περισσότερες περιοχές τα δεδομένα δεν είναι επαρκή (κίτρινο χρώμα). 55

74 Σχήμα 5.2 Συγκέντρωση των ΡΜ 2.5 στην Ευρώπη των 27 με βάση την οδηγία 2008/50/ΕΚ. (Τουπλικιώτης, 2011) Αντίστοιχα κατεθυντήριες γραμμές και οδηγίες δόθηκαν απο τον Παγκόσμιο οργανισμό υγείας WΗΟ, για τους κλασικούς αέριους ρύπους και για τα όρια των συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων το 2005 (Πίνακας 5.4). 56

75 Πίνακας 5.4 Εγκεκριμένες οδηγιές και πρότυπα μέτρησης των αιωρούμενων σωματιδίων απο τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγεία (WΗΟ, 2005) Στις πιο πρόσφατες κατευθυντήριες γραμμές του WHO για την ποιότητα του εσωτερικού αέρα (Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας, 2010) oι μοναδικές σχετικές κατευθυντήριες γραμμές που υπάρχουν είναι μόνο για το διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ2), το CO, την φορμαλδεΰδη, το βενζόλιο και τους πολυκυκλικώναρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAH). Οι πρόσφατες οδηγίες του WHO δεν παρουσιάζουν καμία τιμή για τα όρια των εσωτερικών συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων. Επειδή σημειώνει ότι δεν υπάρχουν πειστικές αποδείξεις για την διαφορά στην επικίνδυνη φύση των σωματιδίων που προέρχονται από εσωτερικές πηγές σε σύγκριση με εκείνες που προέρχονται απο εξωτερικούς χώρους, τα όρια που είχε συστήσει το 2005 ο WHO ορίζει ότι η καθοδήγηση της ποιότητας του εξωτερική αέρα για τα PM θα πρέπει να είναι εφαρμόζεται σε εσωτερικούς χώρους (WHO, 2005). Αυτό σημαίνει ότι οι συγκεντρώσεις των PM2.5 πρέπει να διατηρούνται σε επίπεδα κάτω 25 μg.m-3 μέσος όρος για μια 24-ώρη χρονική περίοδο και λιγότερο από 10 μg.m-3 μέσο όρο πάνω από μια ετήσια περιόδο και των PM10 αντίστοιχα κάτω 50 μg.m-3 μέσος όρος για μια 24-ώρη χρονική περίοδο και λιγότερο από 20 μg.m-3 μέσο όρο πάνω από μια ετήσια περιόδο. 57

76 Στη οδηγία (WHO,2011) καθορίζονται επίσης και οι μέθοδοι αναφοράς για τη δειγματοληψία και τη μέτρηση των αιωρούμενων σωματιδίων, οι οποίες για τα ΡΜ 10 περιγράφεται στο πρότυπο EN 12341:1999 «Ποιότητα του αέρα Προσδιορισμός του κλάσματος ΡΜ10 των αιωρούμενων σωματιδίων Μέθοδος αναφοράς και διαδικασία ελέγχου στο πεδίο για την απόδειξη της ισοδυναμίας αναφοράς των μεθόδων μέτρησης» και για τα ΡΜ 2,5 περιγράφεται στο πρότυπο EN 14907:2005 «Πρότυπη σταθμική μέθοδος για τον προσδιορισμό του κλάσματος μάζας των ΡΜ 2,5 των αιωρούμενων σωματιδίων» Πρότυπο ΕΝ 12341:1998 (WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants, 2011) Πρότυπο ΕΝ 14907:2005 (WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants, 2011) 58

77 6. Μέθοδοι Δειγματοληψίας και προσδιορισμού συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων Προκειμένου να εκτιμηθούν τα επίπεδα της αέριας ρύπανσης έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι για τη δειγματοληψία και τον υπολογισμό της συγκέντρωσης της αέριας ρύπανσης. διάφορες τεχνικές που στηρίζονται στη διήθηση, στην πρόσκρουση, στις θερμικές και ηλεκτροστατικές ιδιότητες των αιωρούμενων σωματιδίων. Οι μέθοδοι αναφοράς που έχουν αναπτυχθεί στηρίζονται στο σταθμικό προσδιορισμό των αιωρούμενων σωματιδίων. Εκτός όμως από το σταθμικό προσδιορισμό έχουν αναπτυχθεί και μέθοδοι συνεχούς καταγραφής της συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων, οι οποίες έχουν το πλεονέκτημα ότι δίνουν τη συγκέντρωση των ΡΜ σε συνάρτηση με το χρόνο. Η χρήση αυτών των αυτόματων μεθόδων καταγραφής διευρύνεται συνεχώς, όμως δεν είναι τόσο ακριβείς όσο οι μέθοδοι σταθμικής ανάλυσης. 6.1 Σταθμικός προσδιορισμός αιωρούμενων σωματιδίων Η μέθοδος στηρίζεται στη ζύγιση του μέσου συλλογής των σωματιδίων (φίλτρου ή δοχείου) πριν και μετά τη δειγματοληψία. Πριν από τη ζύγιση η συλλεγμένη σωματιδιακή ύλη φυλάσσεται σε περιβάλλον ελεγχόμενης θερμοκρασίας και υγρασίας (π.χ. σε ξηραντήρα) μέχρι σταθερού βάρους. Για τη ζύγιση χρησιμοποιείται αναλυτικός ζυγός με ακρίβεια ±0,1 mg ή μεγαλύτερη, ανάλογα με την ποσότητα του δείγματος. Η συλλογή γίνεται με διήθηση. Η δειγματοληψία με διήθηση (filtration) στηρίζεται στον εξαναγκασμό του ατμοσφαιρικού αέρα να περάσει μέσα από ένα σύστημα μικροσκοπικών οπών (φίλτρο). Το φίλτρο μπορεί να αποτελείται από επικαλυπτόμενες ίνες (φίλτρα ινών υάλου ή κυτταρίνης), από οργανικές μεμβράνες με καθορισμένο μέγεθος πόρων (μεμβράνες οξικής/νιτρικής κυτταρίνης, πολυκαρβονικές μεμβράνες, μεμβράνες Teflon) ή τέλος, από κόκκους ή πορώδες γυαλί. Η συγκράτηση των σωματιδίων στο φίλτρο είναι αποτέλεσμα διαφόρων μηχανισμών, όπως ανάσχεση, διάχυση και πρόσκρουση λόγω αδράνειας. Με απ ευθείας ανάσχεση συγκρατούνται τα σωματίδια με διαστάσεις μεγαλύτερες από το μέγεθος των πόρων του διηθητικού υλικού, ενώ τα πολύ μικρά σωματίδια συγκρατούνται, κυρίως με 59

78 διάχυση. Τα σωματίδια με ενδιάμεσες διαστάσεις συγκρατούνται εκλεκτικά με πρόσκρουση. Η κατακάθιση μεγάλων σωματιδίων (εδαφική σκόνη που επαναιωρείται, κατακερματισμένη φυτική ύλη, έντομα κ.α.) αποφεύγεται με χρήση προστατευτικού καλύμματος. Ο τύπος του φίλτρου που επιλέγεται για μια δειγματοληψία PM εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως την ικανότητα συλλογής σωματιδίων ορισμένου μεγέθους, τη δυνατότητα περαιτέρω ανάλυσης της χημικής σύστασης των σωματιδίων, το κόστος κ.λ.π.. Η ικανότητα ενός φίλτρου να συγκρατεί τα διαφόρων μεγεθών σωματίδια που υπάρχουν στο δειγματοληπτούμενο αέρα εξαρτάται από το μέγεθος των πόρων του, το μέγεθος των σωματιδίων, την ταχύτητα διήθησης και την ποσότητα των ήδη συλλεγμένων σωματιδίων. Χαμηλή ταχύτητα δειγματοληψίας ευνοεί τη συγκράτηση μικρών σωματιδίων λόγω διάχυσης. Αύξηση της ταχύτητας δειγματοληψίας ελαττώνει τη διάχυση, αλλά αυξάνει την αδράνεια των σωματιδίων επομένως τη συγκράτησή τους λόγω πρόσκρουσης. Όσο μικραίνει το μέγεθος των πόρων ενός φίλτρου, τόσο η ικανότητα συλλογής μεγαλώνει, αλλά ταυτόχρονα ελαττώνεται η ταχύτητα διήθησης. Συνήθως, η ικανότητα συλλογής αναφέρεται σε καθαρά φίλτρα. Όμως, τα σωματίδια που συσσωρεύονται πάνω στο φίλτρο κατά τη δειγματοληψία αυξάνουν την ικανότητα συλλογής. Ταυτόχρονα, αλλά σε μικρότερο βαθμό, μεγαλώνει και η αντίσταση του φίλτρου. Στις περισσότερες περιπτώσεις δεν χρησιμοποιούνται φίλτρα με τη μέγιστη ικανότητα συλλογής, επειδή απαιτούν πολύ χαμηλές παροχές και ισχυρές αντλίες. 6.2 Αυτόματες μέθοδοι προσδιορισμού των αιωρούμενων σωματιδίων Το κυριότερο πλεονέκτημα των αυτόματων μεθόδων συνεχούς καταγραφής και προσδιορισμού των ΡΜ είναι ότι μπορούν να δώσουν τη συγκέντρωση των ΡΜ σε συνάρτηση με το χρόνο. Επιπλέον, δίνουν τα αποτελέσματα σε συντομότερο χρονικό διάστημα με αποτέλεσμα την άμεση ενημέρωση του κοινού και την άμεση λήψη μέτρων όταν αυτό είναι αναγκαίο -, δεν χρειάζονται συνεχή ενασχόληση του προσωπικού και έχουν χαμηλότερο λειτουργικό κόστος Μέθοδος απορρόφησης β-ακτινοβολίας Η αρχή της μεθόδου βασίζεται στη μεταβολή της έντασης της β- ακτινοβολίας, που εκπέμπεται από μία ραδιενεργό πηγή, κατά τη διέλευσή της μέσα από τη σωματιδιακή ύλη που εναποτίθεται στο φίλτρο. 60

79 Σχήμα 6.1 Αρχή λειτουργίας μεθόδου απορρόφησης β-ακτινοβολίας.(τουπλικώτης, 2011) Το όργανο είναι ευαίσθητο εκτός από την υγρασία, σε μεταβολές της θερμοκρασίας και της πίεσης. Το όργανο διαθέτει σύστημα για την αντιστάθμιση των θερμοκρασιακών μεταβολών του περιβάλλοντος εφόσον δεν υπερβαίνουν το εύρος καλής λειτουργίας του οργάνου (-20 ο έως 40 ο C) Μέθοδος Ταλάντωσης Χορδής Η αρχή της μεθόδου ταλάντωσης χορδής (Tapering Element Oscillating Microbalance, TEOM) βασίζεται στη μεταβολή της συχνότητας ταλάντωσης του συστήματος οπότε καθορίζεται η μεταβολή της μάζας των αιωρούμενων σωματιδίων που έχουν συλλεχθεί. Το όργανο ΤΕΟΜ μπορεί να δίνει μετρήσεις κάθε 10 λεπτά έως 24 ώρες και το εύρος μέτρησης κυμαίνεται από 5 μg.m -3 ως το επίπεδο μερικών gr.m Πιεζοηλεκτρική ταλάντωση Στη μέθοδο αυτή, που μοιάζει με τη μέθοδο ταλάντωσης χορδής, τα αιωρούμενα σωματίδια αποτίθενται σε πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους είτε λόγω πρόσκρουσης είτε λόγω ηλεκτροστατικών δυνάμεων. Συγκεκριμένα οι πιεζοηλεκτρικοί κρύσταλλοι ταλαντώνονται με την εφαρμογή εναλλασσόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Έτσι 61

80 καταγράφουμε τη μεταβολή στη συχνότητα ταλάντωσης ενός πιεζοηλεκτρικού κρυστάλλου λόγω της εναπόθεσης των αιωρούμενων σωματιδίων και τη συγκρίνουμε με έναν άλλο κρύσταλλο και μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα των ΡΜ. Συνήθως χρησιμοποιούνται κρύσταλλοι quartz οι οποίοι έχουν υψηλή ευαισθησία, της τάξης των εκατοντάδων Hz.μg -1. Αυτή η ευαισθησία έχει ως αποτέλεσμα να μπορούμε να μετράμε συγκέντρωση αιωρούμενων σωματιδίων 100 μg.m -3 σε λιγότερο από ένα λεπτό Μεταβολή της πίεσης στο φίλτρο (Pressure Drop Tape Sampler, CAMMS) Η αρχή της λειτουργίας ενός αναλυτή συνεχούς καταγραφής της σωματιδιακής μάζας της ατμόσφαιρας (CAMMS, continuous ambient mass monitor system), στηρίζεται στη μέτρηση της πτώσης της πίεσης στην επιφάνεια ενός φίλτρου Fluoropore (το φίλτρο Fluoropore αποτελείται από ένα φίλτρο Teflon με επίστρωση πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας). Η πίεση μειώνεται γραμμικά σε συνάρτηση με τη μάζα που αποτίθεται στην επιφάνεια του φίλτρου. Ο αναλυτής αποτελείται από: α) ένα φίλτρο συλλογής των αιωρούμενων σωματιδίων Fluoropore σε μορφή ταινίας, β) ένα σύστημα περιστροφής της ταινίας προκειμένου να έχουμε συνεχή καταγραφή, γ) σύστημα μέτρησης της μεταβολής της πίεσης πάνω στο φίλτρο, δ) σύστημα για την απομάκρυνση της υγρασίας, και, ε) αντλία κενού. Η ταινία περιστρέφεται κάθε 20 με 60 min. Η εξάτμιση και η προσρόφηση ελαχιστοποιούνται καθώς οι μετρήσεις γίνονται σε συνθήκες περιβάλλοντος και για μικρό χρονικό διάστημα. Οι δειγματολήπτες αυτής της κατηγορίας μπορούν να υπολογίσουν συγκεντρώσεις έως και 2 μg.m -3 σε μέση ωριαία μέτρηση Μέθοδος σκεδασμού του φωτός Η μέθοδος στηρίζεται στην ιδιότητα των αιωρούμενων σωματιδίων να προκαλούν σκεδασμό του φωτός. Η σχέση που συνδέει τον σκεδασμό με το σωματιδιακό φορτίο εξαρτάται από το μέγεθος των σωματιδίων. Γενικά, η μάζα των αιωρούμενων σωματιδίων σε μια τυπική ατμόσφαιρα κατοικημένης περιοχής μπορεί να εκφραστεί από το σκεδασμό χωρίς σημαντικά σφάλμα. Για τον προσδιορισμό των σωματιδίων με βάση την παραπάνω μέθοδο χρησιμοποιείται το ολοκληρωτικό νεφελόμετρο. 62

81 Στην ίδια αρχή στηρίζεται και η λειτουργία των οργάνων καταμέτρησης σωματιδίων (optical particle counters), τα οποία προσδιορίζουν τον αριθμό των σωματιδίων ανάλογα με το μέγεθος τους. Τα όργανα αυτά χρησιμοποιούνται κυρίως σε καθαρούς χώρους, όπου υπάρχουν περιορισμοί όχι μόνο για το συνολικό σωματιδιακά φορτίο, αλλά και για το μέγεθος των σωματιδίων, (intergrating nefelometer). Είναι ευνόητο ότι με τη μέθοδο σκεδασμού του φωτός γίνεται απλώς μέτρηση του σωματιδιακού φορτίου, χωρίς να υπάρχει δυνατότητα περαιτέρω ανάλυσης της χημικής του σύστασης Ηλεκτροκινητικές Μέθοδοι Οι δειγματολήπτες - αναλυτές αυτής της κατηγορίας βρίσκουν εφαρμογή σε σωματίδια διαμέτρου μικρότερης από 1 μm. Οι αναλυτές αυτής της κατηγορίας αποτελούνται από : α) ένα ηλεκτρικό πεδίο για να φορτιστούν τα σωματίδια, β) ένα διαχωριστή για το διαχωρισμό των σωματιδίων ανάλογα με τη μάζα και το φορτίο τους, και, γ) έναν ανιχνευτή για την ανίχνευση και καταγραφή των σωματιδίων. Στην κατηγορία αυτή ανήκει ο Ηλεκτρικός Αναλυτής Αερολυμάτων (Electrical Aerosol Analyzer, EAA), ο οποίος χρησιμοποιείται για την καταμέτρηση σωματιδίων μεγέθους 0.01 έως 1.0 μm μέσα σε λίγα λεπτά της ώρας. Έχουν εφαρμογή στη καταμέτρηση των πυρήνων συμπύκνωσης νεφών (CCN). 63

82 7. Αιωρούμενα σωματίδια σε διαφορετικούς τύπους κτιρίων Αποτελέσματα επιστημονικών εργασιών Επιστημονικές μελέτες σε παγκόσμιο επίπεδο έχουν επικεντρωθεί στη μελέτη των αιωρούμενων σωματιδίων και αφορούν στην καταμέτρηση των συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα καθώς και το συσχετισμό των μετρήσεών τους με στατιστικά μοντέλα προβλέψεων και χημικές αναλύσεις. Με αυτό τον τρόπο είναι δυνατόν να δημοσιευθούν συμπεράσματα και να βελτιωθούν οι τεχνικές δειγματοληψίας οπότε και οι τρόποι αντιμετώπισης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Αυτό έχει πυροδοτήσει σε αρκετές πόλεις και πανεπιστήμια στο κόσμο εδώ και πολλά χρόνια την ανάπτυξη ερευνών και επιστημονικών μελετών σχετικά με τα αιωρούμενα σωματίδια και τις τεχνικές μελέτης αυτών, καθώς επίσης και την κατασκευή νέων εργαστηριακών οργάνων που θα βοηθήσουν περαιτέρω τις διεξαγόμενες έρευνες. 7.1 Αιωρούμενα σωματίδια σε κατοικίες Στο μεγαλύτερο ποσοστό των κατοικιών, όπου πραγματοποίησαν μετρήσεις οι επιστήμονες της Ομάδας Κτιριακού Περιβάλλοντος από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, (Περιοδική Αποδελτίωση Ημερήσιου Ηλεκτρονικού Τύπου Του Γραφείου Περιβάλλοντος Του ΤΕΕ, 01/12/05-06/12/05), ρύποι όπως οι πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) και τα αιωρούμενα σωματίδια (ΡΜ10 και ΡΜ2.5) εμφανίζονται σε συγκεντρώσεις που ξεπερνούν κατά πολύ τα ανώτατα επιτρεπτά όρια και τα πρότυπα που ορίζει ο ευρωπαϊκός κανονισμός για την ποιότητα του αέρα στους εσωτερικούς χώρους. Ιδιαίτερα τα αιωρούμενα σωματίδια ΡΜ10 και ΡΜ2.5, προέρχονται από το εξωτερικό περιβάλλον, από τον καπνό του τσιγάρου, τις εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης και όσες συσκευές έχουν ανοιχτές εστίες φωτιάς. Στα 21 από τα 50 σπίτια (ποσοστό 42%), η συγκέντρωση σωματιδίων ΡΜ2.5 ξεπερνά το όριο των 65 μg.m -3, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις οι συγκεντρώσεις είναι διπλάσιες, υπερβαίνουν τα 120 μg.m -3. Πολύ χειρότερη είναι η εικόνα για τα ΡΜ10: Στα 47 από τα 50 σπίτια, δηλαδή σε ποσοστό 94%, η παρατηρούμενη συγκέντρωση υπερβαίνει το όριο που έχει θεσπίσει η Ευρωπαϊκή Ένωση και είναι τα 25 μg.m -3. Ακόμα χειρότερα, δεν είναι λίγα τα σπίτια όπου οι συγκεντρώσεις των ΡΜ10 φτάνουν ή ξεπερνούν τιμές όπως τα 400 ή 500 μg.m -3. Αυτές οι ακραίες μέγιστες τιμές οφείλονται, στη μεγάλη συγκέντρωση των ρύπων 64

83 αυτών στο εξωτερικό περιβάλλον, στον κακό αερισμό, στο κάπνισμα, στο τηγάνισμα και στη χρήση ακατάλληλων θερμαντικών μέσων, με χειρότερο τη σόμπα πετρελαίου. 1) Σχετική μελέτη που έγινε στην Njombe,Tanzania, Aφρική (Titcombe et al., 2011), επικεντρώθηκε στο μαγείρεμα που γίνεται σε αυτή την περιοχή σε κλειστούς χώρους λόγω υψομέτρου, του ψυχρού κλίματος και έντονων εποχιακών βροχοπτώσεων. Οι κουζίνες συχνά αερίζονται ανεπαρκώς, με αποτέλεσμα υψηλές εκθέσεις των ενοίκων σε συγκεντρώσεις αέριων ρύπων λόγω της καύσης. Οι περιοχές δειγματοληψίας που επιλέχθηκαν για να αντιπροσωπεύουν τυπικές πρακτικές μαγειρέματος σε όλα τα περιφερειακά κοινωνικο-οικονομικα επίπεδα περιλαμβάνουν τη χρήση των ανοικτών εστιών ξύλου, κάρβουνο, ένα μείγμα ξυλάνθρακα και κηροζίνης, και υγραέριο (LPG) για το μαγείρεμα. Η μέση ατομική έκθεση για τα PM2.5 ήταν 14 μg.m -3 (± 3, n = 3) για το υγραέριο, 88 μg.m -3 (± 42, n = 3) για την κηροζίνη / μείγμα άνθρακα, 588 μg.m -3 (± 347, n = 3) για το κάρβουνο και μόνο, και 1574 μg.m -3 (± 287, n = 3) για ανοιχτές φωτιές ξύλο. Οι εισπνεύσιμοι ρύποι είναι παρόντες σε απαράδεκτα υψηλά επίπεδα, στον αέρα των εσωτερικών χώρων. 2) Σε μελέτη στο Ontario του Καναδά (Wheeler et al., 2011), για τις ημερήσιες μετρήσεις (24h) συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων με αεροδυναμική διάμετρο μικρότερη των 2.5 μm (PM2.5) καθώς και των πολύ λεπτών σωματιδίων (UFP) στόχος ήταν να διερευνηθούν τα χαρακτηριστικά των συγκεντρώσεων σε κάθε σημείο δειγματοληψίας και να εξετασθεί η εποχιακή διακύμανση των σωματιδίων.οι μετρήσεις έδειξαν οτι οι μέσες εξωτερικές συγκεντρώσεις των PM2.5 και UFP ήταν σημαντικά υψηλότερες από ότι οι συγκεντρώσεις σε εσωτερικούς χώρους. Πιο συγκεκριμένα οι εξωτερικές συγκεντρώσεις όλων των σωματιδίων που σχετίζονται με ρύπους έδειξε μειώσεις κατά τη διάρκεια της νύχτας που ακολουθούνται από αύξηση κατά τη διάρκεια των ωρών αιχμής το πρωί. Το απόγευμα οι συγκεντρώσεις των UFP αυξάνονται, ενώ των PM2.5 παραμένουν περίου στις ίδιες τιμές. Μεταξύ 5:00 μ.μ. και 7:00 μ.μ., οι εσωτερικές συγκεντρώσεις των UFP και PM2.5 υπερβαίνουν τις μέσες ημερήσιες τιμές τους κατά 160% και 60%, αντίστοιχα, γεγονός που υποδηλώνει ότι το μαγείρεμα είναι μια εξαιρετικά σημαντική πηγή αυτών των δύο ρύπων. 3) Αντίστοιχη έρευνα (Wheeler et al., 2011) στην Regina του Καναδά, σε δείγμα 146 σπιτιών με εξαερισμό και παρουσία τουλάχιστον δύο ή περισσοτέρων κατοίκων, έδειξε ότι το χειμώνα τα PM10 των εσωτερικών χώρων ήταν υπαίθρια σωματίδια, ενώ κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, η αυξημένη χρήση του κεντρικού κλιματισμού συσχετίστηκε με μειωμένη συγκέντρωση PM10 που επιβαρύνεται από το κάπνισμα. Η 65

84 επίδραση των εσωτερικών πηγών και η επαναιώρηση φαίνεται να είναι η πιο σημαντική συνεισφορά στη συγκέντρωση των εσωτερικών PM10 σωματιδίων στη Regina, σε συνδυασμό με έναν αυξανόμενο αριθμό των ατόμων που υπάρχουν στο σπίτι συμβάλλει σε αυξημένες συγκεντρώσεις. 4) Περαιτέρω μελέτη σε αστική περιοχή του Guangzhou, στη νότιο Κίνα (Minjuan Huanget et al., 2012), διερεύνησε τις συγκεντρώσεις ολικού υδραργύρου (THG) και μεθυλοϋδράργυρο (MeHg) που περιέχονται σε σκόνη του δρόμου, αλλά και σε ολικά αιωρούμενα σωματίδια (TSP) καθώς και σε PM2.5 σε νοικοκυριά. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι παρά το ότι οι συγκεντώσεις των TSP και των PM2.5 κυμάνθηκαν μεταξύ 16.2 και 623 μg.m -3, με μέσο 24-h επίπεδο PM2.5 τα 174 μg.m -3, που υπερβαίνει τα όρια του WHO, για την ποιότητα του αέρα, οι μέσες συγκεντρώσεις των THG και MeHg στα TSP και PM2.5 μέσω της σκόνης του δρόμου δεν αξιολογούνται επικίνδυνα για την υγεία. Προηγούμενες μελέτες ανέφεραν ότι οι συγκεντρώσεις αιωρουμένων σωματιδίων (PM2.5 και PM10) στις αστικές περιοχές της Guangzhou υπερέβεναν συχνά το Αμερικανικό Εθνικό Πρότυπο Ποιότητας του ατμοσφαιρικού αέρα (NAAQS) (35 μg.m-3) στο εξωτερικό (Andreae et al., Wang et al., 2006) και το εσωτερικό περιβάλλον (Huang etl al., 2007, Li et al., 2005). Η εξωτερική συγκέντρωση PM2.5 στο Guangzhou (105.9 μg.m-3) είναι σημαντικά υψηλότερο από ότι σε άλλες πόλεις, όπως στο Ηong Kong (54,5 μg.m -3 ) ή Shenzhen (60,85 μg.m -3 ). Επιπλέον, τα επίπεδα των PM2.5 στο νοικοκυριό σ αυτή τη μελέτη παρουσιάζονται πολύ υψηλότερα απο τις μελέτες σε άλλες πόλεις ανά τον κόσμο, με εξαίρεση την περίπτωση του νοικοκυριού με δραστηριότητες τηγάνισμα και μαγείρεμα στην Θεσσαλονίκη, (408 μg.m-3) και την περίπτωση των θερμαστρών με ξύλα χωρίς απαγωγό στη Γουατεμάλα. Σε προηγούμενες μελέτες οι καύσεις, το τηγάνισμα και το ψήσιμο ήταν οι πιο σημαντικές πηγές PM2.5 απο τις δραστηριότητες μαγειρέματος (Olson et. al,2006) καθώς και οι καύσεις κεριών, θεωρούνται ως κύριες πηγές PM2.5 σε εσωτερικό περιβάλλον (Pagels et. al,2009). 5) Η μελέτη στην Tianjin, της Κίνας (Zhou et al., 2012) είχε σκοπό να χαρακτηρίσει την προσωπική έκθεση σε PM10 και να παρέχει στοιχεία για την υποστήριξη μιας επιδημιολογικής μελέτης που διερευνά πιθανές επιπτώσεις στην υγεία από τη ρύπανση σε PM στον κινεζικό ηλικιωμένο πληθυσμό. Σε αυτή τη μελέτη, που συμμετείχαν 80 ηλικιωμένοι, σκοπός ήταν να μετρηθεί η προσωπική έκθεση σε PM10 για δύο συνεχόμενες ημέρες σε κατοικημένη κοινότητα ταυτόχρονα εσωτερικά, εξωτερικά για το καλοκαίρι και το χειμώνα. Τα ευρήματα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι οι προσωπικές εκθέσεις σε PM10 επηρεάζονται σημαντικά από την εξωτερική συγκέντρωση των 66

85 σωματιδίων και όχι απο τις τυπικές εσωτερικές πηγές, επομένως οι συγκεντρώσεις των PM10 στο εξωτερικό περιβάλλον μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υποκατάστατο της προσωπικής έκθεσης σε ΡΜ10. 6) H μελέτη των D. Massey et al.,2012 στην Agra, της Ινδίας, παρουσιάζει στοιχεία σχετικά με τη συγκέντρωση και χαρακτηρισμό του μεγέθους των PM10, PM5.0, PM2.5 και PM1.0. Οι συγκεντρώσεις σωματιδίων μετρήθηκαν από τον Οκτώβριο του 2007 έως το Μάρτιο του 2009 σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους πέντε σπιτιών σε αστικές περιοχές και σε πέντε σπίτια με πρόσοψη σε δρόμο. Ο ετήσιος μέσος όρος των συγκεντρώσεων των χονδρών σωματιδίων (PM10), εσωτερικά και εξωτερικά ήταν 247 μg.m -3 και 255 μg.m -3 αντιστοίχως στα σπίτια δίπλα σε δρόμους και 181 μg.m -3 και 195 μg.m -3 αντιστοίχως στα αστικά σπίτια. Οι συγκεντρώσεις των PM5.0 στα σπίτια δίπλα σε δρόμους ήταν 211 μg.m -3 και 230 μg.m -3 αντιστοίχως και στα αστικά σπίτια ήταν 145 μg.m -3 και 159 μg.m -3. Για τα λεπτόκοκκα σωματίδια (PM 2.5) οι ετήσιες μέσες συγκεντρώσεις ήταν 161 μg.m -3 και 160 μg.m -3 στα σπίτια δίπλα σε δρόμους και 109 μg.m -3 και 123 μg.m -3 σε αστικά σπίτια. Οι συγκεντρώσεις PM1.0 σε σπίτια δίπλα σε δρόμους ήταν 111 μg.m -3 και 112 μg.m -3, ενώ σε αστικά σπίτια ήταν 99 μg.m -3 και 104 μg.m -3. Η συγκέντρωση σωματιδίων όλων των μεγεθών βρέθηκε να είναι μεγαλύτερη το χειμώνα λόγω της αύξησης των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και περισσότερο της θέρμανσης του χώρου σε εσωτερικούς χώρους, αλλά και της χαμηλής ταχύτητας του ανέμου και της υψηλής υγρασίας σε εξωτερικούς χώρους σε σύγκριση με άλλες εποχές. Υπήρξε μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ εσωτερικών και εξωτερικών σωματιδίων στους δύο χώρους. Τα προβλήματα υγείας σε ενοίκους των σπιτιών με υψηλότερες συγκεντρώσεις σωματιδίων πέραν του ορίου ήταν πιο εμφανή. Οικιακές δραστηριότητες όπως το μαγείρεμα σε φούρνους, κάπνισμα στους εσωτερικούς χώρους αλλά και κυκλοφορία οχημάτων, καύση σκουπιδιών σε εξωτερικούς χώρους βρέθηκαν να είναι οι κύριες πηγές των εκπομπών σωματιδίων του εσωτερικού καθώς και εξωτερικού χώρου. Οι μέσες συγκεντρώσεις PM10 και PM2.5 στη σύγκριση με το πρότυπο NAAQS βρέθηκαν να είναι 3-4 φορές υψηλότερες σε εσωτερικούς αλλά και εξωτερικούς χώρους. Στη συγκεκριμένη μελέτη οι συγκεντρώσεις των εξωτερικών PM10 και PM2.5 υπερβαίνουν κατά και φορές τα όρια του WHO, ενώ οι εσωτερικές συγκέντρωσεις υπερβαίνουν τα πρότυπα κατά 9-12 και φορές, αντιστοίχως κατά τη διάρκεια της εποχής. Πρότυπα για PM1.0 δεν έχουν έχουν προταθεί έως τώρα. Οι εσωτερικές / εξωτερικές σωματιδιακές αναλογίες για διαφορετικά μεγέθη, κυμάνθηκαν ως εξής: PM10 (0,92 1,14), PM, PM5.0 (0,91 1,16), PM2.5 (0,94 1,22) και PM1.0 (0,96 σε 1,07). Οι ετήσιες διακυμάνσεις στο 67

86 οδικό δίκτυο και στις αστικές περιοχές παρουσίασαν παρόμοιες εποχιακές τάσεις. Επίσης, οι συγκεντρώσεις την χειμερινή περίοδο των PM10, PM5.0, PM2.5 και PM1.0 βρέθηκαν να γίνονται μέγιστες το Δεκέμβριο και τον Ιανουάριο ενώ ελάχιστες το Φεβρουάριο. Σε κλειστούς χώρους το χειμώνα μεγάλο ποσό των ανθρωπογενών ρύπων προκαλούνται από την αύξηση των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και κυρίως της θέρμανσης του χώρου. Επιπλέον, η χαμηλή ταχύτητα του ανέμου και η υψηλή υγρασία κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου οδηγεί σε μείωση του ρυθμού απομάκρυνσης των σωματιδίων μέσω παγίδευσης. Κατά τη λοιπή περίοδο του έτους, η μέγιστη συγκέντρωση καταγράφεται κατά το μήνα Μάρτιο και το ελάχιστο είναι κυρίως τον Ιούνιο, αλλά όμως οι συγκεντρώσεις που παρατηρούνται είναι χαμηλότερες από τις συγκεντρώσεις του χειμώνα. 7) Στην μελέτη των Mohamed F. Yassin et al.,2012 αξιολογήθηκε η ποιότητα του εσωτερικού αέρα (IAQ), σε σχέση με τα PM2.5. Αυτά μετρήθηκαν σε εσωτερικούς χώρους κατοικιών σε διάφορες περιοχές του Κουβέιτ σε κουζίνα, σαλόνι, και υπνοδωμάτια. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι συγκεντρώσεις των PM2.5 που βρέθηκαν στο σαλόνι και στην κουζίνα ήταν υψηλότερες από το ημερήσιο όριο της ΕΡΑ. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις PM2.5 καταγράφηκαν σε κουζίνες, ενώ το χαμηλότερο στα υπνοδωμάτια. Η μελέτη δείχνει ότι η εσωτερική ρύπανση στο πυκνοκατοικημένο Κουβέιτ είναι από τις χειρότερες σε σύγκριση με άλλες χώρες, σε σύγκριση με τα διεθνή δεδομένα. 8) Στην μελέτη των S. Sempleet al,.2012 στην Ιρλανδία και τη Σκωτία, επιλέχθηκαν 100 σπίτια κατά τη διάρκεια του χειμώνα και της άνοιξης του όπου χρησιμοποιούνται διατάξεις ανοικτής καύσης. Ταξινομήθηκε η καύση άνθρακα, τύρφης, ξύλου ή καύση καυσίμου, η χρήση ενός βραστήρα αερίου ή σόμπα, ή όπου υπάρχει τουλάχιστον ένας καπνιστής κάτοικος. Δεδομένα 24h συγκεντρώσεων PM2.5 έδειξαν συγκέντρωσεις υψηλότερες σε σπίτια με καπνιστές (99 μg.m -3 πολύ υψηλότερη από ό, τι η 24-η οδηγία του WHO των 25 μg.m -3 ). Χαμηλώτερα επίπεδα βρέθηκαν στα σπίτια που έκαιγαν άνθρακα (7 μg.m -3 ) ή ξύλο (6 μg.m -3 ) και σε σπίτια με κουζίνες αερίου (7 μg.m -3 ). Στα σπίτια που χρησιμοποιούσαν τύρφη, τα επίπεδα των PM2.5 ήταν 11 μg.m -3. Tα επίπεδα PM2.5 σε σπίτια με καπνιστές βρέθηκαν φορές υψηλότερα εκείνων που μετρήθηκαν σε σπίτια που χρησιμοποιούσαν στερεά καύσιμα ή αέρια καύσιμα. 9) Στην μελέτη των Molloy et al., 2012, στην Μελβούρνη της Αυστραλιας παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της ποιότητας του εσωτερικού αέρα σε κατοικίες σε μια τυπική εύκρατη ζώνη της Αυστραλίας. Μετρήθηκαν σαράντα κατοικίες που 68

87 βρίσκονται στα νοτιο-ανατολικά της Μελβούρνης διαφόρων ηλικιών, τύπου και υλικών. Ελήφθησαν εβδομαδιαία δείγματα την άνοιξη και το χειμώνα του 2008 και καλοκαίρι - φθινόπωρο του Η μέση συγκέντρωση PM2.5 στο εσωτερικό βρέθηκε ίση με 8,4 μg.m -3, και είναι 1,1 περίπου τρεις φορές υψηλότερη ως προς τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις σε εξωτερικούς χώρους. Αντίστοιχα, η μέση συγκέντρωση PM10 βρέθηκε 20,4 μg.m -3, σημαντικά χαμηλότερη από την αντίστοιχη εξωτερική. Συσχετίσεις και παραγοντική ανάλυση έδειξε ότι μεγάλη επίδραση στη ποιότητα του εσωτερικού αέρα είχαν (α) η ηλικία της κατοικίας και (β) οι καύσεις και το μαγείρεμα, οι οποίες αυξάνουν τις συγκεντρώσεις όχι μόνο των σωματιδίων αλλά και των CO, CO 2, ΝΟ 2, H 2 O και σωματίδια. Οι συγκεντρώσεις εσωτερικών ρύπων που αναφέρονται στη μελέτη ήταν σε γενικές γραμμές συγκρίσιμες ή μικρότερες από αντίστοιχες άλλων χωρών. 10) Στην μελέτη των Batterman et al.,2012, παρακολουθήθηκαν οι παράμετροι ποιότητας του αέρα σε 126 σπίτια με ασθματικά παιδιά στο Ντιτρόιτ των ΗΠΑ για περίοδο 1 εβδομάδας σε τρείς ή και τέσσερεις εποχές ανά έτος. Στόχος της ήταν η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των επιδαπέδιων φίλτρων αέρα και των κλιματιστικων (ACS). Σε κτίρια χωρίς φίλτρα και κλιματιστικά, οι συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων ήταν 28 ± 34 μg.m -3. Με φίλτρα και κλιματιστικά και την ύπαρξη καπνιστών στο χώρο βρέθηκαν αυξημένα επίπεδα PM στα υπνοδωμάτια των παιδιών, της τάξης των μg.m -3.Τα επίπεδα των PM συσχετίστηκαν επίσης με την εξωτερική συγκέντρωση των PM2.5, τη θερμοκρασία, την ταχύτητα του ανέμου, το σκούπισμα με ηλεκτρική σκούπα, το ξεσκόνισμα και το σκούπισμα, τον αριθμό των κατοικίδιων ζώων, τον αριθμό των παιδιών, τη χρήση φίλτρων, τον ρυθμό ανανέωσης αέρα του υπνοδωμάτιου, το είδος θέρμανσης. Με την τοοθέτηση φίλτρου υψηλής απόδοσης (high efficiency particulate air - HEPA), οι κατά μέσο όρο συγκεντρώσεις PM ήταν 14 ± 10 μg.m -3, που αντιστοιχούν σε 50% μείωση. Μεγαλύτερες μειώσεις επιτεύχθηκαν με περισσότερα φίλτρα συνεχούς χρήσης.τα αποτελέσματα δεν είχαν σημαντικές διαφορές όταν εκτός του φίλτρου ΗΕPA, τα σπίτια διέθεταν κεντρικό κλιματισμό. Επίσης, η αποτελεσματικότητα του φίλτρου ΗΕΡΑ βρέθηκε να ποικίλει σε μεγάλο βαθμό μεταξύ των διαφόρων κτιρίων. Επίσης στα ίδια κτίρια η απόδοσή τους βρέθηκε να μειώνεται κατά τη διάρκεια της μελέτης, δεδομένου ότι για να διατηρήσουν την αποτελεσματικότητά τους, απαιτείται διαρκής συντήρηση. 69

88 Πίνακας 7.1 Αιωρούμενα σωματίδια σε κατοικίες Περιοχή μελέτης PM2.5 (μg.m -3 ) Αναφορές Njombe,Τανζανία (Αφρική) Προσωπικό μικροπεριβάλλον Aerosol Speciation Samplers (PMASS; MSP Corporation, Model 240 PMASS (σταθμική μέθοδος) Ontario, Καναδάς DustTrak (TSI, St. Paul, MN), DataRAM (pdr-1000,thermoscientific, Waltham,MA) (Αυτόματη-οπτικη μέθοδος) Regina, Καναδάς Harvard Coarse Impactor HCI Guangzhou - Χογκ Κόνγκ, Κίνα, Ασία Active SLC PM2.5/ PM10 sampler (SLCEnvironmentalTechnologyCo.,Ltd.) Agra, Ινδία, Ασία Grimm aerosol spectrometer, Tianjin, Κίνα, Ασία PEM-PM10, BGI inc., PEM, Personal Exposure Monitor; PQ200, BGI Incorporated Model PQ200 PM10 Particle Sampler (Αυτόματη και σταθμική μέθοδος) Κουβέϊτ, Ασία Αίγυπτος, Αφρική Dust-Trak personal sampler (model 8520, TSI, USA), (Αυτόματη-οπτικη μέθοδος) Ιρλανδία - Σκωτία TSI SidePak AM510 Personal Aerosol Monitors (TSI Inc., Shoreview, MN, USA) (Αυτόματη-οπτικη μέθοδος) 1574 (ανοικτές καύσεις ξύλων) Titcombe et al. (2011) Wheeler et al. (2011) Wheeler et al. (2011) Minjuan Huang et al. (2012) 247 Massey et al.(2012) Jian Zhou et al.(2012) Yassin et al.(2012) 99 (ανοικτές καύσεις) Μελβούρνη, Αυστραλία Semple et al.(2012) Molloy et al. (2012) 70

89 Ατλάντα, ΗΠΑ Το σύστημα συλλογής MMSS Microenvironmental είναι μία μοναδική πλατφόρμα δειγματοληψίας ενσωματωμένη στο όργανο DustTrak 8520, ανεπτυγμένο ώστε να περιέχει ολοκληρωμένα και συνεχή όργανα δειγματοληψίας. (Αυτόματη-οπτικη μέθοδος) (μαγείρεμα) Brown et al.(2012) Detroit, USA, Batterman et al. (2012) 7.2 Αιωρούμενα σωματίδια σε εκπαιδευτικά κτίρια και σχολικά γυμναστήρια Πολλές μελέτες έχουν εντοπίσει υψηλά επίπεδα αιωρουμένων σωματιδίων στο εσωτερικό σχολικών αιθουσών (Fromme et al., 2007; Simoni et al., 2010; Stranger et al., 2007; Twardella et al., 2009). Αυτό το εύρημα είναι ιδιαίτερα σημαντικό γιατί τα παιδιά είναι ιδιαιτέρως ευάλωτα στις επιδράσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, αφού οι πνεύμονές τους και το λοιπό αναπνευστικό τους σύστημα είναι σε ανάπτυξη. Σε περιβάλλοντα υψηλής ρύπανσης δέχονται κατ αντιστοιχία υψηλότερες δόσεις απ ότι οι ενήλικες, εξαιτίας του ότι έχουν μεγαλύτερους ρυθμούς αναπνοής. (Gilliland, 2009). Επομένως, μεγάλες συγκεντρώσεις αιωρουμένων σωματιδίων σε εσωτερικούς χώρους δεν σημαίνει απαραίτητα υψηλό βαθμό κινδύνου για την υγεία, καθώς ο βαθμός επικινδυνότητας δεν καθορίζεται αποκλειστικά απο αυτές αλλά και απο άλλους παράγοντες, όπως η χημική σύσταση των αιωρούμενων σωματίδιων και η προέλευση των σωματιδίων αυτών (απο εσωτερικές ή απο εξωτερικές-υπαίθριες πηγές). Τα σωματίδια στο εξωτερικό περιβάλλον των σχολείων προέρχονται κυρίως απο την καύση πετρελαίου, την κυκλοφοριακή κίνηση, τις βιομηχανίες (Kuhlbusch et al., 2009; Sillanpaa et al., 2005), ενώ αυτά του εσωτερικού περιβάλλοντος είναι μίξη απο σωματίδια παραγόμενα απο εσωτερικές πηγές ή που δεν έχουν φιλτραριστεί απο το κέλυφος του κτιρίου ή τον εξαερισμό (Fox et al., 2008; Guo et al., 2010). Επιπλέον, επιδρά η διαδικασία της επαναιώρησης αναλόγως της ηλικίας και του επιπέδου των δραστηριοτήτων των παιδιών (Twardella et al., 2009). Αρκετές μελέτες ασχολούνται με τις επιδράσεις στην υγεία των αιωρούμενων σωματιδίων στο εσωτερικό των σχολείων (Epton et al., 2008; Kim et al., 2007; Simoni et al., 2010). Σε ορισμένες παρατίθεται στοιχειακή ανάλυση καθώς και τοξικολογική ανάλυση των σωματιδίων αυτών. 71

90 1) Το 2008 και για διάστημα 16 εβδομάδων προσδιορίστηκαν οι συγκεντρώσεις λεπτόκοκκων και χονδρόκοκκων PM σωματιδίων, προσδιορίστηκαν σε τέσσερα δημοτικά σχολεία (δύο σε ζώνες υψηλής και δύο σε ζώνες χαμηλής πυκνότητας κυκλοφορίας), σε κοινότητες της παραμεθορίου περιοχής μεταξύ ΗΠΑ (Τέξας) και Μεξικού, (Amit U. Raysoni et al.,2011). Παρατηρήθηκε ισχυρή χωρική ετερογένεια για όλες συγκεντρώσεις εξωτερικών ρύπων. Οι συγκεντρώσεις των ρύπων, εκτός από αυτές των χονδρόκοκκων σωματιδίων, ήταν υψηλότερες σε ζώνες υψηλής παρά στις αντίστοιχες ζώνες χαμηλής κυκλοφορίας. Η εσωτερική ρύπανση βρέθηκε να συνδέεται με την εξωτερική ρύπανση του αέρα, αν και υπήρχαν διαφορές που οφείλονται σε ανεξέλεγκτους παράγοντες που αφορούν στις δραστηριότητες των μαθητών και τα χαρακτηριστικά του εξαερισμού. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης δείχνουν σημαντική χωρική μεταβλητότητα των ρύπων στην περιοχή, υποδηλώνοντας ότι ποικίλλει η έκθεση των παιδιών σε αυτούς τους ρύπους με βάση τη θέση του σχολείου. 2) Στη μελέτη, των Chithra,et al., 2012, διερευνήθηκαν παραμέτροι της ποιότητας του εσωτερικού αέρα σε ένα φυσικά αεριζόμενο κτίριο σχολείου που βρίσκεται κοντά σε ένα αστικό δρόμο στο Chennai, στην Ινδία. Η καταγραφή έγινε το χειμώνα (34 ημέρες) και καλοκαίρι (26 ημέρες) του Η μέση συγκέντρωση των PM10, PM2.5 και PM1 στο εσωτερικό βρέθηκαν να είναι 149,61, 43 και 0.10 το χειμώνα και 95, 32 και 18 μg.m -3 το καλοκαίρι. Η ανάλυση έδειξε ότι τα εσωτερικά επίπεδα των PM10 και PM2.5 υπερβαίνουν συχνά τα εθνικά προτύπα ποιότητας του ατμοσφαιρικού αέρα (NAAQS). Οι εσωτερικές / εξωτερικές (I/O) αναλογίες PM10, PM2.5 και PM1 βρέθηκαν να είναι 2.52, 1.44, και 0.97, αντίστοιχα. Η υψηλή τιμή του λόγου I/O της συγκέντρωσης PM10 δείχνει σημαντική συνεισφορά από τις δραστηριότητες των μαθητών μέσα στην τάξη. Oι χαμηλές τιμές I/O για τα λεπτότερα κλάσματα PM επιβεβαιώνουν τη συμβολή των εκπομπών οχημάτων από τον παρακείμενο δρόμο. Ερευνήθηκαν επίσης η επίδραση στις εσωτερικές συγκεντρώσεις ρύπων της πληρότητας της τάξης, οι παράμετροι άνεσης, η εξωτερική κυκλοφορία και οι μετεωρολογικές παραμέτροι. 3) Στην μελέτη των Pegas et al., 2012, διερευνώνται συγκεντρώσεις ρύπων μέσα και έξω από τα σχολικά κτίρια σε διαφορετικές θέσεις (κέντρο και περιφέρεια), στο Αβέιρο,της Πορτογαλίας, μεταξύ Απριλίου και Ιουνίου του Ο στόχος ήταν η αξιολόγηση των παραμέτρων άνεσης (θερμοκρασία, σχετική υγρασία, CO 2 και CO) και των συγκεντρώσεων των πτητικών οργανικών ενώσεων, NO 2, PM10 και βιοαεροζόλ, σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους ταυτόχρονα. Οι εκπομπές CO 2 και τα επίπεδα βιοαεροζόλ βρέθηκαν υψηλότερα από τις αποδεκτές μέγιστες τιμές. Οι συγκεντρώσεις του ΝΟ 2 ήταν υψηλότερες σε εξωτερικούς χώρους. Τα καθημερινά εσωτερικά επίπεδα 72

91 των PM10 ήταν πάντα υψηλότερα από αυτά των εξωτερικών χώρων, εκτός από τα Σαββατοκύριακα, γεγονός που υποδηλώνει ότι η φυσική δραστηριότητα των μαθητών και η λειτουργία της τάξης, συμβάλλουν σε μεγάλο βαθμό στην εκπομπή και την επαναιώρηση των σωματιδίων. Οι αναλογίες I/O σχεδόν όλων των πτητικών οργανικών ενώσεων που εντοπίστηκαν, βρέθηκαν μεγαλύτερες της μονάδας, γεγονός το οποίο υποδηλώνει μια σημαντική συμβολή των εσωτερικών πηγών και στα δύο σχολεία. Το ένα σχολείο ήταν προαστιακό και όπως είναι φυσικό εκτίθενται περισσότερο σε βιομηχανικές εκπομπές από το σχολείο που βρίσκεται στο κέντρο της πόλης. Ειδικά στο κέντρο της πόλης, η εξωτερική διείσδυση των σωματιδίων οδηγεί σε ρύπανση των εσωτερικών χώρων λόγω των οχημάτων και του καπνού που πιθανόν να προέρχεται από τη χρήση βιοκαυσίμων σε κοντινά εστιατόρια και αρτοποιεία. 4) Στην μελέτη των Oeder et al.,2012, διερευνάται η ατομική έκθεση σε PM10 σε σύγκριση με τις τοξικές επιδράσεις της κυρίως σε εσωτερικούς χώρους, στο εσωτερικό και εξωτερικό περιβάλλον σχολικών αιθουσών και κατοικιών. Μετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις PM10 στο εσωτερικό έξι σχολείων κατά τις ώρες διδασκαλίας και σε έξι σπίτια στο Μόναχο. Τα σωματίδια αναλύθηκαν ως προς την τοξικότητά τους. Βρέθηκε ότι οι συγκεντρώσεις των PM10 στις αίθουσες κατά τη διάρκεια των διδακτικών ωρών ήταν 5,6-φορές μεγαλύτερες από ότι στους εξωτερικούς χώρους (117 μg.m -3 έναντι 21 μg.m -3 ). Σε σύγκριση με τους εξωτερικούς χώρους, στους εσωτερικούς χώρους περιλαμβάνονται PM πυριτικά (36% του αριθμού των σωματιδίων), οργανικά (29%, πιθανόν προέρχονται από ανθρώπινο δέρμα), και ανθρακικού ασβεστίου σωματίδια (12%, πιθανόν προέρχονται από χαρτί). Τα εξωτερικά PM περιείχαν περισσότερα θειικού ασβεστίου σωματίδια (38%).Το συμπέρασμα ήταν ότι τα εξωτερικά και τα εσωτερικά PM10 στις κατοικίες δεν ήταν τοξικά. Τα εσωτερικά PM10 ήταν αυξημένα, με διαφορετική χημική σύσταση και τοξικολογικά πιο ενεργά από τα εξωτερικά PM10. 5) Ερευνήθηκε (Martin Braniˇs et al., 2012) η συγκέντρωση μάζας, η ανόργανη σύνθεση και η μορφολογία των σωματιδίων λόγω επαναιώρησης απο παιδιά κατά την προγραμματισμένη φυσική αγωγή σε σχολικά γυμναστήρια που βρίσκονται σε αστικές, περιαστικές και αγροτικές περιοχές της Πράγας της Τσεχίας. Διερευνήθηκαν δυο κλάσματα χονδρόκοκκων και λεπτόκοκκων σωματιδίων (PM 10-2,5 και PM 2.5-1,0 ) σε σχέση με την ανθρώπινη δραστηριότητα, τον αριθμό των παιδιών, την άσκηση και τον αριθμό των ωρών φυσικής εκπαίδευσης. ΟΙ συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων που καταγράφηκαν εξωτερικά των γυμναστηρίων ήταν για τα PM 10-2,5 4,1-7,4 μg.m -3 και για τα PM 2.5-1,0 2,0-3.3 μg.m -3, ενώ στο εσωτερικό για τα PM 10-2,5 13,6-26,7 μg.m - 3 και για τα PM 2.5-1,0 3,7-7,4 μg.m -3. Οι εσωτερικές συγκεντρώσεις των χονδρόκοκκων 73

92 σωματιδίων ήταν αυξημένες κατά την ημέρα της φυσικής αγωγής με τιμές εσωτερικήςεξωτερικής (I/O) αναλογίας 2,5-16,3 για τα PM 10-2,5 και 1,4-4,8 για τα PM 2.5-1,0. Κάτω από ακραίες συνθήκες, οι αναλογίες Ι/O άγγιξαν τις τιμές των 180 για τα PM 10-2,5 και 19,1 για τα PM 2.5-1,0. Η ανάλυση πολλαπλής παλινδρόμησης με τον αριθμό των μαθητών και τη συγκέντρωση των εξωτερικών χονδρόκοκκων PM ως ανεξάρτητες μεταβλητές, έδειξε ότι ο κύριος προγνωστικός παράγοντας των εσωτερικών συγκεντρώσεων χονδρόκοκκων PM είναι ο αριθμός των μαθητών στα γυμναστήρια, ενώ η επίδραση των εξωτερικων χονδρόκοκκων PM βρέθηκε να είναι μικρή. Με φασματοσκοπία ακτίνων Χ βρέθηκαν 6 κύριες ομάδες μετάλλων που συμβάλλουν στην εσωτερική σκόνη που επαναιωρείται. Tα πιο άφθονα σωματίδια ήταν εκείνα προέλευσης του φλοιού της γης αποτελούμενα από Si, ΑΙ, Ο και Ca. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία επίσης έδειξε ότι, εκτός από τα πολυάριθμα ανόργανα σωματίδια, το κύριο μέρος του αιωρήματος σκόνης στα γυμναστήρια αποτελούν διάφοροι τύποι σωματιδίων απο τα στρώματα του δέρματος. Τελικά, τα γυμναστήρια στα σχολεία βρέθηκαν να είναι εσωτερικά μικροπεριβάλλοντα με υψηλές συγκεντρώσεις χονδρόκοκκου σωματιδιακού υλικού, γεγονός που μπορεί να συμβάλει στην αύξηση της βραχυπρόθεσμης έκθεσης των παιδιών μέσω της εισπνοής κατά την ώρα της άσκησης. 6) Μετρήθηκαν τα αιωρούμενα σωματίδια ταυτόχρονα σε γυμναστήριο δημοτικού σχολείου και σε παρακείμενο υπαίθριο χώρο στο κέντρο της Πράγας (Martin Braniˇs et al., 2012). Μελετήθηκαν οι εποχιακές και ετήσιες διαφορές 89 ημερών μετρήσεων που έγιναν κατά τη διάρκεια δέκα πειραματικών περιόδοων μεταξύ του 2005 και του Η συγκέντρωση των PM2.5 εξωτερικού χώρου (28,3 μg /m 3 ) βρέθηκε υψηλότερη από την αντίστοιχη εσωτερικού χώρου (22,3 μg /m 3 ). Οι εσωτερικές και υπαίθριες συγκεντρώσεις των PM2.5 υπερβήκαν το 24ωρο όριο του WHO σε ποσοστό 42% και 49% των ημερών μέτρησης, αντιστοίχως. H ανάλυση κυρίων συνιστωσών αποκάλυψε πέντε παράγοντες που εξηγούν περισσότερο από το 82% της μεταβλητότητας των δεδομένων. Οι δύο πρώτες από τις κύριες συνιστώσες δείχνουν μια στενή σχέση μεταξύ της εξωτερικής και εσωτερικής συγκέντρωσης των σωματίδιων UFP που επιβεβαιώνει την υπόθεση του υψηλού ποσοστού διείσδυσης των σωματιδίων από εξωτερικούς χώρους. Η τρίτη συνιστώσα έδειξε ότι η ανθρώπινη δραστηριότητα είναι η κύρια πηγή εκπομπής χονδρόκοκκων σωματιδίων των εσωτερικών χώρων. Η τέταρτη συνιστώσα δείχνει ότι η επαναιώρηση του χονδρόκοκκου ατμοσφαιρικού αερολύματος κατά τις ξηρές και ζεστές ημέρες έχει επίδραση στα εξωτερικά επίπεδα των χονδρόκοκκων PM αλλά χωρίς φαινομενική επίδραση στα αντίστοιχα εσωτερικά 74

93 επίπεδα. Έχοντας κατά νου ότι υψηλές συγκεντρώσεις λεπτών αλλά και χονδρών αερολύματων παρατηρούνται συχνά στους υπό μελέτη χώρους, τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι η άσκηση σε εσωτερικούς χώρους αστικών περιοχών αυξάνει τη συνολική έκθεση και ως εκ τούτου αποτελεί έναν εν δυνάμει κίνδυνο για την υγεία σε νεαρά άτομα κατά τη διάρκεια της φυσικής αγωγής στα σχολεία. 7) Εσωτερικά αερομεταφερόμενα σωματίδια χαρακτηρίζονται χημικά (Dinh Trinh Tran et al., 2012),για τον εντοπισμό των κύριων πηγών τους σε 3 δημοτικά σχολεία σε διαφορετικές τοποθεσίες (αγροτική, αστική και βιομηχανική) της βόρειας Γαλλίας. Οι δειγματοληψίες διεξήχθησαν ταυτόχρονα σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους κατά τη διάρκεια 2 εβδομαδιαίων περιόδων διαδοχικά σε κάθε σχολείο, παρουσία και απουσία των μαθητών. Η εβδομαδιαία μέση συγκεντρώση εσωτερικά για τα PM10 παρουσία των μαθητών κυμάνθηκε από 72,7 σε 85,3 μg.m -3, που υπερβαίνει γενικά τις κατευθυντήριες γραμμές της WHO. Βρέθηκε οτι οι συγκεντρώσεις των PM10 αυξάνονται κατά τη διάρκεια των δραστηριοτήτων των παιδιών. H μάζα των εσωτερικών PM10, έδειξε να περιέχει Ca σε ποσοστό ( %) λόγω της χρήσης κιμωλίας. Τα λεπτόκοκκα κλάσματα βρέθηκαν εμπλουτισμένα σε ιχνοστοιχεία As, Cd, Cu, Pb και Sb σε ποσοστό % σε σύγκριση με τα χονδρά κλάσματα στα οποία τα στοιχεία ΑΙ, Ca, Ti και Sr είναι παρόντα σε υψηλότερες συγκεντρώσεις σε ποσοστό 40-60%. Επιβεβαιώθηκαν διαφορετικές πηγές μεταλλικών σωματιδίων στο περιβάλλον του σχολείου. Μεταξύ των πηγών αυτών, παρατηρήθηκαν επαναιώρηση σκόνης λόγω κίνησης και θαλάσσια αερολύματα σε όλα τα σχολεία. Μικτές ανθρωπογενείς πηγές που εντοπίστηκαν σε αστικές και βιομηχανικές περιοχές, επιβεβαιώθηκαν μόνο στο σχολείο κοντά στη βιομηχανική ζώνη. Κατά τη διάρκεια αυτής της μελέτης αποδείχθηκε οτι στο εσωτερικό, τα υπαίθρια ανθρωπογενή σωματίδια αποτελούν τις μόνες πηγές ιχνοστοιχείων. 8) Μια έρευνα διεξήχθη σε ένα μεγάλο δείγμα σε τάξεις των δημοτικών σχολείων της Γαλλίας για την παροχή αντικειμενικών αξιολογήσεων της ποιότητας εσωτερικού αέρα, εφόσον οι νέοι μαθητές εκτίθενται σε σημαντικούς ατμοσφαιρικούς ρύπους που βρίσκονται στις αίθουσες διδασκαλίας (Annesi-Maesano et al., 2012). Αξιολογήθηκαν οι συγκεντρώσεις των PM2.5, ΝΟ 2 και τριών αλδεΰδών σε 401 τυχαία επιλεγμένες αίθουσες 108 δημοτικών σχολείων. Συμμετείχαν 6590 παιδιά σε 6 πόλεις. Τα αποτελέσματα ήταν διαφορετικά για τα παιδιά που εκτίθενται σε κακής ποιότητας αέρα στις τάξεις, με σχεδόν το 30% έχει εκτεθεί υπερβολικά σύμφωνα με τα διαθέσιμα πρότυπα. Η ρινοεπιπεφυκίτιδα σχετίζεται σε πολύ μεγάλο βαθμό με τα υψηλά επίπεδα της φορμαλδεΰδης στην τάξη. Επιπλέον, η αυξημένη συχνότητα του άσθματος βρέθηκε 75

94 τα τελευταία χρόνια στις αίθουσες με υψηλά επίπεδα PM2.5 σε σύγκριση με άλλες, με επίσης σημαντική συσχέτιση. Σημαντική θετική συσχέτιση βρέθηκε μεταξύ του άσθματος και των επίπεδων των PM2.5 και της ακρολεΐνης στην ίδια εβδομάδα. Σε αυτό το τυχαίο δείγμα, η ποιότητα του αέρα στην τάξεις ήταν κακή, διέφερε σημαντικά μεταξύ σχολείων και πόλεων και σχετιζόταν με αυξημένες κλινικές εκδηλώσεις του άσθματος και της ρινίτιδας σε μαθητές. Τα παιδιά με ιστορικό αλλεργιών φαινόταν σε αυξημένο κίνδυνο. 9) Στη μελέτη των Brian J. Majestic et al., 2012, 11 κλάσματα μεγέθους των PM συλλέχθηκαν μέσα και έξω από ένα δημοτικό σχολείο στο Φλάγκσταφ της Αριζόνα στις ΗΠΑ. Η συνολική μάζα των PM1 σε εσωτερικούς χώρους ήταν παρόμοια με την μάζα στην ύπαιθρο με λόγο Ι/Ο = 0,92 ± 0,16. Ωστόσο, η συγκέντρωση μάζας μέσα στο σχολείο ήταν ιδιαίτερα υψηλή σε σχέση με την έξω από το σχολείο για το κλάσμα ΡΜ 1-10 (Ι/O = αναλογίες 13 ± 3). Επιπλέον, η αναλογία εσωτερικών και εξωτερικών σωματιδίων αποκάλυψε στα εσωτερικα σωματίδια εκτός από προσμίξεις στοιχείων όπως, Cu, Zn, Pb, και Sb υπήρχαν και στοιχεία που δήλωναν χαρακτήριστικά του φλοιού της γης για κάθε στοιχείο. Ως εκ τούτου, υποθέτουμε ότι το μεγαλύτερο μέρος της μάζας PM μέσα στο σχολείο είναι αποτέλεσμα της μεταφοράς από το εξωτερικό περιβάλλον που ακολουθείται από επαναιώρηση από τα πατώματα και τα είδη ένδυσης. Στο ΡΜ1 κλάσμα, η εσωτερική μάζα του Sb ήταν 86 φορές μεγαλύτερη από την εξωτερική μάζα και είχε μια συγκέντρωση στον αέρα 17 ng /m -3 - μεγαλύτερη από πολλές αστικές περιοχές σε όλο τον κόσμο. Οι αναλογίες Cu: Sb υποδηλώνουν ότι η περίσσεια της πηγής ΡΜ1 εσωτερικά είναι αποτελέσματα του Sb από το εναιώρημα του ενσωματωμένου Sb στα χαλιά (που προέρχεται από τα προϊόντα καθαρισμού τους). Αυτή είναι η πρώτη μελέτη που αναφέρει αυξημένα Sb στα σχολεία. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες ώστε να διαπιστωθεί αν πρόκειται για διαδεδομένο κίνδυνο για την υγεία. 10) Η μελέτη των Minjuan Huang et al., 2012, εξέτασε πέντε σχολεία με διαφορετικά συστήματα εξαερισμού τόσο στις αστικές όσο και στις αγροτικές περιοχές στο νότιο Τέξας. Η συνολική αριθμητική συγκέντρωση των πολύ λεπτών σωματιδίων (UFP, διαμέτρου <100 nm) καθώς και των PM2.5 και CO 2 μετρήθηκαν ταυτόχρονα εντός και εκτός των διαφόρων σχολείων. Καταγράφηκαν επίσης οι ανθρώπινες δραστηριότητες, οι ρυθμίσεις αερισμού, και η πληρότητα των αιθουσών. Η μελέτη διαπίστωσε μια μεγαλύτερη ποικιλία στον αριθμό των σωματιδίων στους εσωτερικούς χώρους (0,6 x 103 με 29,3 x 103 αριθμός σωματιδίων/cm 3 ) από ό, τι στους εξωτερικούς (1,6 x ,0 x 103 αριθμός σωματιδίων /cm 3 ). Οι σημαντικότεροι 76

95 παράγοντες που επηρεάζουν τα επίπεδα των UFP στο εσωτερικό, σχετίζονται με διάφορες εσωτερικές πηγές. Αερόθερμα αερίου αύξησαν την αναλογία Ι/Ο των συνολικών συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων σε 30,0. Δραστηριότητες που σχετίζονται με τρόφιμα, ο καθαρισμός και η ζωγραφική συνέβαλε επίσης στην αύξηση συγκέντρωσης σωματιδίων του εσωτερικού χώρου με το λόγο Ι/Ο μεγαλύτερο από 1.0. Χωρίς εσωτερική πηγές, ο λόγος Ι/Ο για το σύνολο των σωματιδίων κυμαίνεται από 0,12 έως 0,66 για τα πέντε σχολεία με συστήματα εξαερισμού. Ο λόγος I/O μειώθηκε όταν ο αριθμός της συγκέντρωσης των εξωτερικών συνολικών σωματιδίων αυξήθηκε. Σωματίδια διαμέτρου < 60 nm ήταν λιγότερο πιθανό να διεισδύσουν και να παραμείνουν στον αέρα σε εσωτερικούς χώρους από τα μεγαλύτερα σωματίδια που μετρήθηκαν με μικρότερο λόγο I/O. Πίνακας 7.2 Αιωρούμενα σωματίδια σε εκπαιδευτικά κτίρια και σχολικά γυμναστήρια Περιοχή μελέτης Τέξας (ΗΠΑ) - Μεξικό, Αμερική Harvard 5LPM cascade impactors Ινδία, Ασία GRIMM environmental dust monitor Model (Grimm Labortechnik Ltd., Ainring, Germany) Πορτογαλία, Ευρώπη EN method INDOOR INDOOR PM2.5 PM10 (μg.m -3 ) (μg.m -3 ) ,2 (αστικό κέντρο) 72,8 (προάστεια) Αναφορές Amit Raysoni et al. (2011) Chithra,et al. (2012) Pegas et al. (2012) 77

96 Γερμανία, Ευρώπη Το φορτίο των φίλτρων υπολογίστηκε με ζύγιση, βάσει του προτύπου DIN EN Πράγα, Ευρώπη Personal cascade impactor (SKC Inc.), γνωστός και ως Sioutas impactor (Misra et al., 2002). A Dust Trak photometer (TSIInc.) Πράγα, Ευρώπη personal cascade impactor sampler (PCIS; Misra et al. 2002) Oeder et al. (2012) Martin Braniˇs et al. (2012) Martin Braniš et al. (2012) Γαλλία, Ευρώπη EN Γαλλία, Ευρώπη Δείγματα συλλεγόμενα σε φίλτρα με τη βοήθεια αντλίας αέρα Αριζόνα, Η.Π.Α., Αμερική Uniform distribution impactor samplers (MOUDIs) για τη συλλογή δειγμάτων (Marple et al., 1991) (TSI Inc., Shoreview, MN) Νότιο Τέξας, Η.Π.Α., Αμερική TSI DustTrak photometer (Model 8520; TSI Inc.) ATSI Q-Trak indoor air quality monitor (Model 8550; TSI Inc.) ,1 PM ,7-75,3 Dinh Trinh Tran et al. (2012) Annesi-Maesano et al. (2012) 27,6-36,8 Brian J. Majestic et al. (2012) Minjuan Huang et al. (2012) 78

97 7.3 Αιωρουμενα σωματιδια σε γραφεία Διάφορες δημοσιεύσεις δείχνουν ότι η λειτουργία των εκτυπωτών λέιζερ και φωτοτυπικών μηχανημάτων μπορεί να σχετίζεται με επιπτώσεις στην υγεία λόγω της απελευθέρωσης αέριων συστατικών και πολύ λεπτών σωματιδίων (UFP). Ειδικά για εργασιακούς χώρους, κακή ποιότητα της ατμόσφαιρας σημαίνει, το λιγότερο, μειωμένη απόδοση του εργαζόμενου (Drakou G., et al,1998; Monn Ch., 2001). Μικρός αριθμός μελετών αξιολογεί την πιθανή έκθεση του υπαλλήλου γραφείου στις εκπομπές του εκτυπωτή κάτω από πραγματικές συνθήκες, (Λαζαρίδης, 2008) 1) Στην μελέτη των Tao Tang et. Al.,2011, σκοπός ήταν να εκτιμηθεί η έκθεση των εργαζομένων σε αιωρούμενα σωματίδια σε γραφεία. Οι συγκεντρώσεις των λεπτών σωματιδίων και των UFP μετρήθηκαν πριν, κατά και μετά τη λειτουργία εκτυπωτών λέιζερ σε 63 χώρους γραφείων σε όλη τη Γερμανία. Διαπιστώθηκε σημαντική αύξηση των μικροσωματιδίων UFP στο χώρο εργασίας κατά τη διάρκεια και μετά τις διεργασίες εκτύπωσης. Κλάσματα σωματιδίων μεταξύ 0,23 και 20 μm που εκπέμπονται από τις μηχανές γραφείου, επηρεάζουν σημαντικά τις συγκεντρώσεις μάζας των σωματιδίων κατά την εκτύπωση 500 σελίδων, δηλαδή, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκτύπωσης. Οι συγκεντρώσεις των PM , PM2.5, PM10 αυξήθηκαν στους 43 από τους 62 χώρους γραφείων που διερευνήθηκαν. Επιπροσθέτως, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση σε σωματίδια UFP, με μέσες αριθμητικές συγκεντρώσεις από σωματίδια/cm 3 πριν και σωματίδια/cm 3 κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκτύπωσης. Τα στοιχεία της μελέτης έδειξαν ότι οι εκτυπωτές λέιζερ και τα φωτοτυπικά μηχανήματα θα μπορούσαν να αποτελέσουν σημαντική πηγή για τα λεπτά σωματίδια και ιδιαίτερα για τα UFP σε χώρους γραφείων. 2) Εκπομπές UFP σωματιδίων στον αέρα (Viana et al., 2011) διεισδύουν σε εσωτερικούς χώρους και παίζουν σημαντικό ρόλο στην ποιότητα του εσωτερικού αέρα. Σ αυτήν τη μελέτη προσδιορίστηκαν οι σχέσεις Ι/Ο νανοσωματιδίων που προέρχονται απο την κυκλοφορία οχημάτων (PM1 και μαύρος άνθρακας) σε ένα τυπικό μεσογειακό περιβάλλον. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν τη σημαντική επίδραση της κυκλοφορίας οχημάτων στις συγκεντρώσεις σωματιδίων σε εσωτερικούς χώρους, παρά το ότι τα παράθυρα παραμένουν κλειστά: ανά πάσα στιγμή το 70% της συγκέντρωσης μαύρου άνθρακα και το 73% των PM1 προέρχονται από εξωτερικές εκπομπές. Αυτό οφείλεται πιθανώς στην ανεπαρκή στεγανότητα του κτιρίου. Ο λόγος I/O ήταν σχετικά σταθερός για το μαύρο άνθρακα (1,29), αλλά όχι και για τα PM1 (1.95), γεγονός που υποδηλώνει ότι είναι σκόπιμο να παρακολουθείται η 79

98 μεταβλητότητα των παραγόντων διήθησης με την πάροδο του χρόνου. Η διήθηση των σωματιδίων φάνηκε να εξαρτάται όχι μόνο από φυσικά εμπόδια (κτιριακό κέλυφος, συστήματα αερισμού, κ.λπ.), αλλά επίσης και απο τις φυσικοχημικές ιδιότητες των σωματιδίων. Εκτυπωτές και φωτοτυπικά μηχανήματα συμβάλλουν κατά 25-30% (546 ng /m 3 ) του συνόλου του μαύρου άνθρακα σε εσωτερικούς χώρους. Η σκόνη επαναιώρησης, λόγω της κίνησης των χρηστών του κτιρίου στο χώρο, ήταν η κύρια εσωτερική πηγή PM1 (15-20%, 1,1 μg /m 3 ). 3) Στην μελέτη των Bakke et al., 2012, o στόχος ήταν η σύγκριση των επιπτώσεων του περιβάλλοντος των εσωτερικών χώρων γραφείου σε χρήστες με δερματοπάθεια (έκζεμα) με εκείνους χωρίς έκζεμα. Η μελέτη διεξήχθη σε 56 γραφεία σε 173 εργαζομένους που ανήκουν στο προσωπικό του Πανεπιστημίου του Μπέργκεν στην Νορβηγία κατά τη χειμερινή περίοδο Φεβρουαρίου-Μαρτίου 2004, μετά από την εποχή της γρίπης και πριν απο την εποχή της γύρης. Η αυξημένη λυσοζύμη σε ρινικό έκπλυμα των χρηστών συνδέεται με αυξημένη διαφορά θερμοκρασίας του αέρα μεταξύ 06:00 και 10:00 πμ, με γενικότερα συμπτώματα στους βλεννογόνους καθώς και με «ξηρό ή ξαναμμένο δέρμα του προσώπου» που συνδέονται με αερομεταφερόμενα σωματίδια ΡΜ10. Οι επιπτώσεις των PM10 στους χρήστες με έκζεμα ήταν εμφανέστερες κατά τις τελευταίες 30 ημέρες. Η εμφάνιση εκζέματος επίσης θα μπορούσε να είναι ένας σημαντικός προγνωστικός παράγοντας για την ποιότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος. Πίνακας 7.3 Αιωρούμενα σωματίδια σε γραφεία Περιοχή μελέτης PM1 (μg.m -3 ) Αναφορές Γερμανία, Ευρώπη Οπτικό φασματόμετρο αερολυμάτων με λέιζερ (LAS; Dust Monitor, Model 1.108, Grimm Technologies Inc., Ainring, Germany) σωματίδια/cm 3 (κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκτύπωσης) Tao Tang et al. (2011) 80

99 Ισπανία, Ευρώπη Φασματόμετρο Λέιζερ (GRIMM 1107) Viana et al. (2011) Νορβηγία, Ευρώπη BIOLOGICAL STUDY Jan Vilhelm Bakke et al. (2012) 7.4 Αιωρουμενα σωματιδια σε νοσοκομεία και κλινικές Το τυπικό περιβάλλον ενός νοσοκομείου ή μιας κλινικής (Λαζαρίδης, 2008) βρίθει από χημικές ενώσεις, η έκθεση στις οποίες για ορισμένο χρόνο ενδεχομένως να προκαλέσει ερεθισμό ή κάποιο τοξικό αποτέλεσμα. Από τη φύση τους τα νοσοκομεία ως χώροι θεραπευτικών αγωγών και αντιμετώπισης ποικίλων ασθενειών με τη βοήθεια φαρμάκων και άλλων εξελιγμένων τεχνολογιών, παρουσιάζουν ποικίλους κινδύνους για το νοσηλευτικό προσωπικό, για τους ασθενείς καθώς και για τους επισκέπτες. Αντιστρόφως, οι εργαζόμενοι και οι επισκέπτες αποτελούν σημαντικές πηγές μεταφοράς και διάδοσης μολυσματικών μικροοργανισμών. Έτσι, μέσω των αιωρουμένων σταγονιδίων του αέρα μεταφέρονται συχνά βακτήρια όπως, για παράδειγμα, τα στελέχη του σταφυλόκοκκου. Μολυσματικές ασθένειες πολύ πιθανόν να μεταφέρονται και μέσω των συστημάτων κλιματισμού ή και κατά τη διάρκεια κατασκευής ή ανακαίνησης κτιρίων, δεδομένου ότι έχει παρατηρηθεί αύξηση των αιωρουμένων μυκήτων κατά τη διάρκεια τέτοιου είδους εγρασιών (Overberger et al., 1995). Εν τούτοις έχει παρατηρηθεί ότι όταν ένα δωμάτιο νοσοκομείου δεν διαθέτει κλιματισμό και ο αερισμός του γίνεται μόνο με φυσικό τρόπο, οι συγκεντρώσεις βακτηρίων στον αέρα του δωματίου είναι υψηλότερες σε σχέση με εκείνες δωματίων εφοδιασμένων με κλιματιστικό σύστημα. Ωστώσο, με τον κλιματισμό παρατηρούνται υψηλότερες συγκεντρώσεις των βακτηρίων στις διάφορες επιφάνειες. 81

100 7.5 Αιωρούμενα σωματίδια σε χώρους εστίασης Έχει παρατηρηθεί οτι σε χώρους ανοικτούς για το κοινό όπως εστιατόρια, μπαρ, κ.λ.π., ο αέρας στο εσωτερικό τους παρουσιάζει κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, που τις περισσότερες φορές σχετίζονται με την ιδιαίτερη λειτουργία των χώρων. Εκεί η κύρια πηγή εκπομπής είναι η καύση προιόντων καπνού. Έχει βρεθεί (Λαζαρίδης, 2008) ότι η συγκέντρωση των παραγόμενων ενώσεων κατά την καύση του καπνού σε εστιατόρια είναι 1,6 με 2 φορές υψηλότερη σε σχέση με αυτές σε μια τυπική κατοικία. Όσον αφορά στα μπαρ, εκεί η διαφορά είναι μεγαλύτερη, καθώς η συγκέντρωση είναι 3 φορές υψηλότερη σε σχέση με εκείνη που μετράται σε εστιατόρια. Επίσης, και τα λεπτόκοκκα σωματίδια PM2.5 παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερες συγκεντρώσεις ( μg.m -3 ) σε σχέση με τις τυπικές τιμές τους σε χώρο όπου δεν υπάρχουν καπνιστές (μέχρι 30 μg.m -3 ). Σε μεγάλο ωστόσο βαθμό, αν υπάρχει στο χώρο ένας επαρκής ρυθμός αερισμού (περίπου 5-7 αλλαγές αέρα ανά ώρα), οι συγκεντρώσεις των PM φαίνεται να μειώνονται αισθητά (Ott et al., 1996). Στην περίπτωση των μπαρ θα πρέπει ο ρυθμός ανανέωσης του αέρα να είναι μεγαλύτερος από ότι σε άλλους χώρους, καθώς το πλήθος των ατόμων ανά μονάδα επιφάνειας είναι μεγαλύτερο από ότι σε άλλους χώρους. 1) Στην μελέτη των Brown et al., 2011, στόχος ήταν να διερευνηθεί η έκθεση σε PM2.5 και σε πολύ λεπτά σωματίδια (UFP) στον αέρα μη οικιακών μικροπεριβαλλόντων (καταστήματα λιανικής πώλησης, εστιατόρια και οχήματα, νοσοκομείο), έστω και σε μικρή διάρκεια. Η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε σε χώρες σε όλη την Ατλάντα. Από τις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια πολλών εκδηλώσεων στα εστιατόρια οι συγκεντρώσεις κατά μάζα των PM2.5 βρέθηκαν μεγαλύτερες των 100 μg.m -3 και η αριθμητική συγκέντρωση των UFPs ίση με 4105 σωματίδια/cm 3. Το εστιατόριο είχε επίσης τα υψηλότερα επίπεδα στοιχειακού άνθρακα (ΕC), οργανικού άνθρακα (OC) και άλλων στοιχείων. Είναι αμφίβολο κατά πόσον περιοδικές, υψηλές συγκεντρώσεις PM στο εστιατόριο εγκυμονούν κινδύνους για την υγεία των πελατών, ωστόσο οι εργαζόμενοι στους χώρους αυτούς μπορεί να εκτίθενται σε αυξημένα επίπεδα. 82

101 Πίνακας 7.4 Αιωρούμενα σωματίδια σε χώρους εστίασης Περιοχή μελέτης PM2.5 (μg.m -3 ) PM10 (μg.m -3 ) Αναφορές Ατλάντα, Η.Π.Α. Μικροπεριβαλλοντικό σύστημα συλλογής πολλαπλών αισθητήρων (MMSS). Πρόκειται για πρωτότυπο σύστημα συλλογής που αναπτύχθηκε για τις ανάγκες ολοκληρωμένων κα συνεχών μετρήσεων της μελέτης. 100 Brown et al. (2011) 7.6 Αιωρούμενα σωματίδια σε μέσα μεταφοράς Η έκθεση των επιβατών αυτοκινήτων καθώς και μέσων μαζικής μεταφοράς (τρένων, λεωφορείων, τραμ, κ.λ.π.) σε ατμοσφαιρικούς ρύπους μεταξύ των οποίων και σε αιωρούμενα σωματίδια που εκπέμπονται από αυτά, έχει βρεθεί πολύ υψηλότερη από αυτή σε άλλους εσωτερικούς χώρους αστικών κέντρων σε όλο τον κόσμο (Weisel, 2005). Ο βαθμός έκθεσης εξαρτάται απο την συγκέντωση και τη διάρκειά της και συνεπώς απο την κυκλοφοριακή συμφόρηση, τη χρήση μέσων ελάττωσης της ρύπανσης, τη σύσταση του καυσίμου, το όχημα (τύπος, ηλικία), αλλά και τις συνθήκες λειτουργίας των οχημάτων που κινούνται γύρω του. Αν και η διάρκεια της έκθεσης ποικίλλει για κάθε άτομο και μέρος, η εκτίμηση του μέσου χρόνου παραμονής στα μέσα μεταφοράς είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό της έκθεσης ενός πληθυμού. Σύμφωνα με μελέτη της ευρωπαικής στατιστικής υπηρεσίας (Eurostat, 2004) οι Ευρωπαίοι ηλικίας 20 έως 74 ετών ξοδεύουν κατά μέσο όρο περίπου 1 ώρα και 90 λεπτά την ημέρα σε μεταφορές. Σχεδόν σε όλες τις χώρες που συμμετείχαν στην έρευνα βρέθηκε πως οι άνδρες ταξιδεύουν περισσότερο απο τις γυναίκες κάθε ηλικίας, ενώ η καθημερινή διάρκεια των ταξιδιών είναι μεγαλύτερη για νέους και ελαττώνεται με την ηλικία, κυρίως μετά τη συνταξιοδότηση. Στην Ευρώπη, περίπου 30 λεπτά καθημερινά αφορούν στη μετάβαση από την κατοικία στο χώρο εργασίας και 15 με 30 λεπτά αφορούν σε εργασίες σχετικές με τη διατήρηση του νοικοκυριού και πραγματοποιούνται συνήθως από γυναίκες. Στις Η.Π.Α ο συνολικός χρόνος 83

102 παραμονής σε οχήματα ημερισίως καλύπτει περίπου το 6,6% της ημέρας, (Klepeis et al., 1996). H ποιότητα του αέρα στο θάλαμο επιβατών των οχημάτων εξαρτάται από πολλές παραμέτρους που μπορούν να ταξινομηθούν στην παραγωγή ρύπων στο εσωτερικό του οχήματος (εκπομπές από τα υλικά κυρίως σε νέα οχήματα που έχει πρόσφατα γίνει καθαρισμός, συνήθειες επιβαινόντων) και στη διείσδυση ρύπων από τον αέρα κατά μήκος της οδού. Η διείσδυση ρύπων από τον αέρα κατά μήκος της οδού αποτελεί την σημαντικότερη πηγή ρύπων στο εσωτερικό οχημάτων, εξαιτίας της εγγύτητας στις πηγές εκπομπής των ρύπων (καυσαέρια οχημάτων και εξάτμιση απο την δεξαμενή καυσίμων). Πιο συγκεκριμένα, όταν η κίνηση των οχημάτων γίνεται με πολύ χαμηλή ταχύτητα λόγω κυκλοφοριακής συμφόρησης, τα καυσαέρια του οχήματος που βρίσκεται αμέσως μπροστά, είναι πιθανό να εισέλθουν στην καμπίνα του οχήματος. Η θέση των παραθύρων, οι μετεωρολογικές συνθήκες και ο εξαερισμός επηρεάζουν τη συγκέντρωση ρύπων στο εσωτερικό οχημάτων. Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των ρύπων στο εσωτερικό οχημάτων είναι το δρομολόγιο που ακολουθείται (αστική, ημιαστική, αγροτική διαδρομή) και η ώρα της ημέρας. Οι δύο αυτοί παράγοντες σχετίζονται άμεσα με τον κυκλοφοριακό φόρτο. Ο ανεφοδιασμός σε καύσιμα επηρεάζει σημαντικά την ποιότητα του αέρα στο εσωτερικό των οχημάτων, ειδικά αμέσως μετά τον ανεφοδιασμό σε καύσιμα (Weisel, 2005). Οι συγκεντρώσεις των ρύπων στο εσωτερικό των οχημάτων παρουσιάζουν εποχικότητα εξαιτίας της εξάρτησης των εκπομπών τους απο την θερμοκρασία. Αναλυτικότερα, το χειμώνα οι τιμές είναι υψηλότερες εξαιτίας της μικρότερης απόδοσης καύσης των οχημάτων. 1) Οι συγκεντρώσεις των PM10 και PM2.5 μετρήθηκαν (Ki-Hyun Kim et al. 2012) συνεχώς και στους δύο εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους του Μητροπολιτικού δικτύου του μετρό της Σεούλ, στην Κορέα, από τον Οκτώβριο 2007 έως τον Απρίλιο Καθώς στο τέλος του 2007 (8 16 Δεκεμβρίου), εγκαταστάθηκαν στους σταθμούς θύρες που απομονώνουν το όχημα από την πλατφόρμα. Τα στοιχεία των PM αναλύθηκαν τόσο για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του συστήματος, όσο και για τον έλεγχο των επιπέδων PM. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η μέση συγκέντρωση των ΡΜ10 μετά την εγκατάσταση του συστήματος, μειώθηκε σημαντικά κατά 16% σε σχέση με πριν. Αντιθέτως, οι μεταβολές των PM2.5 δεν ήταν στατιστικά σημαντικές, παρά το 12% της μείωσης. Τα συνολικά αποτελέσματα της μελέτης αυτής έδειξαν ότι η εγκατάσταση του συστήματος και το σύστημα εξαερισμού είναι σημαντικά για τη διατήρηση της ποιότητας του αέρα στο χώρο του μετρό. 84

103 2) Στην μελέτη των Hae-Jin Jung et al., 2012, σκοπός ήταν να εξεταστεί η χημική σύνθεση των σωματιδίων Fe, καθώς προηγούμενες μελέτες έχουν αναφέρει τα κύρια χημικά είδη του υπόγειου μετρό να είναι σωματίδια Fe-που περιέχουν είδη που δημιουργούνται από τη φθορά και την τριβή κατά τη διαδικασία πέδησης. Για το λόγο αυτό συλλέχθηκε σκόνη από το δάπεδο σε πέντε διαφορετικά σημεία δειγματοληψίας του υπόγειου σταθμού του μετρό. Οι σκόνες διαχωρίστηκαν σε μαγνητικά και μη μαγνητικά κλάσματα, χρησιμοποιώντας ένα μόνιμο μαγνήτη. Κατόπιν, χρησιμοποιώντας περίθλαση ακτίνων - Χ και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης/διασποράς (SEM / EDX), το κυρίαρχο χημικό είδος στις σκόνες του δάπεδου βρέθηκε να είναι τα PM κλάσματα μεγέθους < 25μm με μικρότερα κλάσματα αυτά των Mg, ΑΙ, Si, Ca, S, και C. Από τη SEM ανάλυση, οι σκόνες στα κλάσματα μέγεθους < 25 μm που συλλέχθηκαν απο τις σιδηροδρομικές γραμμές, φάνηκε να είναι μικρότερη από 10μm, αναφέροντας ότι τα χαρακτηριστικά τους πρέπει να αντανακλούν κατά κάποιο τρόπο τα χαρακτηριστικά των αερομεταφερόμενων σωματιδίων στη σήραγγα και στην πλατφόρμα. Δεδομένου ότι οι περισσότερες σκόνες από το δάπεδο βρέθηκαν να είναι μαγνητικές σε υπόγειους σταθμούς του μετρό, μπορούν να απομακρύνονται τα μαγνητικά σωματίδια με τη βοήθεια μαγνητών. Επιπλέον, αιωρούμενα σωματίδια στο μετρό, τα περισσότερα από τα οποία ήταν μικρότερα των 10 μm, συλλέχθηκαν με τη χρήση μόνιμων μαγνητών σε δύο υπόγειους σταθμούς Jegi και Yangjae, της Σεούλ. Αναλύσεις έδειξαν ότι τα περισσότερα από τα μαγνητικά σωματίδια που συλλέχθηκαν στο σταθμό Jegi ήταν μεταλλικός σίδηρος, ενώ εκείνα στο Yangjae περιείχαν μικρή ποσότητα Fe αναμεμιγμένη με Na, Mg, ΑΙ, Si, S, Ca, και C. Η διαφορά στη σύνθεση των σιδηρούχων σωματιδίων από τους δύο σταθμούς αποδόθηκε στις διαφορετικές διαδρομές που εκτελούν οι διερχόμενοι συρμοί. 3) Μετρήσεις της έκθεσης στα PM1 στη Σαγκάη ατόμων μετακινούμενων με κοινούς τρόπους μετακίνησης (λεωφορείο, περπάτημα, ποδήλατο, ταξί και μετρό) έγιναν με τη συσκευή DustTrak (Qi Yu et al., 2012). Αναλύθηκαν οι μέσες συγκεντρώσεις έκθεσης και δόσεις εισπνοής. Τα μήκη των διαδρομών είχαν σχεδιαστεί να είναι διάρκειας 30 λεπτών με τα πόδια. Ο μέσος όρος της έκθεσης σε συγκεντρώσεις PM1 κατά τη διάρκεια της μετακίνησης ήταν 147 μg.m -3, 145 μg.m -3, 140 μg.m -3, 139 μg.m -3, και 122 μg.m -3, για το λεωφορείο, το περπάτημα, το ποδήλατο, το ταξί και το μετρό, αντίστοιχα. Οι συγκεντρώσεις στα μικροπεριβάλλοντα ήταν 147 μg.m -3, 155 μg.m -3, 142 μg.m -3 και 79 μg.m -3, για το σταθμό, τo λεωφορείo, το ταξί και τρένο, αντίστοιχα. Οι συγκεντρώσεις αυτές βρέθηκαν κοντά σε αυτές της Guangzhou, αλλά υψηλότερες σε σύγκριση με τα αποτελέσματα στο Λονδίνο, Σύδνεϋ, Φλωρεντία, 85

104 κλπ. Η συνδυασμένη επίδραση της έκθεσης, της συγκέντρωσης, του χρόνου ταξιδιού και του ρυθμού εισπνοής, οδήγησαν σε διαφορετικές σχέσεις των δόσεων εισπνοής σε σύγκριση με εκείνες των συγκεντρώσεων έκθεσης. Οι δόσεις εισπνοής ήταν 54,5 μg, 45,2 μg, 29,2 μg, 28,6 μg και 12,8 μg για την ποδηλασία, το περπάτημα, το λεωφορείο, το μετρό και το ταξί αντιστοίχως. Οι δόσεις εισπνοής εσωτερικά στο λεωφορείο, ταξί και μετρό ήταν πολύ υψηλότερες από ότι εξωτερικά. 4) Η μελέτη των Akhil Kadiyala et al., 2012, υιοθέτησε μια προσέγγιση δύο σταδίων για την ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας με σκοπό τον προσδιορισμό και την κατάταξη των σημαντικότερων παράγοντων που επηρεάζουν τα αιωρούμενα σωματίδια (PM) στα οχήματα. Πρώτον, οι σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την παρακολούθηση PM στα οχήματα εντοπίστηκαν με τη χρήση μεθόδων πολλαπλής παλινδρόμησης, λαμβάνοντας υπόψη διάφορους παράγοντες (μετεωρολογία, εσωτερικές πηγές, εξαερισμός), που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ποιότητα του αέρα στο εσωτερικό των οχημάτων. Στο όχημα, οι αριθμητικές συγκεντρώσεις των PM και UFP επηρεάστηκαν κυρίως από τις μηνιαίες / εποχιακές αλλαγές. Αντίστοιχα, η ορατότητα και τα PM2.5 επηρεάζουν επιπρόσθετα τα UFP σωματίδια. Δυστυχώς στην εργασία δεν παρατίθενται τιμές των συγκεντρώσεων των διαφόρων κατηγοριών σωματιδίων, αλλά μόνο η σχετική συνεισφορά τους. Πίνακας 7.5 Αιωρούμενα σωματίδια σε μέσα μεταφοράς Περιοχή μελέτης Κορέα, Ασία Δειγματολήπτες όγκου αέρα MINIVOL-TAS (AirMetrics Co., Oregon, US) με φίλτρα συλλογής (Pure Quartz Filter, 47 mm, Whatman Inc., New Jersey) Κορέα, Ασία Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης / διασποράς ενέργειας INDOOR INDOOR PM2.5 PM10 (μg.m -3 ) (μg.m -3 ) 66,2 116 Χημική ανάλυση Αναφορές Ki-Hyun Kimet al. (2012) Hae-Jin Junget al. (2012) 86

105 ακτίνων-χ φασματομετρία (SEM / EDX), PM1.0 (μg.m -3 ) Κίνα, Ασία DustTrak_ dust monitors 147 (λεωφορείο) 145 (περπάτημα) 140 (ποδήλατο) 139 (ταξί) Qi Yu et al. (2012) 122 (μετρό) 7.7 Αιωρούμενα σωματίδια σε μουσεία 1) Ο σκοπός της μελέτης των D. Saraga et al., 2011, ήταν να προσδιορίσει τις κύριες πηγές που συμβάλλουν στη ρύπανση του αέρα σε τρεις εσωτερικούς χώρους με διαφορετική χρήση: ένα μουσείο, μια βιομηχανία - τυπογραφείο και ένα γραφείο. Για το σκοπό αυτό, καταγράφηκαν σωματίδια (TSP, PM10, PM2.5), ανόργανοι ρύποι (NOx, SO 2, Ο 3 ), οργανικές ενώσεις και φορμαλδεΰδη. Οι παράγοντες όπως το είδος των δραστηριοτήτων στους κλειστούς χώρους, οι εκπομπές από τον υφιστάμενο εξοπλισμό, ο αριθμός των χρηστών, ο ρυθμός εξαερισμού και το εξωτερικό υπόβαθρο ποικίλουν ουσιαστικά μεταξύ των τριών τύπων κτιρίων. Οι μέσες τιμές των PM2.5 (151 μg.m -3 ) ήταν οι υψηλότερες και καταγράφηκαν στο τυπογραφείο. Η φορμαλδεΰδη παρουσίασε την υψηλότερη τιμή συγκέντρωσης στο μουσείο (50,5 μg.m -3 ). Το Ο 3 μετρήθηκε να έχει την υψηλότερη συγκέντρωση στο γραφείο των μη καπνιστών (238 μg.m -3 ), ενώ η χαμηλότερη βρέθηκε στο τμήμα του τυπογραφείου (11,0 μg.m -3 ). Η θέση των των κτιρίων φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο. Επιπλέον, το όζον παρουσίασε χαμηλά επίπεδα στο τυπογραφείο και το μουσείο (αστική περιοχή) και σχετικά υψηλότερα επίπεδα στο γραφείο (προαστιακή περιοχή). 2) Η συσχέτιση μεταξύ της έκθεσης σε εσωτερικούς χώρους σε αιωρούμενα σωματίδια (PM) και της καταστροφής των πολιτιστικών θησαυρών ενδιαφέρει σημαντικά τους συντηρητές μουσείων, (Daher et al., 2011). Η φθορά στον πίνακα "Μυστικός Δείπνος", 87

106 ένα πιο διάσημα έργα τέχνης του Λεονάρντο Ντα Βίντσι, απο PM, προκάλεσε σημαντική ανησυχία, δεδομένου ότι ήταν τοποθετημένος σε τράπεζα στο κέντρο του Μιλάνο, μία από τις πιο ρυπασμένες πόλεις της Ευρώπης. Για την εκτίμηση του κινδύνου αυτού, πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία ενός έτους σε εσωτερικούς και εξωτερικούς χώρους σε θέσεις έργων ζωγραφικής και ταυτόχρονα συλλέχθηκαν δείγματα PM2.5 και PM Τα ευρήματα έδειξαν ότι οι συγκεντρώσεις των σωματίδιων PM2.5 και PM μειώθηκαν στους εσωτερικούς χώρους κατά 88 και 94% σε ετήσιο μέσο όρο, αντιστοίχως. Η μεγάλη αυτή μείωση οφείλεται κατά κύριο λόγο στην αποτελεσματικότητα του συστήματος εξαερισμού που βοήθησε στην απομάκρυνση των σωματιδίων. Επιπλέον, τα επίπεδα των PM2.5 κυριαρχούν εσωτερικά, με επικρατέστερα αυτά της οργανικής ύλης. 3) Στη δεκαετία του 1970 (Anaf et al., 2012) στο Εθνικού Μουσείο κεραμιδιών, στη Λισαβόνα, το κτίριο κλείστηκε με υαλοπίνακες τόσο το ισόγειο όσο και ο πρώτος όροφος. Παρά το γεγονός ότι αυτό το έργο προστατεύει τη μουσειακή συλλογή από τους ρύπους του ατμοσφαιρικού αέρα, παρέμειναν μικρά ανοίγματα μεταξύ των υαλοπινάκων ώστε να δημιουργηθεί ένας ημιυπαίθριος διάδρομος. Οι επιδράσεις των υαλοπινάκων στην ποιότητα του εσωτερικού αέρα αξιολογήθηκαν σε μια συγκριτική μελέτη παρακολούθησης της συγκέντρωσης των αερομεταφερόμενων σωματιδίων και της έκτασης της εναπόθεσης σωματιδίων στον κλειστό διάδρομο, καθώς και μέσα στο κτιρίο του μουσείου. Η σύγκριση της αναλογίας Ι/Ο των συγκεντρώσεων των αερομεταφερόμενων σωματιδίων έδειξε υψηλό φυσικό ρυθμό εξαερισμού στον κλειστό διάδρομο καθώς και στο κτίριο του μουσείου. Η αποτελεσματικότητα των υαλοπινάκων για την προστασία της μουσειακής συλλογής συζητείται. Πίνακας 7.6 Αιωρούμενα σωματίδια σε μουσεία Περιοχή μελέτης INDOOR PM2.5 INDOOR PM10 Αναφορές (μg.m -3 ) (μg.m -3 ) Ελλάδα, Ευρώπη European standard methods EN and EN respectively. samplers (Derenda LVS3.1/PMS3.1-15) 151 D. Saraga et al. (2011) 88

107 Ιταλία, Ευρώπη Sioutas personal cascade impactor samplers (Sioutas PCIS, SKC Inc., Eighty Four, PA11) Πορτογαλία, Ευρώπη 1,7-4.9 Nancy Daher et al. (2011) MS&TTM impactors (Air Diagnostics and Engineering Inc., Harrison, ME, USA) on Teflon membrane filters (TK15-G3M, Pall, Ann Arbor, MI, USA). gravimetric analysis on a micro-balance (MX5, Mettler Toledo, Columbus, OH, USA). 30 Willemien Anaf et al. (2012) 7.8 Αιωρούμενα σωματίδια σε δημόσιους χώρους 1) Το παθητικό κάπνισμα ευθύνεται για ένα σημαντικό ποσοστό θανάτων. Παρά το γεγονός ότι οι υφιστάμενοι νόμοι απαγορεύουν το κάπνισμα στο εσωτερικό δημόσιων και άλλων κατηγοριών κτιρίων, στη Σρι Λάνκα, το επίπεδο συμμόρφωσης είναι άγνωστο. Στην μελέτη των Sumal Nandasena et al., 2012, μετρήθηκαν PM2.5 σε 20 δημόσιους χώρους στο Κολόμπο, Σρι Λάνκα με τη βοήθεια προσωπικού μετρητή σωματιδίων. Επιλέχθηκαν διαφορετικοί τύποι επιχειρήσεων (μπαρ, καφετέρια, και χώρος υποδοχής κολυμβητηρίου). Εξετάστηκαν μόνο τα μέρη όπου το κάπνισμα επιτρεπόταν. Η μέση εσωτερική συγκέντρωση PM2.5 κυμάνθηκε μεταξύ 33 έως 299 μg.m -3. Η μέση εξωτερική συγκέντρωση PM2.5 κυμάνθηκε από 18 έως 83 μg.m-3. Η αναλογία Ι/Ο των PM2.5 κυμάνθηκε από 1,05-14,93 μg.m -3. Σε όλους τους εσωτερικούς χώρους, τα επίπεδα των PM2.5 βρέθηκαν υψηλότερα από τα πρότυπα όρια. Όλοι οι εσωτερικοί χώροι εμφάνισαν υψηλότερα επίπεδα PM2.5 ως προς το εξωτερικό περιβάλλον τους. 2) Η προσωπική έκθεση σε σωματίδια PM2.5 όπως έχει δείξει η μελέτη των Soogil Lim et al., 2012, επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να προσδιορίσει την επίδραση της δραστηριότητας και τη συμβολή κάθε 89

108 μικροπεριβάλλοντος στην προσωπική έκθεση σε PM2.5. Για 10 διαφορετικές πληθυσμιακές ομάδες της Σεούλ, με βάση τα πρότυπα των δραστηριότητων στην Κορέα, μετρέθηκαν ημερησίως προσωπικές εκθέσεις σε PM2.5 σε διάφορα μικροπεριβάλλοντα. Στην ενότητα αυτή αναφέρεται μόνο ένα μπαρ και ένας οίκος ευγηρίας, δεδομένου ότι οι λοιπές κατηγορίες εσωτερικών χώρων εξετάζονται σε άλλες ενότητες. Ο μέσος όρος της προσωπικής έκθεσης σε PM2.5 ήταν 19,8 μg.m -3. Ο μέσος όρος ατομικής έκθεσης της κάθε ομάδας πληθυσμού κυμάνθηκε από 9,8 έως 43,1 μg.m -3. Υψηλές συγκεντρώσεις παρατηρήθηκαν στο μπαρ. Τέτοιες υψηλές συγκεντρώσεις οφείλονται στο παθητικό κάπνισμα. Το επίπεδο ρύπανσης του εσωτερικού χώρου των διαφόρων μικροπεριβάλλοντων είχε τη μεγαλύτερη συνεισφορά στην προσωπική έκθεση. Οι συνεισφορές στην προσωπική έκθεση από τους εσωτερικούς χώρους, τους μη οικιακούς χώρους, της μεταφοράς και των εξωτερικών χώρων ήταν 36,2%, 53,4%, 6,7%, και 3,7%, αντίστοιχα. Πίνακας 7.7 Αιωρούμενα σωματίδια σε δημόσιους χώρους Περιοχή μελέτης Σρι Λάνκα, Ασία Model AM510 SIDEPAK Personal Aerosol Monitor INDOOR PM2.5 (μg.m -3 ) Αναφορές Sumal Nandasena et al. (2012) Κορέα, Ασία real-time photometric aerosol monitor (SidePak TSI model AM510) 12,3-69,4 Soogil Lim et al. (2012) 90

109 7.9 Αιωρούμενα σωματίδια σε λατρευτικούς χώρους 1) Εσωτερική ποιότητα του αέρα σε τζαμιά κατά τη διάρκεια της προσευχής μπορεί να προκαλέσει ανησυχία ως προς τις ευαίσθητες / ευπαθείς ομάδες του πληθυσμού. Ωστόσο, τα εσωτερικά επίπεδα των δυνητικά τοξικών ρύπων του εσωτερικού αέρα σε τζαμιά δεν έχουν ποτέ αναφερθεί στην βιβλιογραφία. Η μελέτη των Yılmaz Ocak et al., 2012, μέτρησε τις συγκεντρώσεις των PM σε τζαμί την Παρασκευή, όταν η μεσημεριανή προσευχή συγκεντρώνει υψηλή προσέλευση. Ο αριθμός των σωματιδίων και οι συγκεντρώσεις του CO 2 μετρήθηκαν σε εννέα ημέρες δειγματοληψίας σε τρεις διαφορετικές φάσεις: πριν, κατά τη διάρκεια, και μετά την προσευχή και με τρία διαφορετικά προγράμματα καθαρισμού: σκούπισμα με ηλεκτρική σκούπα μία εβδομάδα πριν, μια μέρα πριν, και το πρωί της προσευχής. Επιπλέον, μετρήθηκαν οι ημερήσιες συγκεντρώσεις των PM2.5. Οι αριθμητικές συγκεντρώσεις σε PM διάμετρου μεγέθους , , και> 5,0 μm, σε όλες τις φάσεις των μετρήσεων πριν, κατά τη διάρκεια, και μετά την προσευχή και με τρία διαφορετικά προγράμματα καθαρισμού ήταν μέγιστες στις πιο πολυσύχναστες μέρες. Οι χαμηλότερες αριθμητικές συγκεντρώσεις σε δύο από τις τρεις κλίμακες μεγέθους σημειώθηκαν όταν το καθάρισμα με ηλεκτρική σκούπα πραγματοποιήθηκε μια ημέρα πριν την προσευχή. Οι συγκεντρώσεις των PM2.5 (τετράωρα δείγματα που ενσωματώνονται πριν, κατά τη διάρκεια, και μετά την προσευχή), ήταν συγκρίσιμες με αυτές των λοιπων εσωτερικών χώρων που αναφέρονται στη βιβλιογραφία. 2) Η καύση των κεριών και το θυμίαμα δημιουργούν αιωρούμενα σωματιδία (PM), που συμβάλλουν στην κακή ποιότητα εσωτερικού αέρα και μπορεί να να προκαλέσουν πνευμονικά προβλήματα. Στη μελέτη των Hsiao-Chi Chuang et al. 2012, συλλέχθηκαν σωματίδια καύσης σε εκκλησία κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Επιπλέον, διερευνήθηκαν οι εκπομπές πέντε κατηγοριών κεριών και δύο τύπων λιβανιού σε θάλαμο καύσης. Μετρήσεις σε πραγματικό χρόνο των PM έδειξαν ότι τα επίπεδα 91,6 μg.m -3 για τα PM10 και 38,9 μg.m -3 για τα PM2.5, υπερβαίνουν τις κατευθυντήριες γραμμές της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΚ/50/2008) για την ποιότητα του εσωτερικού αέρα. Επιπλέον, η καύση στον θάλαμο δοκιμών, χρησιμοποιώντας τις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες, έδειξε ότι οι εκπομπές από την καύση λιβανιού, τόσο για τα ΡΜ10 (490,6-587,9 μg.m -3 ) όσο και για τα PM2.5 (290,1-417,2 μg.m -3 ) ξεπέρασαν εκείνη των κεριών. Ιδιαίτερα, οι εκπομπές των PM2.5 έδειξαν ότι η έκθεση σε σημαντικές ποσότητες των PM του λιβανιού μπορούσε να οδηγήσει σε μεγαλύτερο κίνδυνο δημιουργώντας οξειδωτικά σύμπλοκα στο DNA (κατά 27,4 έως 32,8 φορές) 91

110 από ό, τι τα PM καπνού. Η παραγωγή και η επακόλουθη εισπνοή των PM κατά τη διάρκεια των θρησκευτικών τελετών μπορεί να έχει σημαντικούς κινδύνους όσον αφορά στις επιπτώσεις στην υγεία του αναπνευστικού συστήματος. Πίνακας 7.8 Αιωρούμενα σωματίδια σε λατρευτικούς χώρους Περιοχή μελέτης Τουρκία, Ασία Οπτικός απαριθμητής λέϊζερ αιωρουμένων σωματιδίων Harvard impactor (SP 280E, Air Diagnostics and Engineering Inc.) (CliMet CI-450) INDOOR PM2.5 (μg.m -3 ) INDOOR PM10 (μg.m -3 ) Αναφορές Yılmaz Ocak et al. (2012) Ουαλλία, Ευρώπη Ηλεκτρικός impactor χαμηλής πιέσεως (ELPI) για τη συλλογή σωματιδίων και μετρήσεις ζύγισης. Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης πεδίου (FE-SEM) για τη διερεύνηση της μορφολογίας των σωματιδίων που συλλέχθηκαν με το ELPI 290,1-417, ,9 Hsiao-Chi Chuang et al. (2012) 7.10 Αιωρούμενα σωματιδια σε κτηνοτροφικές μονάδες (ορνιθοτροφεία χοιροστάσια) 1) Oι υψηλές συγκεντρώσεις των εσωτερικών ατμοσφαιρικών ρύπων σε ορνιθοτροφεία μπορεί δυνητικά να επηρεάσει την υγεία των εργαζομένων, την καλή κατάσταση των ζώων και την παραγωγικότητα. Η εργασία των Ji-Qin Ni et al., 2012, που πραγματοποιήθηκε σε μια ενιαία φάρμα στην Ινδιάνα των ΗΠΑ παρουσιάζει τα αποτελέσματα διετούς έρευνας της συνεχούς παρακολούθησης των συγκεντρώσεων αμμωνίας (ΝΗ 3 ), διοξεδίου του άνθρακα (CO 2 ), του υδροθείου (H 2 S) και αιωρούμενων σωματιδίων (PM). Οι συγκεντρώσεις των PM10 βρέθηκαν ίσες με και μg.m-3 σε MB για τα PM10. Τα ορνιθοτροφεία, βάσει του 92

111 εξοπλισμού απομάκρυνσης των περιττωμάτων των πτηνών κατατάσονται στα manurebelt (ΜΒ) και στα high-rise (HR). Στα HR βρέθηκαν υψηλότερες συγκεντρώσεις ΝΗ 3, και χαμηλότερες για CO 2, H 2 S και PM10. Οι συγκεντρώσεις των ρύπων στον αέρα εσωτερικά του ορνιθοτροφείου επηρεάζονται από την εξωτερική θερμοκρασία, τον αερισμό, την κατάσταση του πτηνού αλλά και τον αερισμό. 2) Στην μελέτη των Nele Van Ransbeeck et al., 2012, ο στόχος ήταν να συλλεχθούν ένα μεγάλο σύνολο δεδομένων που αφορά στις συγκεντρώσεις τόσο σε εσωτερικούς ρύπους όσο και σε υπολογισμούς των συντελεστών εκπομπής των αιωρούμενων σωματιδίων, και να γίνει μια λεπτομερή ανάλυση των χρονικών και χωρικών μεταβολών των PM, και έτσι να αναπτύχθεί μια στρατηγική μέτρησης για χοιροτροφικές εγκαταστάσεις πάχυνσης. Eλήφθησαν δείγματα από διαφορετικά κλάσματα PM και καταγράφηκαν και οι περιβαλλοντικές παράμετροι (π.χ., θερμοκρασία και σχετική υγρασία) σε συνεχή βάση. Εντός του χοιροστασίου βρέθηκαν σημαντικές συγκεντρώσεις PM, με διακυμάνσεις τους αναλόγως της θέσης (19 σημεία δειγματοληψίας) σε ποσοστά 6, 4 και 12% για PM1, PM2.5 και PM10, και λόγω ημερήσιας μεταβολής σε ποσοστά 29, 65 και 58%, ενώ σε όλη την περίοδο πάχυνσης ήταν 65, 31 και 31% για PM1, PM2.5 και PM10, αντίστοιχα. Πίνακας 7.9 χοιροστάσια) Αιωρούμενα σωματίδια σε κτηνοτροφικές μονάδες (ορνιθοτροφεία και Περιοχή μελέτης INDOOR PM2.5 INDOOR PM10 Αναφορές (μg.m -3 ) (μg.m -3 ) Ινδιάνα, Η.Π.Α. Tapered Element Oscillating Microbalances (TEOM), Ji-Qin Ni et al. (2012) Βέλγιο, Ευρώπη Grimm spectrometers (Grimm Aerosol Technik GmbH & Co. KG, Ainring, Germany) Nele Van Ransbeeck et al. (2012) 93

112 Ιταλία, Ευρώπη two identical instruments (HAZ DUST-EPAM 5000), which combine the traditional gravimetric technique with the socalled near-forward light scattering 48-2 Annamaria Costa et al. (2012) 7.11 Αιωρουμενα σωματιδια σε βιομηχανία 1) Σε μελέτη που διεξήχθη στην Τουρκια το 2012, μετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις των PM2.5, το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και οι πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs) στον αέρα των εσωτερικών χώρων του τμήματος παραγωγής της εργοστασίου μετάλλου, (Sahin & Kurutaş, 2011). Η μέση ημερήσια συγκέντρωση PM2.5 κυμάνθηκε μεταξύ 86,3 και 404,9 μg.m -3. Η απομόνωση των μηχανών παρασκευής μείωσε τη συγκέντρωση των PM2.5 από 2,5 και 8,8 φορές. Στα επτά σημεία μέτρησης, οι καθημερινές συγκεντρώσεις κυμαίνονταν από 576,7 έως 623,4 ppm για CO 2, 0,8 έως 15,8 ppm για το CO, και από 0 έως 0,58 ppm για τα VOCs, αντιστοίχως. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας αναφέρει ότι οι οριακές τιμές που ορίζονται για την ποιότητα του εσωτερικού αέρα πρέπει να είναι μικρότερες από εξωτερικές οριακές τιμές. Οι συγκεντρώσεις PM2.5 έδειξαν συμμόρφωση με τα πρότυπα της επαγγελματικής Ασφάλειας και Υγείας OSHA (5.000 μg.m -3 ), ενώ υπερέβαιναν τα πρότυπα (καθημερινός μέσος όρος ίσος με 35 μg.m -3 ) που καθορίζονται από τον WHO για τη δημόσια υγεία. Πίνακας 7.10 Αιωρούμενα σωματίδια σε βιομηχανία Περιοχή μελέτης Τουρκία, Ασία Καταγραφέας διάχυσης φωτός MIE DataRAM 2000 (manufactured Thermo Inc., USA) Φορητός καταγραφέας αερολυμάτων pdr 1200 (manufactured Thermo Inc., USA). INDOOR PM2.5 (μg.m -3 ) 86,3-404,9 Αναφορές Sahin & Kurutaş (2011) 94

113 8. Συγκεντρωτικά αποτελέσματα Παρακάτω παρατίθενται συγκριτικά ραβδογράμματα της εκτίμησης των αριθμητικών συγκεντρώσεων ή των συγκεντρώσεων μάζας των PM2.5, PM10, PM1 αιωρούμενων σωματιδίων ανάλογα με την περίπτωση, για τον κάθε τύπο εσωτερικού χώρου και για τις διαφορετικές περιοχές και ηπείρους που εξετάστηκαν απο τις μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. Για τις κατοικίες Σχήμα 8.1 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τον τύπο κτιρίων κατοικίες με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 95

114 Για τα σχολεία και σχολικά γυμναστήρια Σχήμα 8.2 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τον τύπο κτιρίων σχολείασχολικά γυμναστήρια με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 96

115 Σχήμα 8.3 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των ΡΜ 10 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τον τύπο κτιρίων σχολείασχολικά γυμναστήρια με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 97

116 Για τα γραφεία Σχήμα 8.4 Ραβδόγραμμα κατανομής των αριθμητικών συγκεντρώσεων των UFP σε γραφεία της Γερμανίας, κατά την διάρκεια της εκτύπωσης και πρίν, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 98

117 Σχήμα 8.5 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των PM 2.5 και PM 10 σε γραφεία της Γερμανίας, κατά την διάρκεια της εκτύπωσης και πρίν, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 99

118 Για τα εστιατόρια Σχήμα 8.6 Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε διαφορερικές περιοχές και ηπείρους, για τον τύπο κτιρίων εστιατόρια με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 100

119 Σχήμα 8.7 Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε εστιατόρια στην Κορέα, για τους 3 διαφορετικούς τρόπους μαγειρέματος με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 101

120 Για τους λατρευτικούς χώρους Σχήμα 8.8 Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε τζαμι στη Τουρκία και εκκλησία στην Ουαλλία, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 102

121 Για τα μέσα μεταφοράς Σχήμα 8.9 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζας συγκεντρώσεων των ΡΜ 1.0 από μετρήσεις προσωπικών μετρητών στην Κίνα, για 5 διαφορετικούς τρόπους μεταφοράς, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 103

122 Σχήμα 8.10 Ραβδόγραμμα κατανομής των κατά μάζα συγκεντρώσεων των ΡΜ 1.0 ΡΜ 2.5 και ΡΜ 10 σε μετρό στην Σεούλ (Κορέα) με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 104

123 Για τα μουσεία Πίνακας 8.1 Ενδεικτικές τιμές των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 σε μουσείο της Αθήνας, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. Σχήμα 8.11 Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 και PM 10 πριν και μετά την χρήση υαλοπινάκων απομόνωσης του εσωτερικού χώρου σε μουσείο της Πορτογαλλίας, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 105

124 Σχήμα 8.12 Ραβδόγραμμα κατανομής των συγκεντρώσεων των ΡΜ 2.5 και PM 10 πριν και μετά την χρήση φίλτρου κατακράτησης αιωρούμενων σωματιδίων ΗΕPA, σε μουσείο του Μιλάνου, για τον εξωτερικό και τον εσωτερικό χώρο, με βάση τις εξεταζόμενες μελέτες της διεθνούς βιβλιογραφίας. 106