«Если исходить из абсолютных показателей по загрязнению воздуха — а это основной фактор, влияющий на здоровье людей, — то наихудшая ситуация наблюдается в Москве, Норильске, Иркутске, Чите, Дзержинске, Красноярске, Екатеринбурге, Челябинске, Магнитогорске», — отметил в своем интервью министр природных ресурсов и экологии Российской Федерации Сергей Донской. Прибавим к этому прогнозы московских властей на увеличение парка личных автомобилей к 2020-му году в 1,5 раза и процент загрязнений, связанный с ними. Вполне нормально, что после таких сообщений хочется если не телепортироваться в глубокую таежную деревню, то как минимум плотно закрыть окна и задуматься об очистке воздуха в отдельно взятой квартире.
Углекислый газ — СО2 (не надо путать с очень ядовитым угарным газом СО) — является естественной частью атмосферного воздуха наряду с кислородом и азотом. Он участвует в метаболизме живых организмов и определенное количество этого газа должно быть во вдыхаемом нами воздухе. На сегодняшний день в среднем в атмосфере Земли концентрация СО2 составляет около 400 ppm (долей на миллион) и с каждым годом эта цифра растет.
Причины избытка CO2
Откуда появляется избыток углекислого газа в атмосфере? В крупных городах — от работы двигателей внутреннего сгорания и работы промышленных предприятий, ТЭЦ, котельных и т.д. Однако помимо газа, поступающего в наши дома с улицы — через форточки или клапаны окон, в квартирах скапливается и СО2, образуемый в самом помещении — при дыхании людей, курении, работе газовой плиты, «дыхании» комнатных растений и пр.
Духота — это избыток углекислого газа и повышенная влажность. Хотя углекислый газ не является таким ядовитым, как СО, у него тоже существует ПДК (предельно допустимая концентрация) — при превышении которой у людей начинаются проблемы с самочувствием и здоровьем. Многочисленные исследования подтверждают: именно углекислый газ, а не дефицит кислорода, приводит к духоте в помещении.
- Считается, что в закрытом помещении, где современный человек проводит большую часть жизни, концентрация углекислого газа не должна превышать 600 ppm.
- При концентрации СО2 в воздухе в размере 800-1000 ppm у людей начинаются проблемы с самочувствием и здоровьем.
- При значении выше 1000 ppm появляются дискомфорт, слабость, головная боль, на треть падает концентрация внимания, возрастает количество ошибок в работе.
- При концентрации СО2 выше 2000 ppm количество ошибок в работе сильно возрастает, большинство сотрудников офисов не могут сосредоточиться на том, что делают.
Факт: К сожалению, «падение продуктивности» — не единственная беда, вызываемая избытком углекислого газа. Повышенная концентрация СО2 во вдыхаемом воздухе вызывает у людей закисление крови (ацидоз), что приводит к перевозбуждению, учащенному сердцебиению, повышению артериального давления. При сильном ацидозе человек становится вялым, сонливым, появляется состояние беспокойства.
Повышенная концентрация углекислого газа негативно влияет на ДНК человека, носоглотку и органы дыхания: усиливаются приступы астмы, ухудшается кровообращение и снижается активность головного мозга.
Понятно, что дышать внутри помещения меньше люди не станут. Но, например, заменить газовые плиты на электрические — могут вполне.
Понизить концентрацию углекислого газа поможет организация вентиляции в помещении, согласно нормативам. Если считать СО2 единственным загрязнителем воздуха в помещении, то нетрудно по разнице наружной концентрации и ПДК 1000 ppm, с учетом, сколько СО2 выдыхает человек, рассчитать необходимое количество воздуха для вентилирования помещений.
Считается, что по содержанию CO2 воздух на улице чище того, что в комнатах. Например, концентрация углекислого газа в атмосфере в середине 60-х годов прошлого века составляла примерно 360 ppm в малых населенных пунктах, 440 ppm в в средних городах и 550 ppm — в крупных. Простой расчет дает такие значения притока свежего воздуха (при учете только СО2 в загрязнении воздуха помещений): 36 куб.м/час/чел в малых населенных пунктах, 41 куб.м/час/чел. в в средних городах и 51 куб.м./час/чел — в крупных городах.
В статье Е.О. Шилькрота и Ю.Д.Губернского «Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?», опубликованной в журнале «АВОК», приводятся данные измерений, которые показали, что в ряде столичных офисов уровень СО2 достигал 2000 ppm и выше, а уровень СО2 на улицах колебался в пределах до 1000 ppm, причем измерения были сделаны не в самые неблагополучные дни по климатическим параметрам.
Получается, что по мере роста концентрации СО2 рядом с жилым домом, нормы воздухообмена должны увеличиваться. И самое печальное — при выравнивании наружной концентрации СО2 и ПДК в 1000 ppm вентиляция, как технология поддержания чистоты внутреннего воздуха, перестает работать. Никакие механические фильтры и рекуператоры тут уже не помогут. Можно прокачивать через квартиру огромное количество воздуха — концентрация углекислого газа не снизится.
Что реально может сделать житель столичного дома с видом на Третье транспортное кольцо, чтобы сделать воздух в собственной квартире чище? — Удалять углекислый газ из наружного приточного воздуха или уже из комнатного (рециклика).
Когда поглощающая способность материала полностью использована, можно удалить из него углекислый газ с помощью нагрева, тем самым восстановив работоспособность абсорбера.
Срок службы таких абсорберов — 10-15 лет. Часто в приборах по поглощению СО2 находятся две или более кассет. Когда одна кассета накапливает СО2, другая регенерируется, что позволяет поддерживать желаемый уровень концентрации газа в помещении непрерывно, а не циклически (ночью в спальне СО2 поглощается, а днем в отсутствие людей — удаляется в атмосферу).
Абсорберы углекислого газа могут комплектоваться фильтрами грубой и тонкой очистки воздуха и другими дополнительными опциями. Применение абсорберов СО2 позволяет без ущерба для качества воздуха снизить величину воздухообмена, что полезно в плане энергосбережения. Но при всех несомненных достоинствах этой технологии, у нее есть и существенный минус — цена.
Так, несколько лет назад в Москве решение проблемы избыточной концентрации углекислого газа в спальне 1-2 человек предлагалось примерно за 3000 евро, а в школьном классе — за 30000 евро. Сегодня в качестве ценового ориентира можно найти такие предложения: установки размером с двухкамерный холодильник с качественными воздушными фильтрами, производительностью около 200 куб.м/час в режиме рециркуляции воздуха с поглощением за один цикл от 300 до 600 литров углекислого газа предлагаются за 11-18 тысяч евро.
Известен и другой принцип очистки воздуха от углекислого газа: поток воздуха проходит вдоль специальных мембран, имеющих разную проницаемость для молекул СО2 и молекул азота и кислорода. В результате происходит разделение воздуха по составу, после чего обедненный углекислым газом воздух направляется в помещение.
Специалисты института им. Сысина считают, что внутренний воздух в несколько раз хуже (!) наружного. Называют даже конкретные цифры: в 6-7 раз. Представьте, что это тот же воздух с автомагистрали, «подпорченный» углекислым газом в результате вашей жизнедеятельности. Так что наружный воздух всегда чище внутреннего, даже если окна выходят на магистраль. Плотно закрывая окна, мы защищаем себя от крупной пыли, но продолжаем травиться собственными выделениями.
