Makroskutki mikrozagrożenia
W ciągu ostatnich kilku lat nastąpił w Polsce zauważalny wzrost zainteresowania problemem zanieczyszczenia powietrza (potocznie często nazywanego „smogiem"). W 2018 r. Europejska Agencja Środowiska (EEA) na podstawie wyników badań wykazała, że co roku na skutek zanieczyszczenia powietrza w Europie dochodzi do 500 tys. przedwczesnych zgonów. Polska niestety zalicza się do niechlubnej czołówki krajów europejskich o najgorszej jakości powietrza.
Smog to zanieczyszczenie powietrza spowodowane częściowo procesami naturalnymi, a częściowo działalnością człowieka. Składa się z cząstek stałych i ciekłych, które zawierają różne substancje chemiczne, stwarzające zagrożenie dla zdrowia i środowiska, m.in. metale ciężkie, tlenki azotu, siarki i węgla oraz alergeny (takie jak: pyłki roślin i zarodniki grzybów). W zależności od wielkości, cząstki te wnikają do różnych części organizmu. Największe problemy zdrowotne stwarzają jednak zawieszone w powietrzu cząstki (tzw. pył zawieszony) o średnicy mniejszej niż 2,5 μm (PM2,5), ponieważ mogą przedostawać się do obszaru wymiany gazowej płuc, a następnie do krwiobiegu i prowadzić do rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego, oddechowego czy nowotworów płuc. Większe cząstki pyłu (o średnicy nie przekraczającej 10 mikrometrów) mogą powodować stany zapalne spojówek oraz błony śluzowej nosa i gardła.
Fot. kbarzycki/Bigstockphoto
Smog a zdrowie
Najbardziej podatne na szkodliwe działanie cząstek pyłu zawieszonego są osoby cierpiące na choroby serca i płuc, osoby starsze oraz dzieci, a także osoby aktywne fizycznie, zwłaszcza uprawiające sport na powietrzu. Podczas zwiększonego wysiłku fizycznego oddychamy szybciej i głębiej, a tym samym wdychamy więcej cząstek szkodliwych. Długotrwałe narażenie na wysokie stężenia pyłu zawieszonego sprzyja rozwojowi astmy oskrzelowej, a pośrednio powoduje przewlekłą obturacyjną chorobę płuc (POCHP). Zanieczyszczone powietrze ma również wpływ na funkcjonowanie układu nerwowego człowieka i może prowadzić do bólu głowy, bezsenności, a nawet depresji czy stanów lękowych. Szacuje się, że wysokie stężenie pyłu PM2,5 gromadzonego w mózgu może zwiększyć ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera aż o 92%.
Krótkoterminowe narażenie na wysokie stężenie może też nasilać objawy różnych chorób o podłożu alergicznym, jak astma, egzema, katar sienny, czy zapalenie spojówek, zwiększać podatność na infekcje dróg oddechowych, a także nasilać objawy chorób płuc i serca (zwiększona krzepliwość krwi, zaburzenia rytmu). Z związku z tym konieczne jest podjęcie zintensyfikowanych działań na rzecz likwidacji źródeł emisji smogu.
Ochrona przed smogiem
Do czasu osiągnięcia akceptowalnych poziomów stężeń zanieczyszczeń w powietrzu wskazane jest stosowanie sprzętu ochrony układu oddechowego w najprostszej postaci, czyli półmasek filtrujących z warstwą węgla aktywnego spełniających zasadnicze wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia zawarte w Rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 2016/425 z dnia 9 marca 2016 r.
Mimo, że lekarze biją na alarm w sprawie negatywnych skutków wpływu smogu na zdrowie człowieka, to na rynku (i polskim i międzynarodowym) wciąż brakuje półmasek zapewniających kompleksową ochronę układu oddechowego przed wszystkimi zanieczyszczeniami zawartymi w smogu, w wersji zachęcającej do użytkowania. Zazwyczaj dobre właściwości ochronne nie idą w parze z walorami estetycznymi i ergonomicznymi, przez co półmaski nie są do końca akceptowalne przez potencjalnych użytkowników. Z drugiej strony estetyczne i atrakcyjne wyroby sportowe i rekreacyjne polecane do stosowania w warunkach występowania smogu mogą stanowić jedynie iluzoryczną ochronę – ze względu na niewłaściwe dopasowanie i niską jakość materiału oczyszczającego.
Fot. Wavebrak Media Ltd/Bigstockphoto
Innowacyjna półmaska chroniąca przed smogiem
W Centralnym Instytucie Ochrony Pracy – Państwowym Instytucie Badawczym została opracowana półmaska chroniąca przed smogiem. Stanowi ona kompletny sprzęt ochrony układu oddechowego przed:
- szkodliwymi aerozolami zawierającymi cząstki stałe (pył PM2.5, PM10, PM4.0, dym) jak i cząstki cieczy (mgła)
- parami i gazami występującymi w smogu poniżej wartości Najwyższego Dopuszczalnego Stężenia (NDS).
Półmaska składa się z układu trzech warstw materiałów włókninowych: zewnętrznej, środkowej i wewnętrznej.
Zewnętrzną warstwę stanowi włóknina posiadająca wzór (nieregularnie rozmieszczone kształty) naniesiony za pomocą farby fluorescencyjnej. Farba ta pochłania określoną część światła słonecznego, emitując przy tym swoje promieniowanie świetlne. Tak więc nawet w przypadku, kiedy materiał fluorescencyjny nie jest w danym momencie oświetlony a był oświetlony wcześniej, może emitować światło.
Fot. CIOP-PIB
Fot. CIOP-PIB
Fot. CIOP-PIB
Fot. CIOP-PIB
Aby półmaska była przyjazna dla potencjalnego użytkownika musi charakteryzować się dużym komfortem użytkowania, który wynika m.in. z niskich oporów przepływu powietrza. W przypadku opracowanej półmaski powierzchnia zajęta przez farbę wynosi nie więcej niż 30% łącznej powierzchni. Jest to o tyle ważne, że farba wypełnia przestrzenie między włóknami. Zbyt gęsty wzór mógłby spowodować wzrost oporów oddychania.
Warstwa środkowa to warstwy filtracyjne zawierające w strukturze sorbent węglowy. Charakteryzują ją bardzo dobre parametry filtracyjne i użytkowe (na poziomie drugiej klasy ochrony FFP2), która oznacza wysoką skuteczność ochrony na poziomie ok. 98 % przy niskich oporach oddychania. Warstwę wewnętrzną stanowi natomiast włóknina o wytrzymałości mechanicznej co najmniej 40 N. Warstwy zewnętrzna i wewnętrzna osłaniają warstwę środkową przed uszkodzeniem mechanicznym.
Dzięki zastosowaniu włókniny filtracyjnej zawierającej sorbent węglowy półmaska zapewnia wysoką skuteczność filtracji wobec szkodliwych aerozoli oraz par substancji chemicznych występujących w smogu oraz dobre przyleganie do twarzy. Ponadto jest dobrze widoczna w okresie jesienno-zimowym.
Zalety półmaski chroniącej przed smogiem
- Kompleksowa ochrona układu oddechowego przed wszystkimi zanieczyszczeniami zawartymi w smogu;
- Bardzo dobre parametry filtracyjne i użytkowe - na poziomie bardzo dobrej drugiej klasy ochrony (FFP2);
- Długi czas ochronnego działania wobec toluenu i dwutlenku siarki - powyżej 7 godzin;
- Dobra widoczność półmaski o zmroku w okresach jesienno-zimowych (dzięki zastosowaniu wzoru fluorescencyjnego) - cecha ta jest szczególnie istotna w przypadku osób przemieszczających się po drogach lub ulicach w okresie braku światła słonecznego;
- Dobre dopasowanie do twarzy użytkownika.
Podsumowanie
Opracowana wzorniczo półmaska przeznaczona do ochrony przed smogiem przyczynia się do poprawy zdrowia, utrzymania lepszej aktywności zawodowej i społecznej oraz wysokiej jakości życia. W wyniku modyfikacji struktury materiału kompozytowego zastosowanego w półmasce uzyskano dodatkowe cechy związane z poprawą komfortu użytkowania, m.in. ograniczenie nacisku i zapewnienie odpowiedniego dopasowania do twarzy użytkownika.
Dla mieszkańców aglomeracji miejskich, gdzie jakość powietrza sezonowo ulega znacznemu pogorszeniu na skutek emisji zanieczyszczeń powietrza (pochodzących m.in. z procesów spalania na rzecz indywidualnego ogrzewania, koksowni, transportu drogowego, procesów spalania poza przemysłem i procesów spalania w sektorze energii) półmaska może stanowić doskonałą ochronę układu oddechowego przed zagrożeniami w postaci szkodliwych aerozoli, par i gazów, zmniejszając oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na organizm.
Dodatkowe informacje na stronie: https://www.ciop.pl/CIOPPortalWAR/appmanager/ciop/pl?_nfpb=true&_pageLabel=P19200195401368873221848&wydarzenia_wydarzenie_id=1194
Podziękowania:
Opracowano na podstawie wyników V etapu programu wieloletniego „Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy", finansowanego w latach 2020-2022 w zakresie badań naukowych i prac rozwojowych ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.
Koordynator programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
