Normative Problems of the Nitrogen Oxides Concentration Limiting in the Human Residence Environment

• Autorzy: Maliszewska Agnieszka , Szkarowski Aleksander , Chernykh Aleksandr

Warianty tytułu

PL

Normatywne problemy ograniczenia stężenia tlenków azotu w środowisku przebywania ludzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The gas supply of apartments, especially with the use of natural gas, is welcomed by the majority of residents. Jest to komfortowe, łatwe w użyciu i stosunkowo tanie źródło energii. The Polish Gas Development Program foresees that in 2022 to 90% of residents of the country will be provided with gas supply. However, this inevitably involves the emission of exhaust gases from gas equipments into air in apartments. Nitrogen oxides (NO_x) are considered to be the most dangerous components of combustion products for human health. They are created even during complete combustion of fuel and efficiently operating burners. Air in apartments is a separate type of people’s environment compared to the outside atmosphere and the working area. The man spends in this environment a considerable part of his life comparable with the working time. However, in standards of many countries it is not considered. This complicates the analysis and effective solution of human health protection against the effects of NO_x. The sanitary standards of several countries were analysed from this point of view (Tab. 1-6). The Polish norms define the requirements in relation to the air of the apartments, but paradoxically lack nitrogen oxides in them. Therefore, it is currently only possible to orientate on the permissible NO_x concentration in the working environment. The second important issue is the effectiveness of ventilation, which should ensure the discharge of gases generated during the combustion of natural gas. The standards and building regulations of several countries were analysed from this point of view (Tab. 7). It was found that Polish standards for kitchen ventilation are less stringent in terms of global trends. In addition, national building regulations have contradictions that hinder the use of effective solutions at the design stage. Additional difficulties arise from the very high tightness of the currently used window joiners. This practically prevents the supply of adequate air to the premises through infiltration, which is assumed in the standards. In order to verify the obtained conclusions, the literature experimental data in this field were analysed (Fig. 1). The own experimental series was then carried out (Tab. 8, Fig. 2). The average operating conditions of the standard equipment have been tested. It has been proven that the concentration of NO_x in the kitchen air can significantly exceed the Polish permissible compartments for the working environment and global requirements for living quarters. In order to ensure the protection of human beings against NO_x emitted into the air of gas-supplied housing is requested to introduce urgent changes to national sanitary standards. The second necessary action is to eliminate inconsistencies in national building regulations in terms of kitchen ventilation. This would allow the use of effective technical solutions already at the design stage.

PL

Gazyfikacja mieszkań, szczególnie z użyciem gazu ziemnego, jest mile widziana przez większość mieszkańców. Jest to komfortowe, łatwe w użyciu i stosunkowo tanie źródło energii. Program rozwoju gazownictwa Polski przewiduje, że w roku 2022 do 90% ludności kraju zostanie ogarnięto zaopatrzeniem w gaz. Jednak to nieuchronnie wiąże się z emisją spalin od urządzeń gazowych do powietrza w mieszkaniach. Za najgroźniejsze dla zdrowia ludzi składniki spalin uznaje się tlenki azotu (NO_x). Powstają one nawet przy zupełnym spalaniu paliwa i sprawnie działających palnikach. Powietrze w mieszkaniach stanowi odrębny rodzaj otoczenia ludzi w porównaniu z atmosferą zewnętrzną i środowiskiem pracy. Człowiek spędza w tym środowisku sporą część swego życia porównywalną z czasem pracy. Jednak w normach wielu krajów tego się nie uwzględnia. Utrudnia to analizę i skuteczne rozwiązanie zagadnienia ochrony zdrowia ludzi przed działaniem NO_x. Przeanalizowano sanitarne normy kilku krajów z tego punktu widzenia (Tab. 1-6). Normy polskie definiują wymagania w stosunku do powietrza mieszkań, jednak paradoksalnie brakuje w nich tlenków azotu. Dlatego orientować się w tej sprawie można obecnie tylko na dopuszczalne stężenie NO_x w środowisku pracy. Drugą istotną kwestią jest skuteczność wentylacji, która powinna zapewnić odprowadzanie spalin powstających w trakcie spalania gazu ziemnego. Z tego punktu widzenia przeanalizowano normy i przepisy budowlane kilku wybranych krajów (Tab. 7). Ustalono, że normy polskie w zakresie wentylacji kuchni są mniej rygorystyczne względem trendów światowych. Ponadto w krajowych przepisach budowlanych występują sprzeczności utrudniające zastosowanie efektywnych rozwiązań na etapie projektowania. Dodatkowe utrudnienia sprawia bardzo wysoką szczelność obecnie stosowanej stolarki okiennej. Praktycznie uniemożliwia to doprowadzanie odpowiedniej ilości powietrza do pomieszczeń na drodze infiltracji zakładanej w normach. W celu weryfikacji uzyskanych wniosków przeanalizowano literaturowe dane doświadczalne (Rys. 1) w tym zakresie. Następnie przeprowadzono własną serie eksperymentalną (Tab. 8, Rys. 2). Przetestowano przeciętne warunki eksploatacji standardowego wyposażenia. Udowodniono, że stężenie NO_x w powietrzu kuchni może znacznie przekraczać polskie dopuszczalne przedziały dla środowiska pracy i światowe wymagania w stosunku do pomieszczeń mieszkalnych. Żeby zapewnić wymagania ochrony ludzi przed działaniem NO_x emitowanych do powietrza mieszkań zaopatrywanych w gaz wysunięto wniosek o wprowadzeniu pilnych zmian w krajowych normach sanitarnych. Drugim koniecznym działaniem uznano wyeliminowanie niespójności w krajowych przepisach budowlanych w zakresie wentylacji kuchni. To umożliwiłoby zastosowanie efektywnych rozwiązań technicznych już na etapie projektowania.

Słowa kluczowe

EN

gas supply; gas equipment; health protection; nitrogen oxides; emissions; sanitary standards; building regulations; experimental research

PL

zaopatrzenie w gaz; kuchenka gazowa; ochrona zdrowia; tlenki azotu; emisja; normy sanitarne; przepisy budowlane; badania doświadczalne

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: Tom 21, cz. 2
• Strony: 1328--1342
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Maliszewska Agnieszka

• Koszalin University of Technology, Poland

autor

Szkarowski Aleksander

• Koszalin University of Technology, Poland
• St. Petersburg State University of Architecture & Civil Engineering, Russia

autor

Chernykh Aleksandr

• St. Petersburg State University of Architecture & Civil Engineering, Russia

Bibliografia

• 1. Ackermann-Liebrich U., Leuenberger P., Schwartz J. and the others: (1997) Lung function and long term exposure to air pollutants in Switzerland. Am. J. Respir. Crit. Care Med, 155: 122-129.
• 2. Air quality in Europe – 2018 report (2018). EEA Report No 12/2018.
• 3. Bieniek M. (2008). Wpływ tlenków azotu na jakość powietrza w pomieszczeniach. Prace naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko, 2/2008, 2-17. Campagna A.C., Merrill R., Seguel D., Seguel J.M. (2017) Indoor Air Quality. Am J LifestyleMed, 11(4), 284–295.
• 4. Capello F, Gaddi A. V. (2018). Clinical Handbook of Air Pollution-Related Diseases. Cham, Switzerland: Springer International Publishing AG.
• 5. Daisey J. M., Lioy P. J. (1987). Toxic air pollution. A Comprehensive Study of Non-Criteria
• 6. Air Pollutants. Chelsey, MI: Lewis Publishers, Inc.
• 7. German Committee on Indoor Guide Values (2005). Guide values for the concentration of specific substances in indoor air. German Federal Environmental Agency (UBA).
• 8. Government of Canada (2015), Residential Indoor Air Quality Guideline: Nitrogen Dioxide.
• 9. Hess-Kosa K. (2011). Indoor Air Quality. The Latest Sampling and Analytical Methods.Boca Raton, FL: CRC Press.
• 10. Indoor air quality, thermal comfort and daylight. Analysis of residential building regulations in eight eu member states. (2015). Bruxelles: Buildings Performance Institute Europe (BPIE).
• 11. Klepeis N. E, Lobscheid A. B., Logue J. M., Singer B. C. (2014). Pollutant Exposures from Natural Gas Cooking Burners: A simulation-Based Assessment from Southern California. Environmental Health Perspectives, 122(1), 43-50.
• 12. Kroczyńska-Bednarek J. (2008) Wpływ czynników środowiskowych na rozwój i przebieg astmy oskrzelowej Terapia-Pulmologia Rok XVI/10 z.1 (216)
• 13. Miller R. (1997). Badanie emisji zanieczyszczeń z kuchenek gazowych. Ochrona Środowiska 1(64), 33-37.
• 14. Mortimer K. M., Neas L. M., Dockery D. W. and the others (2003) The effect of air pollution on inner-city children with asthma. Eur. Respir. J., 19: 699-704
• 15. Nadadur S.S., Hollingsworth J.W. (2015). Air Pollution and Health Effects. London: Springer London.
• 16. Opaliński S., Rabczak S. (2003). Wentylacja grawitacyjna. Oficyna Warszawa: Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.
• 17. Pluschke P., Schleibinger H. (2018), Indoor Air Pollution. The Handbook of Environmental Chemistry, 64. Berlin: Springer-Verlag GmbH.
• 18. Polska Norma PN-83/B-03430+A3:2000. Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.
• 19. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75, poz. 690 z późn. Zmianami).
• 20. Rozporządzenie Ministra Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 czerwca 2018 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy.
• 21. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu.
• 22. Strategia Polskiej Spółki Gazownictwa na lata 2016-2022 (2016), Warszawa: PGNiG SA.
• 23. Shkarovskiy A., Maliszewska A. (2018). Study of air pollution with combustion products of gas stoves in gas-supplied apartments. Architecture and Engineering, 3(1), 38-43.
• 24. Szkolenie seminaryjne polskiego zrzeszenia inżynierów i techników sanitarnych oddział w Katowicach, (2014). Wentylacja naturalna i mechaniczna warunkiem poprawnego użytkowania obiektów kubaturowych. Katowice: PZiTS.
• 25. Šenitkova I., Vilčeková S. (2009). Modeling the Occurrence of Nitrogen Oxides Indoors. Indoor and Built Environment, 18(2), 138-143.
• 26. WHO Guidelines for Indoor Air Quality: Selected Pollutants - Nitrogen dioxide (2010).
• 27. Woolley T. (2017). Building Materials Health and Indoor Air Quality. No breathing space? Abingdon: Routledge Taylor&Francis Group.
• 28. Zarządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 12 marca 1996 r. w sprawie dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia, wydzielanych przez materiały budowlane, urządzenia i elementy wyposażenia w pomieszczeniach przeznaczonych na pobyt ludzi.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).