Zanieczyszczenie powietrza w pom biurowych dymem papierosowym.pdf

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 10/2007

Zanieczyszczanie powietrza

w pomieszczeniach biurowych

dymem papierosowym

W artykule przedstawiono wyniki badania stê¿enia, rozk³adu wymiarowego i sk³adu chemicznego cz¹stek w po-

wietrzu w pomieszczeniu z dozwolonym paleniem papierosów w ci¹gu dnia pracy. Przedstawiono równie¿ wyniki

badania stê¿enia liczbowego i masowego oraz rozk³adu wymiarowego cz¹stek w pomieszczeniu bez dozwolonego

palenia papierosów. Badania wykaza³y, ¿e podczas palenia papierosów s¹ przede wszystkim emitowane cz¹stki o

wymiarach 0,107-0,124 μm, a wiêc cz¹stki nanometryczne. Zawartośæ sumy WWA we frakcji drobniejszej dymu

PM 0.25 by³a wiêksza w porównaniu do frakcji PM 10 .

Contamination of the air in office rooms with cigarette smoke

The article presents results of an investigation of the concentration, size distribution and chemical compound of particles

suspended in the air in a room in which cigarette smoking is permitted during the working day. Also presented are results of an

investigation of the number and mass concentration, and size distribution of particles in the air of a room in which smoking is

not permitted. Investigations showed that during cigarette smoking it was primarily particles 0.107-0.124 m in diameter, i.e.,

nanoparticles, that were emitted. The content of PAHs in the measured fractions indicated that the fraction of PM 0.25 contained

more PAHs than the fraction of PM 10 .

Wprowadzenie

Dym tytoniowy jest powszechnym zanieczysz-

czeniem powietrza w mieszkaniach i domach,

a tak¿e obiektach u¿yteczności publicznej.

Znacznie wiêcej substancji toksycznych wdycha

siê w zadymionym pokoju ni¿ na ulicach wielkiego

miasta w godzinach szczytu. Pod wzglêdem fizy-

kochemicznym jest to heterogenny aerozol, po-

wstaj¹cy wskutek nieca³kowitego spalania tytoniu.

Sk³ada siê z fazy gazowej i rozproszonych w niej

cz¹stek sta³ych. Z uwagi na fakt, ¿e procesowi

spalania towarzyszy wytwarzanie ciep³a, sk³adniki

dymu tytoniowego ulegaj¹ pirolizie, a aktywne

cz¹stki ³¹cz¹ siê ze sob¹ w procesie pirosyntezy.

W konsekwencji wśród sk³adników dymu tytonio-

wego wystêpuje ponad 4000 substancji maj¹cych

szkodliwe dzia³anie na organizm.

G³ównymi sk³adnikami dymu tytoniowego

s¹: azot, tlen, cyjanowodór, tlenki azotu, akry-

laldehyd, amoniak i ditlenek wêgla, wchodz¹ce

w sk³ad fazy gazowej. Pozosta³e sk³adniki to faza

cz¹stek sta³ych, tzw. substancje smoliste, czyli

cz¹stki dymu tytoniowego pozbawione nikotyny

i wilgoci zawieraj¹ce substancje chemiczne, m.in.

substancje o dzia³aniu rakotwórczym:

– wielopierścieniowe wêglowodory aroma-

tyczne (WWA), w tym benzo[a]piren dibenzo-

[a,h]antracen

– N-nitrozonornikotyna, nitrozopiperydyna,

nitrozopirolidyna, di-n-

Ilościowa ocena nara¿enia osób przebywaj¹-

cych w pomieszczeniu, w którym dopuszcza siê

palenie papierosów jest trudnym do realizacji zada-

niem, przede wszystkim z uwagi na ma³e wymiary

cz¹stek dymu papierosowego oraz skomplikowany

ich sk³ad chemiczny. Metody filtracyjno-wagowe,

stosowane rutynowo do pomiarów stê¿eñ py³ów

na typowych stanowiskach pracy nie mog¹ byæ

czêsto wykorzystywane do oceny nara¿enia

na cz¹stki dymu papierosowego ze wzglêdu

na niewystarczaj¹c¹ dok³adnośæ tych metod

w odniesieniu do frakcji py³ów drobnych. Równie¿

pe³na analiza ilościowa szkodliwych substancji

chemicznych emitowanych do powietrza podczas

palenia papierosów jest w zasadzie niemo¿liwa

do wykonania. Z tego wzglêdu do pomiarów

stê¿eñ i rozk³adu wymiarowego cz¹stek zawartych

w dymie tytoniowym jest konieczne stosowanie

metod optycznych i ograniczenie oceny zagro¿eñ

chemicznych do zwi¹zków najbardziej niebez-

piecznych dla zdrowia, np. wielopierścieniowych

wêglowodorów aromatycznych stanowi¹cych

w dymie papierosowym liczn¹ grupê zwi¹zków

o dzia³aniu rakotwórczym.

Celem badañ przedstawionych w artykule by³o

określenie wp³ywu palenia papierosów w pomiesz-

czeniach pracy z dozwolonym paleniem papiero-

sów na poziom stê¿eñ i rozk³ad wymiarowy cz¹-

stek zawieszonych w powietrzu oraz porównanie

g³ównych niebezpiecznych substancji chemicznych

zawartych we frakcjach PM 10 i PM 0,25 py³ów.

Badania przedstawione w tym artykule

s¹ kontynuacj¹ prac, których wyniki zosta³y opu-

blikowane we wcześniejszej publikacji [2].

Stê¿enie, rozk³ad wymiarowy

i sk³ad chemiczny cz¹stek

w powietrzu w pomieszczeniu

z dozwolonym paleniem papierosów

Pomiary stê¿enia i rozk³ad wymiarowy cz¹stek

określono za pomoc¹ metod optycznych z zasto-

sowaniem nastêpuj¹cych przyrz¹dów:

– licznika kondensacyjnego P-TRAK – po-

miar stê¿enia liczbowego cz¹stek o wymiarach

od 0,02 μm do 1 μm

– fotometru DUST-TRAK – pomiar stê¿enia

masowego dla cz¹stek o wymiarach od 0,1 μm

do 10 μm

– systemu analizy wymiarowej cz¹stek SMPS

– pomiar stê¿eñ liczbowych i masowych oraz

rozk³adów wymiarowych cz¹stek o wymiarach

od 0,017 μm do 0,604 μm.

Przeprowadzono cztery serie badañ w jednogo-

dzinnych odstêpach czasu. Sondy do pomiaru stê¿eñ

i rozk³adów wymiarowych cz¹stek za pomoc¹

metod optycznych umieszczono w środku pomiesz-

czenia. W celu wyeliminowania wp³ywu parametrów

powietrza zewnêtrznego na parametry powietrza

wewnêtrznego, podczas badañ w pomieszczeniu

by³y zamkniête okna i w miarê mo¿liwości drzwi.

W celu określenia wp³ywu palenia papierosów

na stê¿enia cz¹stek zawieszonych w powietrzu

w pomieszczeniu z dozwolonym paleniem pa-

pierosów wykonano równie¿ badania stê¿enia

liczbowego i masowego oraz rozk³adu wymiaro-

wego cz¹stek w pomieszczeniu bez dozwolonego

palenia papierosów.

dr in¿. EL¯BIETA JANKOWSKA

dr MA£GORZATA POŚNIAK

mgr EDYTA WALICKA

Centralny Instytut Ochrony Pracy

– Pañstwowy Instytut Badawczy

-butylonitrozoamina

– zwi¹zki niklu, kadmu i arsenu, polon-210

– β-naftyloamina, aminofluoren, aminostyl-

ben, o-toluidyna, n-nitrotoluen [1].

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 10/2007

Z zastosowaniem pompek SKC 100-3000 oraz

próbników Sioutas Cascade Impactor (pomiar

frakcji PM 10 , PM 0.25 ) pobierano próbki powietrza

w celu oznaczenia g³ównych niebezpiecznych

substancji chemicznych zawartych w py³ach.

Frakcja PM 10 jest to frakcja zawieraj¹ca cz¹stki

o średnicy aerodynamicznej równej lub mniejszej

ni¿ 10 μm, natomiast frakcja PM 0.25 – frakcja

zawieraj¹ca cz¹stki o średnicy aerodynamicznej

mniejszej lub równej 0,25 μm [3, 4].

Analizê ilościow¹ substancji chemicznych

– wielopierścieniowych wêglowodorów aro-

matycznych wykonano stosuj¹c chromatograf

cieczowy firmy Gynkotek z detektorem spektro-

fotometrycznym model UVD 170S, autosample-

rem oraz komputerem [5].

w zakresie 0,01-0,05 m/s. Warunki badañ w po-

mieszczeniu bez dozwolonego palenia papierosów

by³y nastêpuj¹ce: temperatura 24 o C, wilgotnośæ

wzglêdna 53% i prêdkośæ powietrza 0,05 m/s.

Przy tych zmianach parametrów powietrza

oraz ró¿nej liczbie osób pal¹cych papierosy (od

1 do 4 osób) w ró¿nych odstêpach czasu w ci¹gu

dnia w pomieszczeniu zaobserwowano nastê-

puj¹ce zmiany stê¿eñ i rozk³adów wymiarowych

cz¹stek w powietrzu.

W środku typowego pomieszczenia biurowe-

go z dozwolonym paleniem papierosów stê¿enia

zmierzone z u¿yciem wszystkich mierników

optycznych wykazywa³y podobne tendencje

zmian podczas pomiarów wykonanych o godz.

11:30, 12:30, 13:30 i 14:30 (rys. 1-6).

Wartości stê¿eñ masowych cz¹stek o wymia-

rach od 0,1 do 10 μm określone z zastosowaniem

miernika DUST-TRAK waha³y siê w ci¹gu dnia

w zakresie 2,9-4,2 mg/m 3 , podczas gdy wartośæ

stê¿enia w pomieszczeniu bez dozwolonego pale-

nia papierosów wynosi³a 0,2 mg/m 3 (rys. 1.).

Wartości stê¿eñ liczbowych cz¹stek o wy-

miarach od 0,02 do 1 μm (P-TRAK) zmienia³y

siê w ci¹gu dnia w zakresie 6,0-11,2x10 10 #/m 3 ,

podczas gdy wartośæ stê¿enia liczbowego w po-

mieszczeniu bez dozwolonego palenia wynosi³a

1,3x10 10 #/m 3 (rys. 2.).

Z analizy przebiegów zale¿ności stê¿eñ liczbo-

wych i stê¿eñ masowych (SMPS) wynika, ¿e:

– wraz ze wzrostem wartości stê¿enia liczbowego

w poszczególnych pomiarach, maksimum krzywych

przesuwa³o siê w kierunku cz¹stek o mniejszych

wymiarach (rys. 3.) i wystêpowa³o w odniesieniu

do cz¹stek o wymiarach 0,107-0,124 μm

– w przypadku stê¿eñ masowych, maksimum

krzywych wystêpowa³o dla cz¹stek o wymiarze

0,294 μm, niezale¿nie od wartości tych stê¿eñ

(rys. 5.).

Określaj¹c masy py³ów metod¹ filtracyjno-

-wagow¹ stwierdzono, ¿e badany dym papiero-

sowy zawiera³ przede wszystkim cz¹stki drobne:

91-97% cz¹stek o wymiarach poni¿ej 2,5 μm,

85-94% poni¿ej 1 μm, 73-90% poni¿ej 0,5 μm

i 60-72% cz¹stek poni¿ej 0,25 μm.

Wyniki badania stê¿eñ i rozk³adów wymiarowych

cz¹stek w powietrzu

Wyniki badania stê¿eñ i rozk³adów wymiarowych

cz¹stek z u¿yciem mierników optycznych (P-TRAK,

DUST-TRAK, SMPS) przedstawiono na rys. 1-6. Warto-

ści podane na rysunkach s¹ wartościami uśrednionymi

uzyskanymi z co najmniej trzech pomiarów jednost-

kowych. Temperatura powietrza w pomieszczeniu

z dozwolonym paleniem papierosów waha³a siê

w ci¹gu dnia pracy w zakresie 24-27 o C, wilgotnośæ

wzglêdna w zakresie 39-43%, a prêdkośæ powietrza

Wyniki badania g³ównych niebezpiecznych substancji

chemicznych we frakcjach py³ów

Zestawienie wyników oznaczania wielopierście-

niowych wêglowodorów aromatycznych we frakcji

PM 10 i PM 0.25 py³ów w pomieszczeniu biurowym z do-

zwolonym paleniem papierosów podano w tabeli.

Badania te wykaza³y, ¿e WWA – benzo[a]antracen,

chryzen, benzo[b]fluoranten, benzo[k]fluoranten,

benzo[a]piren, dibenzo[ah]antracen i indeno-

[1,2,3-cd]piren wystêpowa³y zarówno we frakcji

Rys. 1. Stê¿enie masowe cz¹stek z zakresu od 0,1 do 10 μ m (DUST-TRAK) wystêpuj¹cych

w powietrzu w pomieszczeniu bez/z dozwolonym paleniem papierosów

Fig. 1. Number concentration of particles from the 0.1–10 μm range (DUST-TRAK)

suspended in the air of a room in which cigarette smoking is not/is permitted

Rys. 2. Stê¿enie liczbowe cz¹stek z zakresu od 0,02 do 1 μm (P-TRAK) wystêpuj¹cych

w powietrzu w pomieszczeniu bez/z dozwolonym paleniem papierosów

Fig. 2. Number concentration of particles from the 0.02–1 μm range (P-TRAK) su-

spended in the air of a room in which cigarette smoking is not/is permitted

Rys. 3. Stê¿enie liczbowe cz¹stek (SMPS) wystêpuj¹cych w powietrzu w pomieszczeniu

bez/z dozwolonym paleniem papierosów

Fig. 3. Number concentration of particles (SMPS) suspended in the air of a room in

which cigarette smoking is not/is permitted

Rys. 4. Skumulowane stê¿enie liczbowe cz¹stek (SMPS) wystêpuj¹cych w powietrzu

w pomieszczeniu bez/z dozwolonym paleniem papierosów

Fig. 4. Cumulative number concentration of particles (SMPS) suspended in the air of

a room in which cigarette smoking is not/is permitted

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 10/2007

Rys. 5. Stê¿enie masowe cz¹stek (SMPS) wystêpuj¹cych w powietrzu w pomieszczeniu

bez/z dozwolonym paleniem papierosów

Fig. 5. Mass concentration of particles (SMPS) suspended in the air of a room in which

cigarette smoking is not/is permitted

Rys. 6. Skumulowane stê¿enie masowe cz¹stek (SMPS) wystêpuj¹cych w powietrzu

w pomieszczeniu bez/z dozwolonym paleniem papierosów

Fig. 6. Cumulative mass concentration of particles (SMPS) suspended in the air of

a room in which cigarette smoking is not/is permitted

PM 10 jak i PM 0.25 we wszystkich badanych próbkach.

Sumaryczna zawartośæ WWA we frakcji PM 10 by³a

w zakresie 0,036-0,140 μg/mg py³u, a we frakcji

PM 0,25 w zakresie 0,045-0,170 μg/mg. Porównanie

procentowej zawartośæ sumy oznaczonych WWA

w poszczególnych frakcjach wskazuje, ¿e we frak-

cji drobniejszej PM 0,25 udzia³ procentowy WWA

jest wiêkszy w porównaniu do frakcji PM 10 (rys. 7.).

Analiza lotnych zwi¹zków organicznych wyka-

za³a obecnośæ n-oktanu, toluenu, etylobenzenu,

ksylenów w próbkach pobranych frakcji cz¹stek

dymu tytoniowego oraz kilka niezidentyfikowa-

nych zwi¹zków. £¹czn¹ zawartośæ tych zwi¹zków

w odniesieniu do toluenu – TVOC we frakcji

PM 10 wynosi³a od 0 do 264,4 μg i w PM 0,25 od 0 –

163,4 μg. Badania te wykaza³y, ¿e 60-90% tych

zwi¹zków jest zaadsorobowanych we frakcji

PM 0,25 cz¹stek dymu tytoniowego.

W py³ach drobnych pobranych w pomieszcze-

niu biurowym nie wykryto metali, prawdopodob-

nie ze wzglêdu na bardzo niski poziom ich stê¿eñ,

poni¿ej oznaczalności zastosowanych metod.

Podsumowanie

W typowym pomieszczeniu biurowym z dozwo-

lonym paleniem papierosów wartości stê¿eñ maso-

wych cz¹stek o wymiarach od 0,1 do 10 μm (DUST-

-TRAK) oraz stê¿eñ liczbowych cz¹stek o wymiarach

od 0,02 do 1 μm (P-TRAK) by³y od kilku do kilkunastu

razy wiêksze od stê¿eñ określonych w pomieszcze-

niu bez dozwolonego palenia papierosów. Podczas

palenia papierosów s¹ przede wszystkim emitowane

cz¹stki bardzo drobne o wymiarach 0,107-0,124 μm

(SMPS), a wiêc o wymiarach nanometrycznych. Ba-

dany dym papierosowy zawiera³ przede wszystkim

cz¹stki drobne: 91-97% cz¹stek poni¿ej 2,5 μm,

85-94% poni¿ej 1 μm, 73-90% poni¿ej 0,5 μm

i 60-72 % cz¹stek poni¿ej 0,25 μm. Zawartośæ

sumy WWA we frakcji drobniejszej dymu PM 0,25 by³a

wiêksza w porównaniu do frakcji PM 10 .

[2] E. Jankowska Wp³yw palenia papierosów na stê¿enia

cz¹stek drobnych wystêpuj¹cych w powietrzu w pomiesz-

czeniu. „Bezpieczeñstwo Pracy” 9(420)2006, 13-15

[3] http://www.skcinc.com

[4] Ch. Misra, M. Singh, S. Shen, C. Sioutas, P. M. Hall

Development and evaluation of a personal cascade impac-

tor sampler (PCIS). “Aerosol Science” 2002, 33, 1027-1047

[5] S. Brzeźnicki Wielopierścieniowe wêglowodory aro-

matyczne – metoda oznaczania. „Podstawy i Metody

Oceny Środowiska Pracy”, 2000, 3(25), 159-164

Publikacja opracowana na podstawie wy-

ników uzyskanych w ramach programu

wieloletniego pn. „Dostosowywanie wa-

runków pracy w Polsce do standardów Unii

Europejskiej”, dofinansowywanego w latach

2005-2007 w zakresie badañ naukowych

i prac rozwojowych przez Ministerstwo Nauki

i Szkolnictwa Wy¿szego. G³ówny koordynator:

Centralny Instytut Ochrony Pracy – Pañstwo-

wy Instytut Badawczy

PIŚMIENNICTWO

[1] J. E. Zejda, M. Skiba, B. Jaźwiec-Kanyion, R. Z³otkowska

Środowiskowe nara¿enie na dym tytoniowy a stan uk³adu

oddechowego. „Medycyna Środowiskowa” 1998, 1, 53

Tabela

ZAWARTOŚÆ WWA WE FRAKCJI PM 10 I PM 0.25 PY£ÓW POBRANYCH W POMIESZ-

CZENIU Z DOZWOLONYM PALENIEM PAPIEROSÓW

Contents of PAHs in the fraction of PM 10 and PM 0.25 of dust sampled in an office room

in which cigarette smoking is permitted

próbki

Frakcja py³u

Masa próbki

[mg]

Sumaryczna

zawartośæ

WWA

[μg]

Zawartośæ

WWA w 1 mg

py³u

[μg/mg]

PM 0.25

1,74

0,079

0,045

PM 10

2,61

0,095

0,036

PM 0.25

1,74

0,082

0,047

PM 10

2,59

0,098

0,038

PM 0.25

0,37

0,063

0,170

PM 10

0,66

0,093

0,140

PM 0.25

0,55

0,143

0,138

PM 10

0,92

0,175

0,100

PM 0.25

0,69

0,049

0,062

PM 10

1,05

0,065

0,055

PM 0.25

1,08

0,151

0,139

PM 10

1,59

0,160

0,100

PM 0.25

1,02

0,140

0,137

Rys. 7. Procentowa zawartośæ WWA we frakcji PM 10 i PM 0.25 py³ów pobranych w po-

mieszczeniu biurowym z dozwolonym paleniem papierosów

Fig. 7. Contents of PAHs in the fraction of PM 10 and PM 0.25 of dust sampled in the air

of a room in which cigarette smoking is permitted

PM 10

1,41

0,148

0,104

PM 0.25

0,46

0,074

0,160

PM 10

0,71

0,082

0,110

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: