Зачем школам нужен чистый воздух в помещении

Детям во многих странах пришлось нелегко за последние два года. Они оказались под огромным давлением во время самоизоляции — большинству из них приходилось работать из дома, пытаясь не отставать от учебы в изоляции от своих учителей и однокурсников.

К тому времени, когда школы снова открылись, акцент на мерах по защите от Covid-19 изменился с гигиены поверхностей и регулярной глубокой очистки на гигиену воздуха. Многочисленные специалисты по аэрозолям, технике, атмосферным и респираторным заболеваниям представили доказательства того, что Covid-19 в первую очередь передается воздушно-капельным путем. Это показало важность ношения масок и обеспечения хорошего качества воздуха в помещении для снижения риска заражения.

В нескольких странах во время волны дельта-варианта в школах было зарегистрировано большое количество инфекций, в результате чего дети передавали инфекции взрослым в своих домах. Недавнее исследование (декабрь 2021 г.), проведенное Швейцарской федеральной лабораторией материаловедения и технологий (EMPA), показало четкую связь между плохой вентиляцией в классах и большим количеством инфекций. Это показывает, что в плохо проветриваемых классах (измеренных датчиками CO ₂ ) было в шесть раз больше случаев Covid-19.

Правда о качестве воздуха в помещениях школ

Вопрос о защите детей от инфекции после открытия школ также высветил проблему, которая затронула школы. Плохое качество воздуха в школьных классах десятилетиями мешало обучению детей. И это несмотря на большое количество исследований, показывающих, что плохая вентиляция и загрязнение, которые широко распространены в городских школах, оказывают серьезное влияние на здоровье, успеваемость и благополучие детей. Школьный персонал также пострадал, и они имеют право на безопасную рабочую среду.

Целевая группа комиссии Lancet COVID-19 по безопасной работе, безопасной школе и безопасному путешествию обнаружила, что большинство школ в США не соответствуют даже минимальному стандарту проектирования вентиляции ASHRAE (Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха), который направлен на комфорт, а не на борьбу с болезнями, поэтому он намного ниже, чем необходимо для адекватного удаления инфекционных аэрозолей.

Во многих странах школам выделяются средства для принятия мер по обеспечению безопасности их работы. В отчете журнала Lancet подчеркивается, что это дает уникальную возможность для улучшения здоровья школьных зданий, в том числе для улучшения качества воздуха в помещениях. Предотвращение распространения болезней, передающихся воздушно-капельным путем, и снижение уровня загрязнения в школах являются частью одной и той же проблемы. Улучшение качества воздуха в помещениях уменьшит как загрязнение воздуха внутри помещений, так и риск заражения детей и персонала болезнями, передающимися воздушно-капельным путем. Оба из них обеспечат преимущества улучшения здоровья и успеваемости. Ниже мы обсудим, почему чистый воздух особенно важен для школ.

Почему качество воздуха в классе важно для детей

По мере развития нашего тела разные люди из разных групп населения по-разному реагируют на токсины и аллергены в воздухе. Некоторые люди гиперчувствительны к низким уровням загрязнения воздуха внутри помещений или к синдрому больного здания, конкретные причины которого до сих пор полностью не выяснены исследованиями. Считается, что это вызвано воздействием низких уровней нескольких загрязнителей. Это усиливает аргументы в пользу хорошего качества воздуха в помещении, сохраняя уровень загрязняющих веществ на как можно более низком уровне.

«Власти, испытывающие нехватку денег, обычно размещают школы на самых дешевых доступных землях, которые часто находятся рядом с оживленными дорогами, заводами или на ранее загрязненных участках». Исследование доктора Сары Гринески, опубликованное в журнале экологических исследований, показало, что треть школ в Нью-Йорке и Нью-Джерси подвержены наибольшему риску загрязнения воздуха. Эти штаты не одиноки — округа в Пенсильвании, Айдахо, Огайо, Иллинойсе и Орегоне входят в десятку худших округов США по загрязнению воздуха вблизи государственных школ.

Загрязняющие вещества, поступающие как из наружных, так и из внутренних источников, способствуют ухудшению качества воздуха в помещениях. К ним относятся летучие органические соединения (ЛОС), такие как формальдегид, бензолы, закись азота, двуокись углерода, радон, твердые частицы (PM1.0, PM2.5, PM10), грибы (включая споры плесени), бактерии и вирусы (переносимые в пыли). респираторные аэрозоли) и даже частицы кожи человека. Транспортные средства собираются перед зданием в определенное время суток. Школы также используют многие виды продукции в обучении, такие как материалы для искусства и науки, которые являются источниками загрязнения.

Дети особенно уязвимы к загрязнению воздуха, потому что их тела все еще развиваются. Маленькие дети, особенно, имеют недоразвитую или ослабленную иммунную систему. Пока дети еще растут, их легкие больше пропорционально размеру их тела. Дети также дышат быстрее, чем взрослые. Таким образом, относительно их объема крови и размера тела они потребляют больше токсинов и большую концентрацию загрязняющих веществ.

Существует связь между воздействием загрязняющих веществ в помещении и развитием респираторных симптомов и астмы у людей, не подвергавшихся сенсибилизации или склонных к аллергии. Дети более восприимчивы к заболеванию, пока они маленькие и растут. Дети, подвергшиеся воздействию высоких уровней загрязнения воздуха, также подвержены хроническим заболеваниям в более позднем возрасте.

Маленькие дети проводят больше времени близко к полу из-за своего роста и активности, что делает их более уязвимыми для загрязняющих веществ в виде пыли, осевшей на полу, и их беспокоят занятия в классе, особенно их собственные. Эти загрязнители могут включать пылевых клещей, аллергены домашних животных, грибковые споры, пыльцу и растительные остатки, почву, а также промышленные и автомобильные частицы, приносимые извне. Ряд синтетических органических соединений, включая пестициды, могут накапливаться в пыли. Маленькие дети проглатывают около 100–200 мг пыли в день, что примерно в 2–4 раза больше, чем у взрослых.

Влияние качества воздуха на успеваемость

Исследования показывают, что плохое качество воздуха в помещениях школ по-разному влияет на здоровье детей, их способность к обучению и успеваемость. Широкомасштабные и хорошо известные долгосрочные последствия загрязнения для здоровья включают заболевания легких, сердечно-сосудистые заболевания, инфаркт миокарда, сердечную недостаточность, неврологические расстройства, диабет и рак.

Последствия плохого качества воздуха не всегда очевидны и включают головную боль, усталость, кашель, чихание, головокружение, тошноту и раздражение глаз, носа, горла или кожи. Они оказывают непосредственное влияние на успеваемость детей и учителей и посещаемость школы.

Агентство по охране окружающей среды США рассмотрело научные данные о влиянии качества воздуха на успеваемость и классифицировало исследования в соответствии со своими выводами.

• · Более эффективная вентиляция на открытом воздухе (система вентиляции и кондиционирования или открытые окна) в классах давала более высокие баллы на стандартизированных тестах по математике и чтению.
• · Улучшение качества воздуха в помещении (IAQ) за счет удаления загрязнений или более высокой скорости вентиляции связано с более быстрой и улучшенной успеваемостью детей.
• · Плохое состояние здания связано с более высоким уровнем невыхода на работу и отсева.
• · Опрос учителей в двух районах США показал, что наиболее часто упоминаемой проблемой, влияющей на качество преподавания, был низкий уровень качества воздуха в помещении.
• · Причины загрязнения, наиболее часто связанные с респираторными заболеваниями, такими как астма, включают повреждение от влаги, животные и биологические аллергены, NO2, влагу или грязь в системах ОВКВ, низкую скорость вентиляции, формальдегид, чистящие средства, загрязняющие вещества вне помещений и выхлопные газы автомобилей. В США почти каждый тринадцатый ребенок болеет астмой, которая является основной причиной пропуска занятий в школе из-за хронического заболевания.
• · Более высокие скорости вентиляции снижают передачу инфекционных заболеваний и снижают частоту респираторных заболеваний.
• · Контроль температуры и относительной влажности для удержания детей в зоне комфорта оказывает наиболее положительное влияние на умственные задачи, требующие концентрации внимания.
• · Воздушная или поверхностная пыль влияет на здоровье в школах.

Как школы могут улучшить качество воздуха?

В школах есть некоторые уникальные аспекты, которые могут сделать управление качеством воздуха более сложным, чем в таких зданиях, как офисы. В типичной школе может быть в четыре раза больше людей, чем в офисных зданиях, что требует более высокой скорости вентиляции. Школьные бюджеты во многих странах испытывают трудности, часто с самыми большими сокращениями на техническое обслуживание.

Многочисленные факторы делают управление качеством воздуха в школах первоочередной задачей для обеспечения здоровья и благополучия учащихся и персонала, а также для успеваемости учащихся. Пандемия дала редкую возможность решить проблему хронической недостаточной вентиляции в школах и сосредоточиться на улучшении качества воздуха. Многие страны в настоящее время принимают меры, выделяя значительные бюджетные средства на улучшение качества воздуха в помещениях.

Есть несколько мер, которые школы могут предпринять для улучшения качества воздуха в помещениях.

• · Механическая вентиляция с системой HVAC. Часто они не предназначены для обеспечения достаточной скорости вентиляции или фильтрации для болезней, передающихся воздушно-капельным путем. Возможно, их потребуется дополнить переносными воздухоочистителями в помещениях. Системы HVAC также нуждаются в регулярном техническом обслуживании для адекватной работы.
• · Естественная вентиляция путем открывания окон, когда уровень загрязнения окружающей среды не будет отрицательно влиять на воздух в помещении, а разница температур наружного воздуха не повлияет на комфорт в помещении.
• · Портативные воздухоочистители с фильтрами HEPA 13. Они фильтруют твердые частицы, в том числе дыхательные аэрозоли, и летучие органические соединения из воздуха (но не CO ₂, который требует вентиляции). Они должны иметь скорость подачи чистого воздуха (CADR) не менее пяти воздухообменов в час в помещении.