Загрязнение среды обитания углекислым газом на территории мегаполиса

Одним из наиболее интересных веществ является углекислый газ. Это относительно безвредный газ по ГОСТ 12.1.007-76 относится к 4 классу опасности, он содержится в небольших количествах в составе чистого атмосферного воздуха. По данным большинства источников, его концентрация составляет примерно 0,03 % от объема (об.), то есть в 1 м3содержится 0,3 л

Наиболее частая проблема помещений - высокая концентрация углекислого газа, которая является причиной снижения работоспособности, усталости и головной боли. Превышение концентрации углекислого газа приводит также к понижению концентрации внимания, усталости, головной боли, чувству постоянного недосыпа при сне по 8-9 часов в сутки. Концентрация углекислого газа в помещении напрямую зависит от процессов жизнедеятельности человека – ведь мы его выдыхаем. Чем больше углекислого газа в воздухе, тем сложнее сосредоточиться и справиться с учебной нагрузкой. Зная об этом, власти США рекомендуют школам поддерживать уровень СО2 не выше 600 ppm. В России отметка чуть выше: ГОСТ[1] считает оптимальным для детских учреждений 800 ppm и менее. Однако на практике не только американский, но и российский рекомендуемый уровень – мечта для большинства школ.

Учитывая выше изложенное, нами проведены исследования содержания углекислого газа в непосредственной близости к гимназии и внутри школьного здания.

В здании загрязнение СО 2 окружающей среды условно можно разделить на внешнее и внутреннее.

Рядом со школой расположена крупная автомагистраль, на которой наблюдается интенсивное движение различных видов транспорта в течении суток. Исследованиями 2016 года установлено: от 611 до 949 машин/час в вечернее и дневное время, соответственно, в «час пик» до 1228 машин в час.

Результаты исследований 2017 года показали, что интенсивность движения автотранспортных средств по улице Пушкина значительно возросла: в дневное время до 1064 машин в час, а в «час пик» - до 1301. Автотранспорт стоит в постоянных «пробках», в составе выхлопных газов СО 2 составляет в зависимости от марки автомобиля от 0 до 10 объемных единиц, а в чистом воздухе - 0,034%.

Внутренне загрязнение углекислым газом связано с тем, что кабинеты редко проветриваются, потому что открытое окно – это простывшие дети и шум с улицы. Даже если школьное здание оснащено мощной центральной вентиляцией, она, как правило, либо шумная, либо устаревшая. Зато окна в большинстве школ современные – пластиковые, герметичные, не пропускающие воздух. При численности класса 25 человек в кабинете площадью 50–60 м² c закрытым окном углекислый газ в воздухе подскакивает на 800 ppm за каких-то полчаса. Высокие концентрации углекислого и других газов в наружном воздухе больших городов приводят к необходимости выбора: либо интенсифицировать воздухообмен, вызывая цепную реакцию увеличения потребления энергоресурсов путем сжигания органического топлива с дополнительным загрязнением атмосферы (в том числе СО 2 ), либо производить очистку приточного воздуха от газов.

Для определения концентрации углекислого газа от транспортных средств по ул. Пушкина измерения проведены в «час пик» - с 08:00 до 10:00 часов; с 12:00 до 14:00; в вечернее время – с 22:00 до 24:00 часов. (Таблица 1).

Таблица 1

Интенсивность движения и уровень загрязнения углекислым газом от автотранспорта на автомагистрали и внутри гимназии

Проводимые исследования показали, что интенсивность движения автотранспортных средств по ул. Пушкина составила:

• -    в «час пик» – 1136 – 1301 машин/час;

• -    в дневное время – 987 – 1064 машин/час;

• -    в вечернее время – 536 – 656 машин/час.

На автодороге, проходящей около гимназии №3, в основном поток легковых автомобилей и автобусов.

Анализируя полученные данные (таблица 1) можно отметить, что чем выше интенсивность движения автотранспорта тем выше концентрация углекислого газа в приземном слое атмосферного воздуха.

Полученные результаты измерения загрязненности воздуха углекислым газом по ул. Пушкина показали превышение допустимой концентрации около 2 раз. Первым отечественным документом, в котором предпринята попытка регламентировать содержание СО2 в наружном и внутреннем воздухе, является стандарт АВОК «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» [1]. В качестве рекомендуемой справочной предлагается предельно допустимая концентрация в наружном воздухе: сельская местность – 332 ppm (650 мг/м3), малые города – 409 ppm (800 мг/м3), большие города – 511 ppm (1 000 мг/м3).

Для проверки загрязнения воздушной среды от транспорта внутри здания мы провели замеры с 12 до 14 часов. Концентрация углекислого газа внутри помещения в измеренных точках оказалась выше, чем на улице. В том же документе указаны нормы содержания углекислого газа в воздухе помещений. Верхний допустимый предел концентрации СО 2 в помещениях жилых и общественных зданий не должен превышать концентрацию в наружном воздухе на 638 ppm (1 250 мг/м³). В этом случае требуемый воздухообмен на 1 человека составит 28 м³/ч.

Таким образом, частично углекислый газ проникает в здание гимназии, однако его уровень не превышает норм предусмотренных ГОСТом