| Kuchenki gazowe - producent tlenku węgla |
|
| 30.03.2007. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spalanie w kuchenkach gazowy przyczyną kłopotów zdrowotnychTlenek węgla jest produktem spalania zaliczanym do głównych zanieczyszczeń powietrza zewnętrznego przenikających do pomieszczeń. Znalazł się również wśród priorytetów badań, określonych przez ekspertów światowej Organizacji Zdrowia w raporcie dotyczącym problemów zanieczyszczenia atmosfery pomieszczeń [1,2]. Ze względu na powszechność występowania w pomieszczeniach mieszkalnych oraz skutki oddziaływania, tlenek węgla stanowi szczególne zagrożenie dla osóbnarażonych na jego działanie. W Polsce corocznie jest bezpośrednim sprawcą kilkuset zgonów [3]. Głównym naturalnym Źródłem tlenku węgla w powietrzu atmosferycznym jest utlenianie metanu. Szacuje się, że przemiany metanu powstającego w procesach biologicznych mogą być Źródłem około 2500 mln Mg tlenku węgla rocznie. Drugim istotnym Źródłem emisji tlenku węgla jest jego uwalnianie z wód oceanów. Tlenek węgla w oceanach swoje pochodzenie częściowo zawdzięcza wymywaniu z atmosfery przez wodę deszczową. a częściowo metabolizmowi flory oceanicznej. Całkowitą masę tlenku węgla zdesorbowanego z oceanów oceniono na 43 mln Mg rocznie [4]. Inne naturalne Źródła tlenku węgla to pożary lasów i traw, wulkany i burze. Pewna część tlenku węgla powstaje także w warstwie atmosfery powyżej 75 km. w procesie dysocjacji dwutlenku węgla wywołanej promieniowaniem słonecznym lub wyładowaniami elektrycznymi. W porównaniu z masą tlenku węgla powstającą w procesach naturalnych, emisja spowodowana działalnością człowieka jest raczej niewielka. Stany Zjednoczone będące największym jego wytwórcą, w latach dziewięćdziesiątych emitowały około 80 mln Mg rocznie [5]. Największy, szacowany na 80% udział w całkowitej masie tlenku węgla pochodzenia antropogenicznego na świecie, mają pojazdy z silnikami spalinowymi. Wzrostowi liczby tych pojazdów w ubiegłych latach towarzyszył szybki wzrost ilości tlenku węgla emitowanego do atmosfery. Za pozostałą część emisji odpowiedzialna jest energetyka i niektóre procesy przemysłowe, takie jak przeróbka ropy naftowej, hutnictwo żelaza, przemysł papierniczy, procesy spiekania czy termiczna utylizacja odpadów. W naszym kraju dominującym Źródłem emisji tlenku węgla jest energetyczne spalanie paliw, w którym największy udział posiada ciepłownictwo. Całkowita emisja tego zanieczyszczenia w Polsce w 1998 r. wyniosła około 4,3 mln Mg [6]. Tlenek węgla łatwo dyfunduje w powietrzu, a będąc chemicznie mało reaktywny, wolno ulega przemianom. Stąd przy braku wewnętrznych Źródeł emisji, stężenia wewnątrz pomieszczeń są zwykle porównywalne do stężeń notowanych na zewnątrz [7]. Oprócz napływu wraz z powietrzem wentylacyjnym, tlenek węgla obecny w budynkach ma swoje Źródło w prowadzonych tam procesach spalania, z których na szczególną uwagę zasługuje eksploatacja urządzeń gazowych: kuchni i przepływowych ogrzewaczy wody. Zarówno krajowe, jak i zagraniczne Źródła literaturowe podają, że ich praca nawet w warunkach poprawnie pracującej wentylacji powodować może przekroczenia dopuszczalnych stężeń produktów spalania obowiązujące dla pomieszczeń mieszkalnych [8, 9, 10, 11, 12]. W Polsce, dla tlenku węgla wartość ta wynosi 10 mg/m3 dla czasu ekspozycji 30 minut i 3 mg/m3 dla 24 h [13]. Strumień powietrza, który należy zapewnić w celu całkowitego i zupełnego spalenia gazu ziemnego wynosi 10 - 12 m3 na 1 m3 gazu [14]. W warunkach niewłaściwie działającej wentylacji, w pomieszczeniach pojawia się zjawisko deficytu tlenu i towarzysząca temu zwiększona emisja tlenku węgla, skutkująca występowaniem stężeń mogących stanowić zagrożenie dla życia przebywających tam ludzi [15]. U niektórych osób ograniczenie zdolności do wysiłku pojawić się może w przypadku utrzymywania się stężenia CO wynoszącego 100 mg/m3 już po 20 minutach, a trwająca ponad trzy godziny ekspozycja aktywnej osoby na stężenie tlenku węgla powyżej 500 mg/m3 może skończyć się nawet śmiercią. Prowadzone przez Państwowy Zakład Higieny pomiary stężeń tlenku węgla w mieszkaniach przyniosły wyniki w zakresie 3 - 75 mg/m3 [16, 17]. Zespól badaczy z Politechniki śląskiej, w swych publikacjach alarmował z powodu odnotowywanych stężeń tlenku węgla, spowodowanych pracą urządzeń gazowych: 200 mg/m3 w kuch11l i 460 mg/m3 w łazience. Stężenie blisko 600 mg/m3 stwierdzono w sytuacji wspólnego użytkowania kanałów spalinowych przez urządzenia gazowe i piece węglowe [14, 18]. Wyniki badań prowadzonych w budynkach 14-kondygnacyjnych, wykonanych w technologii wielkopłytowej przyniosły wartości sięgające 100 mg/m3 w pomieszczeniu z niesprawną kuchnią gazową oraz 500 mg/m3 w łazience z niesprawnym ogrzewaczem wody i kanałami wentylacyjnymi. Analiza statystyczna wyników wykazała, że w okresie grzewczym stężenia w ponad 60% kuchni i niemal 45% badanych łazienek stężenia mieściły się w zakresie 5-30 mg/m3 [3, 19]. Jak widać, notowane w pomieszczeniach stężenia tlenku węgla stanowić mogą zagrożenie dla zdrowia i życia ich użytkowników, dlatego szczególnie ważne wydają się być pomiary wartości chwilowych stężeń i obserwacje zmian tych stężeń w krótkich przedziałach czasowych. Metodyka analizy stężeń tlenku węgla i opis obiektów badańDo bezpośredniego pomiaru chwilowych stężeń tlenku węgla został użyty toksykomierz TOX-CO, którego działanie opiera się na czujniku elektrochemicznym wykorzystującym katalityczne utlenianie tlenku węgla. Zakres pomiarowy miernika wynosi 0-200 ppm, z rozdzielczością 1 ppm. Powtarzalność wskazań jest na poziomie +/- 1% wartości mierzonej, zaś błąd podstawowy +/- 2% zakresu pomiarowego.Pomiary prowadzone były w 12 kuchniach, z których 8 znajdowało się w budynkach wielorodzinnych, a 4 w budynkach jednorodzinnych. Wiek budynków wynosił od 10 do 70 lat. Źródłami emisji były kuchnie gazowe czteropalnikowe, zasilane gazem ziemnym. W dwóch pomieszczeniach dodatkowo używane były gazowe przepływowe ogrzewacze wody (pomieszczenia nr 1 i nr 11). Pomiarów dokonywano w warunkach typowej eksploatacji urządzeń. Aby uwzględnić wpływ wahań stężenia tlenku węgla w powietrzu atmosferycznym na wynik uzyskiwany w pomieszczeniach, pomiary wykonywano w obu tych środowiskach. Różnica czasowa pomiędzy odczytami wartości nie przekraczała l min i wynikała z czasu odpowiedzi miernika. Przed rozpoczęciem eksperymentu pomieszczenia przewietrzano aż do chwili, gdy wewnętrzne stężenia tlenku węgla były równe atmosferycznym. W każdym z pomieszczeń przeprowadzono około 10 serii pomiarowych, wykonywanych w warunkach normalnej eksploatacji pomieszczeń. Czas trwania pomiarów wynosił 30-180 min, odczytów dokonywano co 15 min. 3. Omówienie uzyskanych wyników Maksymalne stężenie tlenku węgla w powietrzu atmosferycznym wyniosło 4 mg/m3. Zakresy stężeń zmierzonych w pomieszczeniach i obliczonych dla każdej serii pomiarowej stężeń średnich przedstawiono w tabeli poniżej: Tabela l. Zakresy stężeń tlenku węgla w pomieszczeniach Numer pomieszczenia Największa zmierzona wartość chwilowa, mg/m3 Zakres zmierzonych wartości maksymalnych (30 minutowych), mg/m3 Zakres obliczonych średnich stężeń w czasie serii pomiarowej, mg/m3
Zestawienie największych chwilowych wartości stężeń tlenku węgla zmierzonych w analizowanych pomieszczeniach przedstawiono na rys. l. Stwierdzono występowanie przekroczeń dopuszczalnego stężenia tlenku węgla obowiozującego dla 30 minut ekspozycji. Zmierzone wartości nie stanowiły wprawdzie bezpośredniego zagrożenia dla zdrowia mieszkańców, jednak regularne występowanie stężeń stanowiących wielokrotność normy należy uznać jako sytuację niewłaściwą. Wartość dopuszczalna stężenia tlenku węgla była przekraczana w 6 z 12 badanych pomieszczeń. Odsetek pomieszczeń znajdujących się w zabudowie wielorodzinnej, wśród których występowały przekroczenia normatywu wyniósł 62%, natomiast w zabudowie jednorodzinnej tylko 25%.  Rys.1. Zestawienie największych chwilowych wartości stężenia tlenku węgla w pomieszczeniach W pomieszczeniach budynków jednorodzinnych, przekroczenia stężenia dopuszczalnego występowały jedynie w sytuacji równoczesnej pracy kuchni gazowej i grzejnika wody przepływowej (pomieszczenie nr 11). W pozostałych przypadkach, notowane stężenia tlenku węgla nie przekraczały wartości dopuszczalnej. Zakresy notowanych stężeń 30-minutowych w poszczególnych pomieszczeniach przedstawiono na wykresie poniżej:  Rys.2. Zakresy notowanych stężeń 30-minutowych CO w badanych pomieszczeniach Wartości średnie, obliczane jako średnia ważona stężenia mierzonego w trakcie wykonywania pomiarów wahały się w granicach 1-46 mg/m3, ale tylko w przypadku trzech pomieszczeń (nr 1, 4 i 5) przekraczały 10 mg/m3. Niższe wartości średnich stężeń obliczone dla pozostałych pomieszczeń wskazują że stężenia przekraczające normy występowały stosunkowo rzadko, a jak wykazała dokładniejsza analiza. pojawiały się najczęściej pod koniec pomiarów. Porównanie średnich stężeń tlenku węgla w poszczególnych pomieszczeniach przedstawiono na rys. 3.  Rys.3. Zakresy obliczonych średnich stężeń CO w badanych pomieszczeniach Aby lepiej rozpoznać przyczyny występowania wysokich stężeń tlenku węgla w pomieszczeniach budynków wielorodzinnych, dokonano analizy warunków wentylacyjnych panujących w czasie prowadzenia badań. Stwierdzono, że w przypadku eksploatacji kuchni gazowej przy zamkniętych oknach w pomieszczeniu, wyniki 76% ogólnej liczby odczytów przekraczały wartość dopuszczalną. W warunkach okien otwartych, przekroczenia wystąpiły jedynie w przypadku 27%. W dwóch pomieszczeniach (pomieszczenia nr 4 i 5), stężenie tlenku węgla przekraczało wartość dopuszczalną najczęściej w czasie poniżej 15 minut od rozpoczęcia spalania gazu, bez względu na liczbę pracujących palników i otwieranie okna. W jednym, przekroczenia stężenia dopuszczalnego występowały w sytuacji równoczesnej pracy kuchni gazowej i grzejnika wody przepływowej (pomieszczenie nr l). W pozostałych (pomieszczenia nr 6 i 8), aby stężenia tlenku węgla przekroczyły normatywy, w warunkach zamkniętych okien pracować musiały co najmniej 2 palniki przez minimum 45 minut. Porównanie częstości notowania przekroczeń wartości dopuszczalnej stężenia tlenku węgla w trakcie pomiarów przedstawiono na rys. 4. Ponieważ w czasie trwania pomiarów spalane były różne objętości gazu, aby umożliwić bezpośrednie porównywanie uzyskiwanych wyników, wyznaczono wskaŹnik s będący ilorazem stężenia tlenku węgla i objętości spalonego gazu, obliczany według wzoru:   Rys.4. Porównanie częstości występowania przekroczeń stężenia dopuszczalnego CO w trakcie pomiarów Wyznaczając wartość wskaŹnika posługiwano się średnią ważoną stężenia panującego w czasie prowadzenia pomiaru, oraz objętością spalonego w tym czasie paliwa. Dzięki temu otrzymano informację o średnim stężeniu tlenku węgla, będącym efektem spalenia jednostkowej objętości gazu. Uzyskane w ten sposób wyniki przedstawiono na rys. 5. Analizując je można stwierdzić. iż w przypadku spalania równych sobie objętości gazu w kuchni, w warunkach zamkniętych okien należy spodziewać się średnich wartości stężenia tlenku węgla 1,2-2,9 krotnie wyższych niż przy oknach otwartych. Posumowanie i wnioski Przeprowadzone badania wykazały możliwość wystąpienia przekroczeń dopuszczalnego stężenia tlenku węgla obowiązującego dla pomieszczeń mieszkalnych, w warunkach typowej eksploatacji kuchni gazowych. Sytuacja taka była notowana w większości pomieszczeń znajdujących się w zabudowie wielorodzinnej. Nadmierne stężenia tlenku węgla najczęściej występowały w przypadku równoczesnej eksploatacji kilku przyborów gazowych lub korzystania z kuchni gazowych w warunkach zamkniętych okien. Nasuwa to wniosek, aby jako doraŹną metodę unikania ekspozycji na wysokie stężenia CO, praktykować uchylanie okien na czas pracy kuchni gazowej. Należy również odnotować sytuację występującą w dwóch badanych pomieszczeniach, w których przekroczenia normatywów pojawiały się w bardzo krótkim czasie i otwieranie okien nie było w stanie temu zapobiec. W takich wypadkach należy bezwzględnie dokonać regulacji pracy palników oraz zbadać drożność kanałów wentylacyjnych. Niektórzy specjaliści, analizując stan panujący w naszym kraju postulują usunięcie z mieszkań kuchni gazowych i przepływowych podgrzewaczy wody, oraz zastąpienie urządzeniami elektrycznymi w kuchniach i centralnym zaopatrzeniem w ciepłą wodę użytkową [20]. Ponieważ takie rozwiązania wiążą się z koniecznością znacznych nakładów finansowych, ponoszonych zarówno przez administratorów budynków jak i samych użytkowników lokali, ich wprowadzenie w życie, niewątpliwie słuszne z punktu widzenia bezpieczeństwa mieszkańców, na razie stoi pod znakiem zapytania. O wiele mniejsze koszty pociąga natomiast za sobą dbałość o właściwy stan techniczny urządzeń gazowych i instalacji wentylacyjnej oraz stosowanie, tam gdzie to dozwolone, okapów i wentylatorów wyciągowych, które to działąnia mogą ograniczyć emisję i stężenia tlenku węgla występujące w pomieszczeniach. Bibliografia:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| « poprzedni artykuł |
|---|