Pliki do pobrania

Rozwój mikroorganizmów w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem filtrów powietrza

Wewnątrz instalacji wentylacji i klimatyzacji występują zanieczyszczenia stałe, mikrobiologiczne i gazowe, które mogą mieć negatywny wpływ na zdrowie ludzi i mogą spowodować problemy techniczne z instalacją HVAC. Można znależć tutaj wyjaśnienia wielu kwestii związanych z tymi potencjalnymi źródłami niebezpieczeństwa i znanych rozwiązań tych problemów.

WSTĘP

Wewnątrz instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych pojawiają się zanieczyszczenia stałe, biologiczne, mikrobiologiczne oraz gazowe. W zależności od ilości zanieczyszczeń przenoszonych przez powietrze wentylacyjne do wentylowanych/klimatyzowanych pomieszczeń oraz ich negatywnego wpływu na zdrowie użytkowników pomieszczeń, zanieczyszczenia te mogą w różnym stopniu wpływać na pogorszenie zdrowia ludzi lub na wystąpienie nowego, wcześniej niezdiagnozowanego schorzenia. Dla chorych o osłabionym układzie immunologicznym oraz dla osób starszych i dzieci, czyli dla osób najbardziej wrażliwych na stan powietrza, nawet niewielkie stężenia, nie stanowiące zagrożenia w przypadku zdrowych osób dorosłych, mogą stać się powodem dodatkowych komplikacji zdrowotnych. Pył i inne zanieczyszczenia (także mikrobiologiczne) dostają się do wnętrza instalacji wentylacyjnych lub klimatyzacyjnych wraz z powietrzem zewnętrznym oraz powietrzem recyrkulacyjnym pochodzącym z obsługiwanych pomieszczeń. Poza napływającymi z powietrzem wentylacyjnym „nowymi” zanieczyszczeniami, w systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych ukrywa się wiele, nagromadzonych przez wiele lat użytkowania instalacji, zanieczyszczeń, takich jak: zanieczyszczenia pochodzące z okresu budowy, wykańczania i wyposażania budynku, sadze, grzyby pleśniowe, zarodniki roślin i grzybów, pyłki kwiatowe, pył, bakterie, włókna azbestu, cząstki smarów i smoły oraz dymów, roztocza, włókna wyrobów tekstylnych oraz inne zanieczyszczenia [5]. W instalacjach pył, a wraz z nim drobnoustroje, zbierają się i akumulują na filtrach powietrza oraz na powierzchniach innych urządzeń uzdatniających powietrze oraz na wewnętrznych powierzchniach przewodów. Poza przedostawaniem się zanieczyszczeń w sposób bezpośredni, na drodze transmisji powietrznej, do klimatyzowanego obiektu, do pomieszczeń dostają się także pyły i mikroorganizmy w wyniku tzw. wtórnego zanieczyszczenia. Powstaje ono w wyniku porywania przez strumień powietrza nawiewanego zanieczyszczeń wcześniej osiadłych na wewnętrznych powierzchniach przewodów wentylacyjnych i na powierzchniach urządzeń uzdatniających powietrze. Wewnątrz instalacji, w nagromadzonym tam osadzie, zawierającym substancje organiczne, drobnoustroje znajdują dobre środowisko do namnażania się. Wiele grzybów strzępkowych (pleśniowych) i bakterii rozwijających się w instalacjach są to saprofity, czyli cudzożywne organizmy pobierające energię z martwych szczątków organicznych, rozkładając je do związków prostych. Dobrze adaptują się do środowiska, tak długo jak panuje w nim odpowiednia wilgoć i dostępne jest pożywienie pochodzenia organicznego. Wśród saprofitów są także saprofity toksyczne wytwarzające szkodliwe substancje chemiczne - ektotoksyny, czyli wysoko toksyczne białka produkowane przez niektóre gatunki bakteryjne i wydalane na zewnątrz komórki. W zakażeniach bakteriami ektotoksycznymi wydzielana toksyna dostaje się do krwiobiegu i uszkadza narządy wewnętrzne. W przypadku silniejszego zagrożenia zdrowotnego związanego z występowaniem grzybów i bakterii można zaobserwować oprócz uczulenia alergicznego (alergia mikologiczna), takie objawy jak infekcje (mikoza), zatrucia (miko- toksykoza). Często użytkownicy klimatyzowanych pomieszczeń skarżą się nie tylko na nieodpowiadające im parametry cieplne nawiewanego powietrza, zbyt gwałtowny przepływ powietrza wokół miejsc pracy lub odpoczynku albo jego stagnację, lecz także na nieprzyjemny zapach pochodzący z instalacji. Jego źródłem mogą być urządzenia do przygotowania powietrza, takie jak filtry powietrza, tłumiki hałasu, urządzenia służące do nawilżania powietrza, które w wyniku nieprawidłowej konserwacji i braku czyszczeniu są potencjalnym miejscem niekontrolowanego rozwoju drobnoustrojów. Grzyby pleśniowe, poza alergenami, posiadają wysoce drażniące składniki błon komórkowych oraz wydzielają do otoczenia mikotoksyny, które są produktami ich metabolizmu oraz duże ilości lotnych związków organicznych, czyli drobno- cząsteczkowych związków lotnych (aldehydów, alkoholi, ketonów i innych). Zapach pleśni pochodzi głównie z lotnych związków organicznych. Także te szczepy bakterii są źródłem lotnych związków organicznych [21]. Liczne badania wykazują, że zanieczyszczenie mikrobiologiczne i jego amplifikacja pojawia się w filtrach powietrza w warunkach dostatecznej wilgotności. Znajdujące się w strumieniu powietrza zarodniki i inne cząstki bioaerozolu są z niego wytrącane. Filtry powietrza, pod wpływem rozwoju kolonii mikroorganizmów, mogą ulegać degradacji. Jednocześnie w wyniku zapychania materiału filtracyjnego zmniejsza się skuteczność filtracji oraz czas ich pracy. W publikacji [1] został starannie opisany problem występowania grzybów strzępkowych (pleśni) (szczególnie Penicillium) na filtrach powietrza oraz otaczających je powierzchniach. Jak stwierdzono, problem ten wynikał z niewłaściwej konserwacji filtrów. W innych pomiarach określano emisję lotnych związków organicznych z czystych szczepów bakteryjnych wyizolowanych z organizmów zebranych na filtrach powietrza zlokalizowanych w budynków mieszkalnych. Lotne związki organiczne wydzielane przez pewne kultury bakteryjne zawierały etanol, merkaptan metylowy i dwusiarczek dwumetylu, inne zawierały metanol, trójmetoloaminę, etanol, aceton, keton metylowy i etylowy, dwusiarczek dwumetylu, trójsiarczek dwumetylu, indol, krezol, fenol. Generalnie, skład lotnych związków organicznych i wielkość emisji zależała od rodzaju szczepów bakterii, ich aktywności metabolicznej i możliwości rozwoju [1]. Również grzyby strzępkowe są źródłem lotnych związków organicznych, czego skutkiem jest pojawianie się nieprzyjemnego zapachu w instalacji.

DROBNOUSTROJE W INSTALACJACH I BUDYNKACH

Drobnoustroje w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych to problem zarówno zdrowotny, dotyczący użytkowników wentylowanych lub klimatyzowanych pomieszczeń oraz techniczny, ze względu na możliwość wystąpienia korozji biologicznej w instalacjach. W Tabeli 1 zamieszczono zestawienie potencjalnych problemów, które mogą wystąpić w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych oraz potencjalnych ich przyczynach pojawiających się w trakcie pracy instalacji, których powodem są także mikroorganizmy.

 Tabela 1. Problemy związane z jakością powietrza wewnętrznego zwiększające się podczas uchybień w trakcie konserwacji i utrzymania instalacji[16]

Potencjalny problem

Prawdopodobna przyczyna

Grzyby pleśniowe, inne drobnoustroje żyjące w materiale filtracyjnym; zapchanie filtrów zanieczyszczeniami powodujące uniemożliwiające prawidłowy przepływ powietrza, zanieczyszczenia cyrkulujące w powietrzu w budynku

Wilgotne/zabrudzone ponad miarę filtry

Zarodniki roślin, mikroskopowe fragmenty grzybów pleśniowych, itp., cyrkulujące w powietrzu w budynku; nieprzyjemne zapachy pochodzące z rozkładających się substancji organicznych recyrkulujące w instalacji wentylacyjnej lub klimatyzacyjnej

Wilgotne, rozkładające się substancje organiczne

Namnażanie się grzybów pleśniowych, rozwój mikroorganizmów wraz z bakteriami i algami; nieprzyjemne zapachy

Stojąca woda w wanience ociekowej lub/i w zbiorniku kondensatu

Nieprzyjemne zapachy, cząstki stałe cyrkulujące w powietrzu w budynku

Brudne, obłożone pyłem wężownice nagrzewnicy i chłodnicy

Nieprzyjemne zapachy, podrażnienie lub nadwrażliwość wywołana substancjami chemicznymi

Cząsteczki pochodzące z substancji chemicznych lub środków czyszczących

Brak przepływu powietrza lub zbyt mały strumień powietrza

Pasek klinowy przekładni wentylatora zsunięty lub zerwany

Brak przepływu powietrza lub zbyt mały strumień powietrza

Niedziałający silnik napędowy

Rozwój grzybów pleśniowych, bakterii; nieprzyjemne zapachy; stopniowa degradacja uszkodzonego materiału izolacyjnego skutkującą pojawieniem się zawieszonych w powietrzu cząstek cyrkulujących w powietrzu w budynku

Wilgotna, brudna lub uszkodzona izolacja przewodów

Sprzyjające warunki do rozwoju drobnoustrojów; nieprzyjemne zapachy

Stojąca woda/ objawy uszkodzeń w wyniku pojawienia się wody (zawilgocenia) w jakimkolwiek miejscu w systemie wentylacyjnym, urządzeniu lub przewodzie)

Zabrudzenie/ plama na suficie wokół nawiewnika, wywiewnika

Dostanie się zwiększonej ilości pyłu do instalacji; obłożenie pyłem wnętrza przewodów; zła konserwacja filtrów

W celu właściwego oszacowania poziomu ryzyka wynikającego z zanieczyszczenia instalacji konieczne jest poznanie wszystkich potencjalnych źródeł zagrożenia i rodzajów zanieczyszczeń. W Tabeli 2 przedstawiono korzystne warunki środowiskowe dla rozwoju i przeżycia mikroorganizmów. W Tabeli 3 wymienione zostały najważniejsze szkodliwe czynniki biologiczne mogące występować w pomieszczeniach klimatyzowanych, pochodzące m.in. z zanieczyszczonych instalacji.

Tabela 2. Środowiskowe warunki rozwoju zanieczyszczeń biologicznych [12]

Rodzaj

Wielkość (µm)

Środowiskowe warunki rozwoju

Temperatura

Wilgotność względna

Odżywianie

Bakterie, zarodniki

0.3÷10

0÷70 ºC mogą być termoodporne

>50% mogą być odporne na wysuszenie

Rozwój i rozmnażanie na szczątkach organicznych

Grzyby, drożdże, pleśnie

1÷100

0÷75 ºC optymalna 30 ºC

>50% mogą być odporne na wysuszenie

Rozwój i rozmnażanie na szczątkach organicznych

Pierwotniaki

2÷200

 

25÷37 ºC

50÷100% preferowane warunki wilgotne

Możliwy rozwój i rozmnażanie na szczątkach organicznych

Glony

0.5÷200

 

0÷45 ºC

Preferowane warunki wilgotne, odporne na wysuszenie

Rozwój i rozmnażanie na szczątkach organicznych

Pyłki

2÷200

Mogą przeżyć w środowisku ekstremalnie zimnym

Odporne na wysuszenie

Nie rozmnażają się w środowisku

Wirusy

0.015÷0.45

Rozmnażają się w temperaturze ludzkiego ciała, z dala od ciała wrażliwe na wyższe temperatury

Mogą przeżyć w środowisku suchym

Rozwój jedynie

w żywych komórkach (wewnątrzkomórkowy)

Tabela 3. Podstawowe źródła zanieczyszczeń biologicznych powietrza wewnętrznego według World Health Organisation [15]

Mikroorganizmy w HVAC

Skala (przedstawiona w porządku malejącym): 4 –dominujące źródło 3 –główne źródło 2 –ważne źródło 1 –znaczące źródło

PRZYKŁADOWE WYNIKI BADAŃ CZYSTOŚCI INSTALACJI

W prowadzonych przez różne zagraniczne ośrodki naukowe badaniach stanu higienicznego przewodów wentylacyjnych określano ilość pyłu zakumulowanego na ich wewnętrznych ściankach. Badaniom poddano zarówno istniejące i często działające przez wiele lat bez czyszczenia instalacje, jak i nowe, dopiero co oddane lub właśnie oddawane do użytku systemy. I tak np. przebadano trzynaście systemów uzdatniania i rozprowadzania powietrza, znajdujących się w duńskich szkołach oraz biurowcach [2]. W wyniku przeprowadzonych pomiarów grawimetrycznych stwierdzono, że gęstość powierzchniowa pyłu osadzonego na dolnej ściance przewodów wentylacyjnych wynosiła od 1,1 do 50,9 g/m2(wartość średnia: 6,8 g/m2). Obliczono, że średnia gęstość powierzchniowa pyłu w przewodzie wywiewnym była 2,7 razy większa niż w przewodzie nawiewnym. Średnioroczna gęstość pyłu akumulowanego w całej instalacji na dolnej ściance przewodów wynosiła 0,7 g/m2. Nie stwierdzono dużej różnicy w ilości akumulacji pyłu w instalacjach z recyrkulacją i bez recyrkulacji powietrza. Natomiast w Finlandii pobrano próbki pyłu z instalacji znajdujących się w budynku mieszkalnym, w szkole i w czterech biurowcach. Stwierdzono, że gęstość powierzchniowa zakumulowanego w ciągu roku na dolnych ściankach przewodów poziomych pyłu wynosiła od 0,51 do 12,8 g/m2. Biorąc pod uwagę fakt, że pył zawierający substancje organiczne stanowi świetną pożywką dla rozwijających się w instalacji mikroorganizmów, podczas pomiarów pobierano także próbki pyłu służące do identyfikacji znajdujących się w nim drobnoustrojów. Podczas cytowanych badań określano jednocześnie ilość kolonii grzybów oraz bakterii w jednostce masy pyłu lub na 1 m2powierzchni przewodu. Uzyskano następujące wyniki:

  • stężenie kolonii grzybów: 70÷6200 jtk/g pyłu (Dania)
  • stężenie kolonii bakterii: 50÷5000 jtk/g pyłu (Dania)
  • stężenie lotnych zarodników grzybów: 200÷22 500 jtk/m2powierzchni przewodu (Finlandia)
  • stężenie kolonii bakterii: 490÷35 900 jtk/m2powierzchni przewodu (Finlandia)

Jednostką stosowaną do określenia stężenia drobnoustrojów jest jtk – jednostka tworząca kolonię. Nazwa pochodzi z języka angielskiego (ang. colony forming unit - CFU) i oznacza pojedyncze komórki, z których w wyniku podziałów powstaną kolonie komórek. W związku z tą właściwością, liczba kolonii może służyć do określenia stężenia komórek w roztworze. W referacie [Kalliokoski] zamieszczono wyniki pomiarów zapylenia instalacji wentylacyjnych w 23 domach jednorodzinnych w pobliżu Kuopio w Finlandii. Wybór tych właśnie budynków nie był przypadkowy. Ich właściciele zwrócili się do firm czyszczących instalacje o taką właśnie usługę. W Tabeli 4 przedstawiono uzyskane wyniki pomiarów, tj. skład pyłu pobranego z przewodów nawiewnych oraz wywiewnych. Szczególnie interesujące są zamieszczone w Tabeli 4 dane dotyczące ilości substancji organicznych w pyle zakumulowanym w instalacjach wentylacyjnych.

Tabela 4. Skład pyłu pobranego z przewodów nawiewnych oraz wywiewnych w domach jednorodzinnych z instalacjami wentylacji mechanicznej [8]

System wentylacji / rodzaj przewodu

Udział substancji organicznych %

Grzyby mezofilne jtk/g

Grzyby kserofilne jtk/g

Wartość średnia

Zakres

Wartość średnia

Zakres

Wartość średnia

Zakres

Wentylacja mechaniczna dwuprzewodowa (9 instalacji)

Przewody nawiewne

32

2÷52

4,8·105

0,2÷13·105

5,0·105

0,2÷13·105

Przewody wywiewne

54

40÷74

5,7·105

0,6÷20·105

7,9·105

0,6÷22·105

Wentylacja mechaniczna dwuprzewodowa z centralnym ogrzewaniem powietrznym (15 instalacji)

Przewody nawiewne

54

37÷68

2,2·106

0,02÷27·106

2,0·106

0,04÷23·106

Przewody wywiewne

64

54÷74

4,7·106

0,04÷24·106

7,1·106

0,05÷61·106

 

mezofil (mezo- + gr. phileín ‘lubić’) - biol. - organizm przystosowany do życia przy średnim, umiarkowanym stanie wilgotności, pośredni między higrofilem a kserofilem; sklerofil, kserofil (sklero- + gr. phileín ‘lubić’) - biol. - organizm sucholubny dostosowany do niedoboru wody przez silne ograniczenie możliwości odparowywania wody przez jego powierzchnię

W tabeli 4 i 5 zamieszczono wyniki pomiarów, w których wyizolowane grzyby i bakterie na powierzchniach wewnątrz pomieszczeń lub na powierzchniach urządzeń i przewodów w systemach klimatyzacyjnych.

Tabela 5. Grzyby na powierzchniach wewnątrz pomieszczeń lub na powierzchniach urządzeń i przewodów w systemach klimatyzacyjnych [10] Rozwój mikroorganizmów w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem filtrów powietrzaRozwój mikroorganizmów w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem filtrów powietrza

Tabela 6. Patogeniczne bakterie znalezione wewnątrz pomieszczeń lub w systemach klimatyzacyjnych [10], [13]Rozwój mikroorganizmów w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem filtrów powietrza

DOPUSZCZALNE STĘŻENIA MIKRORGANIZMÓW W ŚRODOWISKU WEWNĘTRZNYM

Obecnie nie istnieje zatem polska norma ani rozporządzenie, które przedstawiałyby klasyfikację pomieszczeń (niezależnie od ich przeznaczenia – czystych czy o typowym przeznaczeniu) ze względu na występujące w powietrzu mikroorganizmy oraz opisywałaby metody badań mikrobiologicznych powietrza wewnętrznego. Istnieją natomiast normy dotyczące takich badań w powietrzu zewnętrznym. Opisują one metody określenia liczby grzybów (PN-89/Z-04111/03) oraz liczby bakterii (PN-89/Z-04111/02) w powietrzu atmosferycznym. Również w literaturze i normach zagranicznych trudno znaleźć taką klasyfikację. W ostatnich latach pojawiły się jednak zalecenia kanadyjskie i fińskie dotyczące dopuszczalnych ilości kolonii grzybów w powietrzu wewnętrznym. Według propozycji wymagań kanadyjskich [22]:

  • w powietrzu wewnętrznym nie powinny występować patogenne grzyby takie jak Aspergillus fumigatus, Histoplasma, Cryptococcus oraz grzyby toksykogenne takie jak Stachybotrys atra
  • długotrwałe występowanie znaczącej ilości grzybów toksykogennych (Strachybotrys atra, Aspergillus, Penicillium, Fusarium) wymaga przeprowadzenia dalszych badań
  • potwierdzona obecność jednego lub więcej rodzaju grzybów występujących w znaczącym odsetku próbek powietrza i ich jednoczesna absencja w próbkach powietrza zewnętrznego, jest dowodem na pojawienie się źródła (amplifikator) grzybów
  • jeśli w powietrzu wewnętrznym występuje jeden rodzaj grzybów (innych niż Cladosporium lub Alternaria) w ilości większej niż 50 kolonii/1 m3powietrza, oznacza to pogorszenie się stanu higienicznego powietrza, po przekroczeniu tej ilości niezbędne jest przeprowadzanie pomiarów
  • jeśli w powietrzu wewnętrznym występuje wiele (mieszanina) rodzajów grzybów odzwierciedlających obecne w powietrzu zewnętrznym zarodniki, maksymalna dopuszczalna ich ilość wynosi 150 kolonii/1 m3powietrza wewnętrznego, a po jej przekroczeniu niezbędne są dalsze pomiary
  • jeśli dominującym rodzajem grzybów jest Cladosporium, Alternaria lub inne grzyby typowe dla mikroflory powietrza atmosferycznego, dopuszczalne ich stężenie wynosi w okresie letnim 500 kolonii/1 m3 powietrza wewnętrznego. Większa ilość może świadczyć o uszkodzeniu filtrów powietrza lub kontaminacji budynku

METODY OCENY MIKROBIOLOGICZNEGO ZANIECZYSZCZENIA INSTALACJI

Stopień zanieczyszczenia drobnoustrojami jest zazwyczaj określany z wykorzystaniem odpowiednich metod ich hodowli, za pomocą których możliwa jest identyfikacja zarówno ilościowa, jak i jakościowa (gatunki i rodzaje drobnoustrojów). Zliczenie ilości zarodników grzybów oraz bakterii może być przeprowadzone poprzez pobranie pyłu z wnętrza instalacji za pomocą metody filtracyjnej (podciśnieniowej). Bezpośrednie zliczenie komórek za pomocą mikroskopu jest zazwyczaj niemożliwe z powodu znacznej grubości warstwy pyłów w próbce o różnych możliwościach odbicia światła [18]. Liczba drobnoustrojów powinna być określona w osadzie oraz w przepływającym przez instalację powietrzu. W przypadku odczuwania w pomieszczeniach wentylowanych/klimatyzowanych nieprzyjemnego zapachu z wnętrza instalacji, przydatne byłoby pobranie próbki pyłu z filtra lub fragmentu materiału filtracyjnego wraz z tzw. „ciastem filtracyjnym” (choć nie zawsze będzie to możliwe), gdyż zapach ten może być skutkiem rozwoju mikroorganizmów (grzybów pleśniowych i bakterii) na filtrze.

OCENA ILOŚCI DROBNOUSTROJÓW W POWIETRZU WENTYLACYJNYM I W PYLE

Badania mikrobiologiczne powietrza przeprowadzone są metodą wolumetryczną, przy użyciu urządzenia z kontrolowanym przepływem powietrza. W badaniu wykorzystywane są podłoża stałe. Pobrane próbki poddane zostają 48-godzinnej inkubacji w temperaturze 37 ºC w warunkach tlenowych [20]. Do poboru próbki zanieczyszczeń mikrobiologicznych (np. grzybów) z powierzchni przewodów również można metodę odciskową, a uzyskany materiał przekazać do odpowiedniego laboratorium w celu przeprowadzenia identyfikacji jakościowej i ilościowej drobnoustrojów. Metoda odciskowa (kontaktowa) sprawdza się najlepiej podczas kontroli mikrobiologicznej płaskich i gładkich (równych) powierzchni. W przypadku wielkich, nieabsorbujących, nieregularnych lub zagłębionych powierzchni, dla których nie powinno się stosować metod kontaktowych, można wykorzystać metodę wacikową. Żywe mikroorganizmy mogą być zebrane w wynik: przemycia sterylnym wacikiem lub gąbką. Niektóre wykonane z waty waciki mogą zawierać pewne składniki lub zanieczyszczenia na swojej powierzchni lub wewnątrz waty. Wata może także oddziaływać toksycznie w stosunku do pewnych mikroorganizmów.W związku z tym należy stosować jedynie waciki ze sterylnym przemywającym środkiem, tj. roztworem fizjologicznym soli. Mogą być użyte wcześniej przygotowane nawilżone sterylne waciki. Do procedur umożliwiających ilościowe określenie zdolnych do życia cząstek przez odcisk powierzchni na odpowiednio dobranym medium zawierającym pożywkę, można zaliczyć stosowanie:

  • płytek kontaktowych (odciskowych) ze specjalną dostępną powierzchnią próbkowania, tj. z wypukłą powierzchnią (meniskiem) pożywki
  • elastycznych (giętkich) urządzeń ze specjalną powierzchnią próbkowania

Tabela 7. Dopuszczalny poziom zanieczyszczenia instalacji, pobór próbki metodą podciśnieniową [18]

Klasa czystości instalacji

Gęstość powierzchniowa zakumulowanego pyłu

System musi być oczyszczony

Podstawowa

Wartość niezdefiniowana

Wartość niezdefiniowana

Średnia

1,5 g/m2

≥ 3 g/m2

Zaawansowana

0,75 g/m2

≥1,5 g/m2

DOPUSZCZALNE ILOŚCI DROBNOUSTROJÓW W INSTALACJACH UŻYTKOWYCH

Dopuszczalne ilości drobnoustrojów w pyle pobranym z instalacji podane są w propozycji wytycznych przedstawionej przez Mechanical Hygiene Industries [6] (Tabela 8).

Tabela 8. Propozycja oceny zanieczyszczenia mikrobiologicznego przewodów wentylacyjnych [6]

Państwo

Rodzaj pyłu

Mikroorganizmy

Dopuszczalne stężenie

Metoda

USA

Pobrany z wnętrza przewodów wentylacyjnych

Grzyby pleśniowe Bakterie

< 15 000 jtk/g

< 30 000 jtk/g

Bezpośredni posiew

Jedynie w wytycznych niemieckich VDI 6022, part 1 [18], stwierdza się, że podczas kontroli jakości mikrobiologicznej wody doprowadzanej do nawilżaczy, należy oznaczyć ogólną liczbę bakterii. Zaleca się zastosować podłoże agarowe z krwią, a inkubację przeprowadzić w temperaturze 20°C±1 i 36°C±1

SKUTECZNOŚĆ ZATRZYMANIA DROBNOUSTROJÓW PRZEZ FILTRY WYSOKO SKUTECZNE HEPA I ULPA

Pierwsze filtry HEPA (“High Efficiency Particulate Air”) zostały zaprojektowane w latach 40. ubiegłego wieku i zastosowane w projekcie Manhattan w celu przeciwdziałania rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń radioaktywnych. Do sprzedaży zostały wprowadzone w latach 50. Obecnie stosowane są do bardzo skutecznego oczyszczania powietrza (stąd też pochodzi nazwa grupy filtrów, do których się je zalicza – filtry wysoko skuteczne) m.in. w przemyśle farmaceutycznym, szpitalach, zakładach paliw nuklearnych, siłowniach jądrowych, przy produkcji mikroprocesorów. W oparciu o wymagania dotyczące przeprowadzania testów filtrów HEPA można powiedzieć, ze filtr o skuteczności 99,97% będzie z tą efektywnością zatrzymywał wszystkie cząstki większe od 0,3 mikrometrów. Filtry ULPA („Ultra Low Penetrating Air”), jeszcze bardziej skuteczne niż filtry HEPA (>99,997%), są w stanie zatrzymać co najmniej 99,999% takich zanieczyszczeń, jak pył, zarodniki roślin, grzyby pleśniowe, bakterie oraz każdą cząstkę większą od 120 nanometrów. Zgodnie z omawianymi wytycznymi maksymalne dopuszczalne stężenie ogólnej liczby bakterii wynosi 1000 JTK/ml. W przypadku występowania bakterii z rodzaju legionella, stężenie nie może przekroczyć 1 JTK/ml. W publikacji [9], w oparciu o badania modelowe, określono gatunki drobnoustrojów (wirusów, bakterii oraz zarodników grzybów pleśniowych), w stosunku do których filtr HEPA o skuteczności 99,9% w odniesieniu do zanieczyszczeń o wymiarze 0,3 mikrometra charakteryzuje się największą przepuszczalnością w trakcie jednorazowego przepływu przez filtr (Tabela 9). Wśród zamieszczonych w Tabeli 9 drobnoustrojów znajdują się także te powszechnie występujące w środowisku szpitalnych, powodujące infekcje pochodzenia szpitalnego. Oczywiście liczba drobnoustrojów przepływających przez filtr, bez informacji o ich stężeniu oraz poziomie ryzyka, nie jest wystarczającą informacje do wnioskowania o ich oddziaływaniu na zdrowie ludzi. Ilustruje natomiast cechę charakterystyczną dla wszystkich filtrów w nawiązaniu do gatunku mikroorganizmów – niektóre z nich są zatrzymywane przez filtr z większą lub z mniejszą efektywnością.

Tabela 9. Drobnoustroje najbardziej penetrujące przez filtr HEPA o skuteczności 99,9% w odniesieniu do zanieczyszczeń o wymiarze 0,3 mikrometra podczas jednorazowego przepływu powietrza przez filtr [9], [10] Rozwój mikroorganizmów w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem filtrów powietrzaW opracowaniu przedstawionym w [7] znajdują się sugerowane przez firmę Camfil Farr klasy filtrów powietrza (podane zgodnie z nazewnictwem amerykańskim), które skutecznie zatrzymują podane w tej samej tabeli grzyby pleśniowe (tabela 10).

Tabela 10. Proponowane klasy filtrów do skutecznego zatrzymania grzybów pleśniowych [7]Rozwój mikroorganizmów w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych ze szczególnym uwzględnieniem filtrów powietrza

BIBLIOGRAFIA

  1. Batterman S. A., Burge H., HVAC Systems as Emission Sources Affecting Indoor Air Quality: a Critical Review, HVAC&Research, vol.1, no. 1, January 1995, p. 61-82
  2. Brosseau L.M., Vesley D., Kuehn T., Melson J., Han H.S., Duct Cleaning: A Review of Associated Health Effects and Results of Company and Expert Surveys, w: ASHRAE Transactions, Vol. 106, 2000, s. 180-187
  3. Burt, T.S. 1993. The sick building syndrome. Climate and Buildings. Number 1-2 [Burt]
  4. Charkowska A., Przyczyny i źródła zanieczyszczenia instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, Rynek Instalacyjny, 2010
  5. Everett J.G., Construction Business Review, Volume 7 Number 2, http://www.collomiaq.com/construction_business_review.htm
  6. Fitzner K., Müller B., Küchen V., Lußky J., Airless, Definition of cleanliness: Ducts, Hermann-Rietschel-Institute for Heating and Air-Conditioning of Technical University of Berlin, Berlin
  7. Kalliokoski P., Kujanpä, Pasanen A-L, Pasanen P., Cleaning of Ventilation Systems and its Effect on Air Exchange Rates in Single-Family Houses, w: Proceedings Healthy Buildings’95, an international conference on healthy buildings in mild climate, 10-14.09.1995, Mediolan, Włochy, Publ. healthy buildings’95 Milano, 1995, s. 1525-1529
  8. Kowalski W.J., Bahnfleth W.P., Airborne - Micrbe Filtration In Indoor Environments, HPAC Engineering • January 2002, s. 57-69
  9. Kowalski W.J., Bahnfleth W.P., Airborne Respiratory Diseases and Mechanical Systems for Control of Microbes, HPAC, July 1998, http://www.engr.psu.edu
  10. Kowalski W.J., Bahnfleth W.P., MERV Filter Models For Aerobiological Applications, http://www.nafahq.org/LibaryFiles/Articles/Article015.htm Summer 2002 issue of Air Media
  11. Kuehn T.H, Matching Filtration to Health Requirements, ASHRAE Transactions, Vol. 97, Part 2, 1991
  12. Legionellosis Position Paper, ASHRAE, 1998, http://www.ashrae.org [Legionellosis ASHRAE]
  13. Lipiec A., Grzyby pleśniowe, 2003, http://www.alergen.info.pl/grzyby_pl.htm
  14. Loyd S.R., Ventilation System Hygiene – a review, BSRIA,1996 16. Nims D., Basics of Industrial Hygiene, Wiley, Nowy Jork, 1999, Chapter 6, p. 157
  15. Nims D., Basics of Industrial Hygiene, Wiley, Nowy Jork, 1999, Chapter 6, p. 157
  16. PN-EN 1822-5:2009 Wysokoskuteczne filtry powietrza (EPA, HEPA i ULPA) -- Część 5: Określanie skuteczności filtru
  17. prEN15780: 2008, Ventilation for buildings – Ductwork – Cleanliness of ventilation systems
  18. VDI 6022, Part 1, 1998, Hygiene standards for ventilation and air-conditioning systems. Offices and assembly rooms
  19. www.clinikka.pl
  20. Broms S., A gravimetric measurement method for ventilation cleanliness, before and after cleaning. Description and application, http://www.atecyr.org/climamed/climamed2004/ books/06/A%20GRAVIMETRIC%20MEASUREMENT%20METHOD.pdf
  21. Kanadyjskie wytyczne

Dr inż. Anna Charkowska; Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa, Politechnika Warszawska, 00-653 Warszawa, ul. Nowowiejska 20

Czytaj więcej