Βαρβαγιάννης Γιώργος Μηχανολόγος Μηχανικός Τηλ.:9629-142 Fax:9603-725 e-mail: leon@gvarv.gr Internet Home-page:www.gvarv.gr Ποιότητα αέρα εσωτερικών χώρων 1 Εισαγωγή Δεν είναι καθόλου λίγοι όλοι εκείνοι που με ρωτούν, αντιμετωπίζοντάς με ως ειδικό, γύρω από το φλέγον θέμα της δημιουργίας μικροβίων, μικροοργανισμών ή βακτηριδίων κάτω από τα συστήματα κλιματισμού και δη των ψυκτικών μηχανημάτων γνωστών στο πανελλήνιο ως «κλιματιστικών». Θεωρώντας τον εαυτό μου ως μη ειδικό (δεν είμαι λοιμωξιολόγος και δεν έχω καμία σχέση με την μικροβιακή Ιατρική) αλλά ταυτόχρονα υποχρεωμένο να απαντήσει μιας και ασχολούμαι με την ψύξη-θέρμανση και τον κλιματισμό, ανέτρεξα στα Handbooks της ASHRAE της οποίας είμαι μέλος, βρήκα αντίστοιχη αρθρογραφία και έπαιξα τον ρόλο του μεταφραστή όσο πιστότερα μπορούσα. Πρόσθεσα και κάποια σχόλια που ξεκαθαρίζουν περισσότερο κάποιες δυσνόητες έννοιες για τον κοινό αναγνώστη αλλά και άλλα που μεταφέρουν την Αμερικανική οπτική γωνία στα δικά μας. Σωματίδια ή μικροοργανισμοί που απαντώνται στον αέρα του δωματίου μας BIOAEROSOLS Τα bioaerosols είναι μικροβιακά σωματίδια που εισάγονται μέσα στον αέρα του περιβάλλοντος και προέρχονται από μικρόβια, βακτηρίδια, μύκητες, πρωτόζωα, mites, pollen, και των κυτταρικών ή κυτταρώδους μάζας στοιχείων τους. Τα bioaerosols απαντώνται οπουδήποτε στον εσωτερικά ή εξωτερικά περιβάλλοντα χώρο. Στο παρελθόν δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή στους σαπροφυτικούς μύκητες (τροφοδότες που προέρχονται από την νεκρή οργανική ύλη), πιθανόν λόγω της πληθώρας των δειγμάτων και των αναλυτικών μεθόδων των μικροοργανισμών αυτού του τύπου. Ιοί rickettsia, χλαμύδια πρωτόζωα, και πολλοί παθογονικοί μύκητες και βακτηρίδια είναι περισσότερο δύσκολο να καλλιεργηθούν και για τον λόγο αυτόν δείγματα αέρα αυτού του τύπου των ρύπων έχουν λιγότερο αναλυθεί. 1 Σχεδόν όλες οι παράγραφοι του κειμένου αυτού εκτός των υποσημειώσεων είναι μετάφραση από το Fundamentals handbook (έκδοση 1993) της ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers) της οποίας είμαι μέλος. Υπάρχουν επίσης κομμάτια κειμένου και από το Applications handbook της ASHRAE έκδοση 1995. Η μετάφραση, η δομή του κειμένου έτσι όπως διαμορφώθηκε, οι υποσημειώσεις και κάποιες σημειώσεις με το ενδεικτικό Σ.Σ, είναι ευθύνη δική μου. Για την μετάφραση επίσης θα ήθελα να προσθέσω ότι όπου υπήρχαν ορολογίες που ξέφευγαν από τα δικά μου επιστημονικά όρια, προτίμησα να μην τις μεταφράσω αλλά να τις παραθέσω με την Αμερικανική ορολογία τους. -1-
Πηγές και εστίες των bioaerosols Οι μικροοργανισμοί αναλύουν τα σύνθετα μόρια της νεκρής οργανικής ύλης και ανακυκλώνουν τις ανόργανες ουσίες και τα μακρομόρια σε απλές ενώσεις όπως διοξείδιο του άνθρακος, νερό και νιτρικά άλατα. Αυτά τα στοιχεία με την σειρά τους χρησιμοποιούνται από τα φυτά. Κατ αυτόν τον τρόπο η παρουσία σαπροφυτικών βακτηριδίων και μυκήτων στο έδαφος και στην ατμόσφαιρα θεωρείται κανονική και αναμενόμενη. Για παράδειγμα τα αυγά του Cladosporium ενός μύκητα που συνήθως απαντάται στα σάπια λαχανικά, απαντώνται επίσης και στον εξωτερικό αέρα. Τα αυγά του μύκητα αυτού απαντώνται και στον εσωτερικό αέρα, σε βαθμό εξαρτώμενο από την εισαγωγή εξωτερικού αέρα μέσα στους χώρους από τις σχισμές των κουφωμάτων ή από το σύστημα εξαερισμού. Βακτηρίδια που είναι σαπροφυτικά στο ανθρώπινο δέρμα (σταφυλόκοκκος) και μικρόβια (Influenza Α) τα οποία ευθύνονται στην ανάπτυξη παρασιτικών οργανισμών στο σύστημα α- ναπνοής, διαδίδονται από τον άνθρωπο και είναι αναμενόμενη η παρουσία τους στον εσωτερικό χώρο. Αν και η ύπαρξη των μικροοργανισμών είναι φυσιολογική στον εσωτερικό χώρο, η παρουσία υπερβολικής υγρασίας στον αέρα του χώρου αλλά και τροφής σε ειδικά σημεία αυτού 2 όπως στα εσωτερικά κοιλώματα τοίχων, εσοχών κλπ ενισχύει την ανάπτυξη ορισμένων μικροβιακών παραγόντων σε επίπεδα τέτοια ώστε το περιβάλλον του εσωτερικού χώρου να θεωρείται μικροβιακά έξω από τα φυσιολογικά όρια. Συγκεκριμένοι τύποι υ- γραντήρων (Σ.Σ κεντρικά συστήματα κλιματισμού με αεραγωγούς), συστήματα ψεκασμού ύδατος και πορώδεις υγρές επιφάνειες (Σ.Σ μούχλες κλπ) μπορούν να αποβούν εστίες συγκέντρωσης και ανάπτυξης μυκήτων βακτηριδίων κλπ. Εστίες συγκέντρωσης μικροβίων επίσης είναι συνήθως τα σημεία που περνά με μεγάλη ταχύτητα ο αέρας (Σ.Σ στόμια μονάδων κλιματισμού ή σημεία φυσικών εξαερισμών) μέσω του οποίου τα μικρόβια αυτά μπορούν να εισέλθουν στον εσωτερικό χώρο. Επίδραση των bioaerosols στην υγεία Η παρουσία των μικροοργανισμών στον περιβάλλον του δωματίου μπορεί να προξενήσει μολυσματικές ασθένειες ή αλλεργικά σύνδρομα ή και τα δύο. Αναφέρουμε μερικές περιπτώσεις αρχίζοντας από τις ηπιότερες μορφές επίδρασης στον άνθρωπο. Μερικοί μικροοργανισμοί κάτω από ειδικές συνθήκες είναι δυνατόν να παράγουν πτητικές ενώσεις οι οποίες προκαλούν δυσοσμία ή ερεθισμούς, κατ αυτόν τον τρόπο φθάνουμε σε αυτό που καλούμε κτηριακό σύνδρομο αδιαθεσίας (sick building syndrome). Οι μικροοργανισμοί μπορούν να δημιουργήσουν στον εσωτερικό χώρο των κτηρίων ασθένειες προσβάλλοντας το ανοσοποιητικό σύστημα. Είναι πιθανόν λοιπόν να εμφανισθούν αλλεργικές ασθένειες του αναπνευστικού συστήματος εξ αιτίας της εισπνοής σωματιδίων που περιέχουν μικροοργανισμούς ή τα στοιχεία αυτών όπως τα αυγά τους, ένζυμα, ή cell wall fragments. Πολυάριθμες περιπτώσεις ασθενειών του αναπνευστικού 2 Τα «κλιματιστικά» καθώς και τα fan-coils έχουν μία λεκανίτσα συγκέντρωσης συμπυκνωμάτων που εξ αυτής ρέουν αυτά προς τα έξω. Η λεκανίτσα αυτή ως έχουσα νερό μετατρέπεται σε ιδανικό χώρο έλξης διαφόρων εντόμων που βρίσκουν κρυψώνα, νερό και τροφή εκ των περιττωμάτων ή των υπολοίπων μικρότερων εντόμων. Οι λεκανίτσες αυτές πρέπει να καθαρίζονται μία φορά τον χρόνο οπωσδήποτε. Οι τελευταίες πρακτικές καθαρισμού μέσω της χρήσης χημικών ουσιών με φέρνουν σε δύσπιστη θέση. Ο καθαρισμός είναι εύκολος και αρκεί ένα βρεγμένο wetex. Η μόνη δυσκολία είναι ότι κάποιος πρέπει να ανεβεί ψηλά και βγάζοντας το εξωτερικό κάλυμμα να έλθει σε επαφή με τη λεκανίτσα αυτή που βρίσκεται στο κάτω μέρος του μηχανήματος. Όσο για το εξωτερικό μηχάνημα (αν πρόκειται για «κλιματιστικό») οιαδήποτε φροντίδα αυτού δεν έχει να κάνει με το θέμα της υγείας που συζητάμε (εκτός αν το χρησιμοποιούμε πολύ και στη θέρμανση). Έχει να κάνει με την καλή και οικονομική λειτουργία αυτού του ίδιου του μηχανήματος. -2-
συστήματος (υγρός πυρετός, πνευμονική ευαισθησία), έχουν αναφερθεί από άτομα που έχουν προσβληθεί, με οξέα συμπτώματα, όπως αδιαθεσία, πυρετός, σύγκρυα, δυσκολία αναπνοής και βήχας. Στα κτήρια αυτού του είδους οι ασθένειες είναι πολύ πιθανόν να προέρχονται από μικροβιακούς ρύπους τους οποίους δημιουργούν τα συστήματα κλιματισμού μέσω των στοιχείων αυτών όπως υγραντήρες, συστήματα ψεκασμού νερού ή άλλων μηχανισμών του συστήματος οι οποίοι έχουν υποστεί βλάβες εξ αιτίας πολύχρονης παραμονής ύδατος σε αυτούς 3. Τα άτομα που έχουν προσβληθεί αναρρώνουν ύστερα από αρκετά μεγάλη περίοδο απουσίας από τα εν λόγω κτήρια σε αντίθεση με εκείνα που έχουν προσβληθεί από το κτηριακό σύνδρομο αδιαθεσίας (sick building syndrome) των οποίων η ανάρρωση επιτυγχάνεται σε σχετικά βραχεία περίοδο απουσίας. Από τις μολυσματικές ασθένειες αναφέρουμε: Λεγιονέλωση Η λεγιονέλωση αναφέρεται σε δύο διακεκριμένους τύπους ασθένειας (αρρώστια του λεγεωνάριου και Pontiac πυρετό). Η αρρώστια του λεγεωνάριου είναι σύνθετου τύπου που περιλαμβάνει πνευμονία με θνησιμότητα της τάξης του 15%. Κρίνεται α- παραίτητη η εισαγωγή του ασθενούς στο νοσοκομείο και η θεραπεία του με αντιβίωση. Πρόσφατα ανακαλύφθηκε το βακτηρίδιο Legionella pneumophila που συνδυάσθηκε ακριβώς με τις μολυσματικές ασθένειες που αναπτύσσονται μέσα στα κτήρια. Έγινε ευρέως γνωστή και οφείλει την ονομασία της από ένα γεγονός ομαδικής ασθένειας σε ξενοδοχείο της Φιλαδέλφειας των Η.Π.Α όπου ελάβαινε χώρα η συνέλευση της Αμερικανικής λεγεώνας το 1976. Έκτοτε διάφορες έρευνες στα κλινικά ιστορικά αποκάλυψαν ότι το βακτηρίδιο αυτό ευθύνεται για πάρα πολλές περιπτώσεις και επιδημίες πνευμονίας στο παρελθόν. Ο Pontiac πυρετός είναι ηπιότερη ασθένεια και μη πνευμονικής μορφής. Η θεραπεία του γίνεται δίχως νοσοκομειακή αγωγή ή χρήσης αντιβιοτικών. Υπάρχουν 31 δείγματα και 50 ομάδες του ιού λεγιονέλας που έχουν προσδιορισθεί στις μέρες μας. Αυτά τα αρνητικού βάρους βακτηρίδια απαντώνται κανονικά και συνδυάζονται με επιφάνειες μη αλατούχων υδάτων 4. Ιδανικές συνθήκες θερμοκρασίας για την ανάπτυξη του βακτηριδίου αυτού θεωρούνται εκείνες από 27 C έως 49 C. Θερμοκρασίες πάνω από 60 C θανατώνουν τον μικροοργανισμό αυτόν. Πολλά από τα προαναφερθέντα δείγματα δεν έχουν συνδυασθεί με ανθρώπινα νοσήματα, εν τούτοις η λεγιονέλα group 1 είναι το πλέον σύνηθες βακτηρίδιο που απαντάται στην φύση και το συχνότερα αντιστοιχούμενο με ασθένεια. Εξ αιτίας του γεγονότος ότι η λεγιονέλα απαιτεί ειδική τροφή και ταυτόχρονα δεν παράγει ανθεκτικά αυγά, το βακτηρίδιο αυτό είναι πολύ δύσκολο να αναπαραχθεί μέσα στον αέρα. Εισάγεται όμως στον αέρα δια των εκνεφωμάτων του νερού μέσα σε αυτόν και μεταδίδεται στον άνθρωπο δια της εισπνοής ή κατάποσης των bioaerosols αυτών. Εκνεφώματα νερού στον αέρα δημιουργούν διάφοροι μηχανισμοί των εγκαταστάσεων κλιματισμού και μη. Από τις εγκαταστάσεις κλιματισμού για παράδειγμα, εκνεφώματα δημιουργούν οι πύργοι ψύξεως 5, οι υγραντήρες του αέρα 6 και οι συμπυκνωτές που στηρίζονται στην 3 Ως επί το πλείστον κεντρικά συστήματα με αεραγωγούς. 4 Κλειστά κυκλώματα συστημάτων ψύξης θέρμανσης με την προϋπόθεση ανοικτής δεξαμενής όπως πχ τα παλιά καζανάκια διαστολής στις οροφές των κτηρίων (αν και στην προκειμένη περίπτωση είναι ακίνδυνα διότι δεν υπάρχουν σε αυτά εκνεφώματα νερού στον αέρα όπως θα δούμε παρακάτω) ή οι λεκάνες των πύργων ψύξεως (βλ. επόμενη σημείωση). 5 Οι πύργοι ψύξεως είναι ειδικά μηχανήματα των κεντρικών εγκαταστάσεων κλιματισμού και δεν πρέπει να συγχέονται με τις κεντρικές ψυκτικές μονάδες που ψύχουν το νερό ή τον αέρα. Συνήθως τοποθετούνται στις οροφές των κτηρίων και απαντώνται σε πολύ μεγάλες εγκαταστάσεις (δημόσια κτήρια, μεγάλα ξενοδοχειακά συγκροτήματα κλπ). Από διάφορες αναλύσεις δειγ- -3-
εξάτμιση του νερού (evaporative condensers 7 ), αλλά και εκτός των εγκαταστάσεων κλιματισμού τα διάφορα διακοσμητικά σιντριβάνια 8, υδρομασάζ, χαμάμ κλπ. Η ανάπτυξη του μικροβίου αυτού σε επίπεδα υπερβολικής συγκέντρωσης οφείλεται σε πλημμελή συντήρηση των προαναφερθέντων συστημάτων. Αν και μερικές μορφές του βακτηριδίου δεν έχει αποδειχθεί ότι συνδυάζονται με ανθρώπινες ασθένειες (ίσως εξ αιτίας της σπανιότητάς του), εν τούτοις όλες οι μορφές της λεγιονέλας πρέπει να θεωρούνται εν δυνάμει παθογόνες. Οι εκδηλώσεις μολυσματικών ασθενειών στον εσωτερικό χώρο μπορεί να προέρχονται και από άλλους τύπους μικροοργανισμών όπως τα μικρόβια. Για παράδειγμα: Οι περισσότεροι των επιβατών μιας καμπίνας αεροπλάνου εμφάνισαν γρίπη διότι στην ίδια καμπίνα υπήρχε άτομο με οξέα συμπτώματα και το σύστημα εξαερισμού του αεροπλάνου δεν λειτουργούσε. Η Ιστοπλάσμωση μία μολυσματική ασθένεια προέρχεται από τον μύκητα Histoplasma capsulatum. Θεωρείται ασθένεια των κτηρίων διότι έχει εκδηλωθεί (σπανιότατα βέβαια) μεταξύ αυτών που αναλαμβάνουν τον καθαρισμό των εγκαταλελειμμένων κτηρίων και μολύνθηκαν από τα περιττώματα των νυχτερίδων, επίσης πιθανόν να μολυνθούν από τον μύκητα αυτόν εκείνοι που καθαρίζουν κοτέτσια. Γενικώς ο μύκητας αυτός προσβάλλει συνήθως άτομα που ασχολούνται με τον καθαρισμό διαφόρων περιττωμάτων ζώων ή πουλιών και δεν έχουν λάβει πρόνοια προφύλαξης της αναπνοής τους. μάτων του αέρα μάλλον φέρουν την κύρια ευθύνη ανάπτυξης και εξάπλωσης της λεγιονέλας. Τα εκνεφώματα των πύργων ψύξεως μπορούν να μεταφερθούν σε απόσταση 200 έως 300 μέτρων. Είναι προφανές ότι εάν τα στόμια των μονάδων εισαγωγής νωπού αέρα στους χώρους σχεδιάσθηκαν πλησίον αυτών τότε το ίδιο σύστημα του κλιματισμού μπορεί να μεταδώσει την ασθένεια!. Τα τελευταία χρόνια οι πύργοι ψύξεως έχουν σχεδόν καταργηθεί για αρκετούς λόγους (ένας από αυτούς είναι και η αρκετά μεγάλη για τα σημερινά δεδομένα κατανάλωση νερού από το δίκτυο πόλης). 6 Οι υγραντήρες αυτοί τοποθετούνται μέσα στους αεραγωγούς και υγραίνουν τον αέρα σε περίπτωση που η ξηρότητά του φθάσει κάτω της επιθυμητής τιμής. Οι επίφοβοι υγραντήρες είναι τύπου νερού και όχι τύπου ατμού διότι ως γνωστόν στον ατμό δεν δύναται να επιζήσει κανένας μικροοργανισμός. 7 Αυτού του τύπου συμπυκνωτές δεν συνηθίζονται στην Ελλάδα. 8 Εάν τα σιντριβάνια αυτά μολυνθούν, τότε η λεγιονέλα μπορεί να πολλαπλασιασθεί και να προξενήσει βλάβες σε όσους είναι κοντά. Το νερό που ανακυκλοφορεί πρέπει να φιλτράρεται και να καθαρίζεται με τον σωστό τρόπο. Προτείνεται συστηματική χλωρίωση ή άλλου είδους εγκεκριμένος βιολογικός καθαρισμός. Τα σιντριβάνια εσωτερικού χώρου με τις λιμνούλες δεν είναι δυνατόν να χλωριωθούν, σε αυτή την περίπτωση καλό θα είναι να ληφθεί πρόνοια ώστε το νερό να μην δημιουργείται από ψεκασμούς ή μικρούς διακοσμητικούς καταρράκτες. -4-
Μετά τα παραπάνω λογικό είναι να σκεφθεί κάποιος αν υπάρχει κάποια προδιαγραφή μέτρησης και εκτίμησης του βαθμού ρύπανσης του αέρα του εσωτερικού χώρου. Υ- πάρχει ένας εθνικός οργανισμός στις Η.Π.Α (NIOSH 9 ), όπου έχει εκδώσει έναν πίνακα τιμών ποιότητας αέρα εσωτερικών χώρων. Η μικροβιακή ρύπανση του αέρα του εσωτερικού χώρου αρχίζει να εμπνέει ανησυχίες εάν διατιμηθεί στο 5% περίπου των τιμών του πίνακα αυτού. Αυτό πιθανόν να βοηθήσει και στην κατανόηση του προβλήματος της ποιότητας του αέρα του εσωτερικού χώρου, διότι στο πεδίο αυτό δεν έχουν υπάρξει εκτεταμένες έρευνες ούτε στην επίδραση των μικροοργανισμών αυτών καθ εαυτών, ούτε και των αρκετά ενδιαφερόντων μικροβιακών πτητικών όπως ενδοτοξίνες, μυκοτοξίνες, πτητικά μη ζώντων μικροβιακών ρύπων και μικροβίων. Αρκετές πρόσφατες μελέτες συνέκλιναν στο ότι το πρόβλημα των μικροοργανισμών και των επιδράσεών τους στην ποιότητα του αέρα των εσωτερικών χώρων, παρουσιάζει πολύ μεγαλύτερο ενδιαφέρον από εκείνο που στο παρελθόν υποπτευόμασταν. Ιούλιος του 1996 Βαρβαγιάννης Γιώργος Μηχανολόγος Μηχανικός 9 National Institute of Occupational Safety and Health. -5-