Zdravotní nezávadnost staveb

Transkript

1 Zdravotní nezávadnost staveb Studijní opora pro kombinované studium Bakalářský studijní program Ing. Petra Bednářová, Ph.D České Budějovice 1

2 Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07./2.2.00/ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 1. vydání ISBN Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích, 2013 Vydala: Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích, Okružní 10, České Budějovice Za obsahovou a jazykovou správnost odpovídají autoři a garanti příslušných předmětů. 2

3 OBSAH Kapitola 1: Člověk a jeho prostředí Planeta Země, člověk a ovzduší Jak působí pokojové rostliny v uzavřených prostorech? Příklad rostlin, které čistí vnitřní ovzduší s uvedením látky kterou odstraňují... Chyba! Záložka není definována. 1.3 Význam zeleně ve městech a obcích: Vliv zeleně na snižování prašnosti Znečištění vnitřního ovzduší... 9 Kapitola 2: Faktory vnitřního prostředí staveb (budova) a obecné hygienické požadavky, zdroje znečištění vnitřního prostředí budov Zdroje znečištění vnitřního prostředí bytů, domů a veřejných prostor Popis jednotlivých zdrojů znečištění Kapitola 3: Mikroklima vnitřního prostředí, faktory ovlivňující jednotlivé složky mikroklima Mikroklima obytného prostředí Tepelně - vlhkostní mikroklima Mikrobiální mikroklima... Chyba! Záložka není definována Ionizační mikroklima... Chyba! Záložka není definována Aerosolové mikroklima... Chyba! Záložka není definována Odérové mikroklima... Chyba! Záložka není definována. 3.2 Novostavby a jejich mikroklima Současná materiálová základna z hlediska materiálové nezávadnosti Požadavky na posuzování stavebních výrobků z hlediska jejich zdravotní nezávadnosti Stavební výrobky a EU Mikroklimatické podmínky vnitřního prostředí Relativní vlhkost vzduchu Větrání budov Změny, které svým spolupůsobením vedly ke zvýšení znečištění vnitřního ovzduší První změna Druhá změna Kapitola 4: Vlhkost a plísně ve stavbě, ochranná opatření proti těmto jevům

4 4.1 Plísně Nejčastější příklady závad způsobující kondenzace vzdušné vlhkosti a následně plísně v interiéru Zdravotní rizika vlivem plísní Podmínky pro vnitřní prostředí prosté vláknitých hub Kapitola 5: Formaldehyd ve vnitřním ovzduší staveb Charakteristika formaldehydu Faktory zhoršující kvalitu vnitřního ovzduší Trendy zhoršující kvalitu vnitřního ovzduší Kapitola 6: Stavební materiály, jako zdroj toxických látek - těkavé organické sloučeniny, označované anglickou zkratkou VOC Stavební výrobky z hlediska zdravotní nezávadnosti Požadavky na posuzování stavebních výrobků z hlediska jejich zdravotní nezávadnosti Rozčlenění stavebních výrobků dle deklarovaného způsobu použití Stavební výrobky a UE Organické chemické látky Toluen, xylen, styren a etylbenzen Etylbenzen, chlorované uhlovodíky, ftaláty Chloroform Terpeny Pesticidy Toxické látky z podlah, izolačních materiálů, konzervačních prostředků a nátěrů Toxicita PVC a přísad PVC - polyvinylchlorid ,,Podlahové krytiny a tapety z PVC mohou vyvolávat alergie i astma" Výrazné obavy vzbuzují vlivy PVC na životní prostředí a lidské zdraví Kapitola 7: Stavební materiály, jako zdroj toxických látek - styren Co je to styren? Vznik styrenu Zdroje emisí styrenu Dopady na životní prostředí Dopady na zdraví člověka

5 7.4 Způsoby zjišťování a měření Stanovení styrenu ve venkovním ovzduší Manuální stanovení styrenu v pracovním ovzduší Instrumentální on-line metody stanovení Vyjádření dotčených společností Kapitola 8: Hluk a vibrace Zvuk Charakteristika akustického mikroklima Faktory akustické zátěže Hluk Vztah mezi hlučností a zdravotním stavem populace Hlukové mapy Nařízení vlády č. 148/2006 Sb., ochraně zdraví před účinky hluku a vibrací Kapitola 9: Radon - Charakteristika radonu, nebezpečí radonu, zdroj radonu, stanovení radonového indexu, radonová mapa Charakteristika radonu Fyzikální vlastnosti radonu: Zdroje radonu Geologické podloží Stavební materiál Radon v obydlí, radonové mapy Radonový průzkum, radonový index Kapitola 10: Radon a jeho průnik do domů a objektů - protiradonová opatření u nových staveb a stávajících staveb Radon v objektech Cesty vstupu radonu do objektu: Radon v horninách Jak radon proniká do stavebních objektů? Jednotky, v nichž se koncentrace radonu měří Rady pro užívání objektů Přírodní radioaktivita stavebních materiálů Kapitola 11: Radon v objektech Koncentrace radonu

6 Radon a zdravotní riziko Radon u stávajících objektů Radon v novostavbách Legislativa Kapitola 12: Azbestové nebezpečí ve stavbách Azbest Nejvýznamnější zdroje azbestu jsou: Azbest a zdraví Základní zásady prevence poškození zdraví pří práce s azbestem Stručná orientace pro praxi Nejdůležitější právní předpisy vztahující se k nakládání s azbestovými odpady 87 Kapitola 13: Soubor dosavadních legislativních opatření chránících zdraví člověka před nepříznivými vlivy staveb, stavebních konstrukcí a materiálů Veřejné zdraví Ochrana a podpora veřejného zdraví Směrnice ES Ochrana ovzduší

7 Kapitola 1: Člověk a jeho prostředí KLÍČOVÉ POJMY: - čistota vnitřního ovzduší, význam rostlin, eliminace rizik CÍLE KAPITOLY: - Pochopit význam soužití člověka a přírody - Poznat sílu rostlin při čištění ovzduší - Pochopit závažnost znečištění a nutnost hledání řešení tohoto celosvětového problému ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 1.1 Planeta Země, člověk a ovzduší Nejdůležitější je pro člověka složení vzduchu v dechové zóně Rostliny a voda na celé Zemi čistí ovzduší Možnosti znečištění ovzduší: 1) z přirozených zdrojů - např. sopečná činnost, lesní požáry, bakterie, prašné bouře 2) znečištění způsobené člověkem - např. průmysl, zemědělství, automobilová a letecká doprava, domy, apod. Lidská činnost má na kvalitu ovzduší podstatně větší vliv, než znečištění přirozené. Největším českým ekologickým problémem zůstává kvalita ovzduší. Bohužel není pochyb o tom, že špatná kvalita ovzduší je závažným problémem našeho životního 7

8 prostředí. Potvrzují to veškerá dostupná data. Zhoršená kvalita ovzduší má velmi konkrétní zdravotní důsledky. Jako tristní se jeví skutečnost o nedostatečné informovanosti spotřebitele od dodavatelů staveb a vybavení interiérů, kteří tak vědomě či nevědomě ohrožují spotřebitelovo zdraví, a to díky zvyšování koncentrace chemických škodlivin unikajících do vnitřního ovzduší nově vybudovaného a zařízeného obytného prostoru. Právo a zdraví spotřebitele by mělo být chráněno na základě poskytnutých pravdivých informací od výrobců nebo dodavatelů. Každý člověk by se měl starat o to, v jakém prostředí žije. Má několik možností, jak toho dosáhnout. První z nich je, zvolení takové výstavby a materiálů, které by nezpůsobovali při užívání žádné nebo alespoň co nejmenší zdravotní obtíže. Další možností je nechat si prověřit kvalitu vnitřního prostředí specializovanou firmou a následně provést navržená opatření ke zmírnění škodlivin v interiéru. Jako velmi levný a rychlý indikátor fungují pokojové rostliny, které jsou velmi citlivé na škodliviny. Některé květiny reagují na zvýšenou koncentraci některých škodlivin dokonce uhynutím (například na formaldehyd). 1.2 Jak působí pokojové rostliny v uzavřených prostorech? jako Zelené plíce => čistí vzduch zvyšují vlhkost vzduchu o 10% rostliny s velkým množstvím listů vydají za den do prostoru až 1 litr vody likvidují chemické těkavé látky z ovzduší 1.3 Význam zeleně ve městech a obcích: pro pročišťování vzduchu snižování hluku a prašnosti prostor k odpočinku, sportování Rostliny plní funkci: - ekologickou - čistí vzduch - snižují prašnost - vypařují vodu - absorbují chemické sloučeniny obsažené ve vzduchu. 8

9 1.3.1 Vliv zeleně na snižování prašnosti Účinek stromové a keřové zeleně na snižování prašnosti závisí na následujících faktorech: Absolutním povrchu listové plochy: čím je hustší koruna a má drobnější listy, tím je větší listová plocha Kvalitě povrchu listů: čím jsou plochy listů drsnější (zvrásnělejší či ochlupacené, popř. lepkavé), tím více váží sedimenty Umístění listů zejména na jejich sklonu k proudění vzduchu: listy kolměji postavené zachycují prachové částice více Pohyblivosti listů: účinnější jsou dřeviny s méně pohyblivými listy, tj. s kratšími listovými řapíky Tvaru koruny: větší účinnost mají dřeviny s kulovitou korunou než s korunou jehlancovitou Charakteru sedimentu: větší částice ulpívají méně než menší (zdroj: Přednášky z PaR - Vady viditelné a skryté, Doc. Ing. Václav Kupilík, CSc.) Obytné prostory se stále více a dokonaleji uzavírají a utěsňují z důvodu udržení tepelné energie, jejíž cena stále stoupá. Ekonomické faktory tedy zabraňují zdravějšímu životnímu stylu, v tomto případě nevyhnutelnému větrání obytných prostor. Dále má zásadní vliv i zvýšené používání syntetických materiálů pro izolace a další technologie budov stejně jako vybavování novým nábytkem, koberci a tkaninami. Všechny tyto okolnosti mají velký vliv na zvýšení podílu koncentrace formaldehydu a dalších těkavých látek ve vnitřních prostorách, kde lidé tráví svůj aktivní i volný čas. Dlouhodobý pobyt v místnosti i s velmi málo znečištěným vzduchem chemickými látkami může vyvolat zpoždění toxické reakce. Všechny tyto škodliviny, které se za poměrně vysoké vlhkosti a teploty dostávají do vnitřního prostředí, ohrožují zdraví jeho uživatelů. Následně propukají problémy s bolestí hlavy, se suchem v ústech, kašlem, problémy s vyrážkou, podrážděnost, nervozita a nesnášenlivost představují další doprovodné jevy. 1.4 Znečištění vnitřního ovzduší Znečištění vnitřního ovzduší se zhoršuje převážně z těchto důvodů: nedostatečné větrání vnitřních prostor úspory tepelné energie stavební materiály obsahují těkavé chemické látky vybavení produkující škodlivé chemické látky do ovzduší 9

10 technologie bydlení a provozů je zdrojem chemických látek, které zůstávají ve vnitřním prostředí Toto všechno škodí našemu zdraví!!! Návody, jak žít ve zdravém vnitřním prostředí 1) Jak žít bez plísní Správně regulujte teplotu v bytě, domě nepřetápějte, otužujte se. Pozor na ideální vlhkost prostředí (nesušte prádla v bytě, vařte s pokličkou na hrncích, když uklízíte, tak větrejte). Pravidelně větrejte! Potraviny napadené plísněmi ihned odstraňte z bytu! Pravidelně uklízejte svůj byt s použitím vhodných čisticích prostředků. Pokud se již plíseň objevila, v místě výskytu oškrábejte malbu, stěrku nebo tapetu, a to vždy ve větší ploše, než se plíseň vyskytuje. Povrch konstrukcí po odstranění plísní je třeba opatřit minimálně dvěma až třemi nátěry protiplísňového přípravku, ale hlavně je potřeba zjistit příčinu zaplísňování. Zkontrolujte těsnost krycích lišt překrývajících spáry po obvodě okenních rámů a balkónových dveří. Pro trvalou likvidaci plísní je třeba odstranit příčiny jejich vzniku, a to zlikvidovat tepelné mosty ve střešních konstrukcích, provést vnější zateplení objektu, opravit těsnění spár mezi panely apod. Po odstranění plísní opatřete stěnu novou vápennou malbou s přísadou protiplísňového přípravku. Neumisťujte nábytek těsně ke stěnám, aby se zachovalo proudění vzduchu kolem zdí. Novostavbu je nutné před uvedením do provozu nechat dostatečně přirozeně vyschnout. Volba vhodného tvaru stavby a střechy nám umožní rychlý odvod vody. Dobře provedená hydroizolace a drenáž budovy. Důležitá je péče o střešní krytinu, udržováním funkčních okapů a dešťových svodů. Zakrytím komínů se sníží vlhkost zdiva. Udržování funkčních rozvodů vody a kanalizace. Pravidelná kontrola ústředního topení a vodovodních baterií. 10

11 Rychlá a včasná oprava závad vzniklých v rozvodech, zamezí se dlouhodobému úniku vody nebo splašků do zdiva. Instalace účinného odsávacího zařízení v kuchyních a koupelnách. 2) Aby nedošlo k zaplísnění bytů a domů z potravin v domácnosti, je potřeba: Potraviny uskladnit v čistém prostředí podle hygienických zásad a návodu výrobce. Vyhnout se nákupu potravin, které podléhají hnilobě a zaplísnění. Dbát na pravidelný a důkladný úklid prostor, kde jsou potraviny uloženy a sledovat jejich záruční dobu a případnou degradaci. Provádět pravidelné odmrazování a čištění chladničky včetně vymytí octovou vodou. Průběžně třídit odpad a ukládat ho mimo obytný prostor. 3) Jak zabezpečit větrání vnitřních prostor bytů a domů, aby se nám zdravě žilo? Zajistit si optimální tepelně-vlhkostní mikroklima, které je jednou z nejdůležitějších složek pro zajištění zdravého ovzduší uvnitř budov. Udržovat optimální relativní vlhkosti vzduchu okolo 50 %. Pokud bude vlhkost vyšší, tak zabraňuje vysychání sliznic, ale vede ke vzniku plísní (například rodu Alternaria, Aspergillus ) hlavně v chladných a nevětraných rozích místností, nadpražích a ostěních. Důsledkem je pak zvýšená nemocnost obyvatel, časté alergie, nevolnosti, záněty průdušek, malátnosti, únavy. V současnosti nastupuje vysoká relativní vlhkost vzduchu v uzavřených prostorách z důvodu utěsňování okenních spár v celém rozsahu bez alternativní náhrady. Pozor - při vyšší relativní vlhkosti vzduchu nad 60 % se zvyšuje až na dvojnásobek procento přežívajících mikroorganismů (Staphylococus, Streptococus) vzhledem k výskytu mikroorganismů při relativní vlhkosti 30 až 40 %. Při poklesu relativní vlhkosti se naopak výrazně snižuje počet roztočů v textiliích, a tudíž i výskyt alergií na roztoče. Mezi hlavní zdroje vlhkosti v budovách patří především metabolismus člověka (produkce 50 až 250 g vodní páry/h, podle druhu činnosti), koupelny (produkce 700 až 2600 g vodní páry/h), kuchyně (produkce 600 až 1500 g vodní páry/h) a sušení prádla (produkce 200 až 500 g vodní páry/h/5 kg). V řadě zemí se dodržuje optimální relativní vlhkost vzduchu mezi 35 a 45 %. Doporučuje se (nebo i nařizuje) nucené řízené větrání bytů, s trvalou intenzitou větrání n = 0,3 až 0,5 h

12 Nejúčinnějším způsobem, jak snížit mikrobiální koncentrace v budovách, je dokonalé větrání s přívodem čistého venkovního vzduchu. Pozor na prach v domácnostech zvláště na velmi malé částice pod 1 mikrometr, který ohrožuje dýchací cesty a je další hlavní příčinou postižení astmatem. Pachové mikroklima - mimo běžné pachy z kouření, přípravy jídel se v interiéru vyskytují i styreny, formaldehydy a odpary z nátěrů. Jako měřitelná hodnota se všeobecně udává koncentrace 0,10 % CO 2 a pro odstranění pocitu vydýchaného vzduchu z produkce tělesných pachů pak dokonce 0,07 % CO 2 (tj. 700 ppm = mg/m 3 ). Zásadním způsobem lze kvalitu pachového mikroklimatu v budovách ovlivnit pouze dostatečným přívodem čerstvého vzduchu. Základní a ve světě uznávaná hodnota intenzity větrání se udává 25 m 3 /hod čerstvého venkovního vzduchu na jednu osobu pro odvedení běžných tělesných pachů. Toxické mikroklima je vytvářeno toxickými plyny s patologickými účinky. V interiéru budov je zdravotně nejzávažnějším plynem CO. Ve špatně nebo cirkulačně větraných kuchyních s neodvětranými plynovými sporáky vznikají oxidy dusíku NO x až 50 mikrogramů/m 3 s prokazatelně karcinogenními účinky. Formaldehyd způsobuje ve vyšších koncentracích dráždění očí a sliznic, současně je i alergenem a potenciálním karcinogenem. OTÁZKY A ÚKOLY 1. Jaké jsou možnosti znečištění ovzduší? 2. Jaký má význam zeleň ve městech a obcích? 3. Proč se zhoršuje znečištění vnitřního ovzduší? 4. Co je potřeba udělat, aby nedošlo k zaplísnění bytů a domů z potravin v domácnosti? KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK 1. Viz. výklad 2. Viz. výklad 3. Viz. výklad 4. Viz. výklad 12

13 Kapitola 2: Faktory vnitřního prostředí staveb (budova) a obecné hygienické požadavky, zdroje znečištění vnitřního prostředí budov KLÍČOVÉ POJMY: - zdroje znečištění, toxické působení látek CÍLE KAPITOLY: - Rozlišit zdroje znečištění vnitřního prostředí včetně vyhodnocení jejich vlivu na zdraví ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 2.1 Zdroje znečištění vnitřního prostředí bytů, domů a veřejných prostor Zdroje znečištění v interiéru budov mohou být buď přítomné přímo v dané budově, nebo se může jednat o zdroje z venkovního prostředí. Jako příklad zdrojů znečištění interiéru můžeme uvést například pyly nebo látky pocházející z automobilové dopravy či komínů, které se do budov dostanou větráním. Co se týče zdrojů znečištění přímo v budově, můžeme sem zařadit samotnou stavbu, její vybavení nebo použití nevhodných, čistících prostředků, barev či laků. Další nebezpečí představují také vzduchovody, kterými se mohou šířit do vnitřního prostoru mikroorganismy, chemické nebo jiné nebezpečné látky. Také používání topení na pevná nebo plynná paliva může být rizikové z důvodu produkce oxidu uhelnatého. Z dalších rizik můžeme zmínit například radon, který v případě nekvalitní izolace může pronikat z podloží do interiéru. 13

14 Tabulka č. 1 : Zdroje znečišťujících látek v budovách Zdroj Venkovní vzduch Venkovní prostředí Budova (stavební materiál, vybavení) Elektronické přístroje Garáže Vytápění, výroba teplé vody, vaření Činnosti v budově Lidé Voda Látka Oxidy uhlíku, dusíku, síry, ozon, pevné částice, těkavé organické látky, polycyklické aromatické uhlovodíky, alergeny (pyl) Půdní plyny (radon), voda Formaldehyd, benzen, azbest, toluen, pevné částice, těkavé organické látky Těkavé organické látky Oxid uhlíku, oxidy dusíku, pevné částice, těkavé organické látky, polycyklické aromatické uhlovodíky Oxidy uhlíku, dusíku, pevné částice, těkavé organické látky, polycyklické aromatické uhlovodíky Barvy, rozpouštědla těkavé organické látky, pevné částice Cigaretový kouř, pevné částice, těkavé organické látky, pachy (bioefluenty), (mikro)biologická kontaminace, alergeny (Mikro)biologická kontaminace, alergeny Zdroj: Tabulka,,Zdroje znečišťujících látek v budovách" Mezi hlavní zdroje znečištění můžeme tedy zařadit: oxidy dusíku NOx, oxid uhličitý CO 2 oxid siřičitý SO 2 oxid uhelnatý - CO, přízemní ozón O 3, formaldehyd, další těkavé chemické látky 14

15 azbestová a jiná minerální vlákna radon kladné negativní ionty prach, pyly bakterie, viry, plísně výkaly roztočů. 2.2 Popis jednotlivých zdrojů znečištění Oxidy dusíku - zdrojem jsou emise z automobilové dopravy a ze stacionárních zdrojů spalujících za vysokých teplot fosilní paliva. Z osmi oxidů dusíku, které se mohou nacházet v ovzduší vnitřního prostředí, pouze dva způsobují poškození zdraví. Jsou jimi oxid dusičitý (NO 2 ) a oxid dusný (NO). Oxid uhličitý je nejběžnějším kontaminantem ovzduší, jehož koncentrace jsou vždy vyšší v interiérech než ve venkovním prostředí. Zdrojem CO 2 je především člověk, prostřednictvím metabolismu, dýchání a termoregulačními pochody. Hlavní vliv na zvyšování koncentrace v prostoru má počet osob v místnosti, frekvence větrání a velikost daného prostoru. Dalším zdrojem CO 2 je spalování pevných paliv. Se zvyšující se koncentrací oxidu uhličitého se zvyšuje i množství vodní páry v ovzduší a tím i relativní vlhkost vzduchu. Vyššími koncentracemi CO 2 je nepříznivě ovlivněno především dýchání, může způsobovat bolesti hlavy, závratě a nevolnost. Oxid siřičitý - zdrojem SO 2 mohou být například domácí topeniště, ve kterých se spaluje uhlí. V 70. a 80. letech minulého století byl hlavní složkou znečištění ovzduší, ale od poloviny 90. let má jeho koncentrace klesající tendenci a to z důvodu dokonalejších technologií odsiřování spalin velkých zdrojů znečištění. Mezi tyto zdroje patří například tepelné elektrárny, teplárny a průmyslové kotelny. Vyšší koncentrace SO 2 dráždí horní cesty dýchací, projevuje se kašlem a zvyšuje onemocnění respiračními nemocemi. Oxid uhelnatý - CO je produktem nedokonalého spalování za přístupu kyslíku. Mezi zdroje můžeme zařadit např. kamna na pevná palivy, plynové spotřebiče bez odtahu, krby, nevětrané kuchyně s plynovým sporákem apod. Zemní plyn, který je v domácnostech v ČR využíván k vaření, vytápění nebo ohřevu vody, obsahuje 5 % oxidu uhelnatého. Mezi nezanedbatelný zdroj patří také kouření. Oxid uhelnatý se váže na červené krevní barvivo a tím snižuje množství kyslíku přenášeného krví. Ozón - O 3 neboli tříatomový kyslík je přírodní plyn. Vzniká reakcí s dalšími prvky v atmosféře. Ozón není škodlivinou přímo vypouštěnou do ovzduší a proto je pro 15

16 omezení jeho zvýšené koncentrace potřeba snížit emise látek, které potřebuje ke svému vzniku. Rozlišujeme dva druhy: - atmosférický ozón, který je v atmosférické vrstvě a chrání nás před škodlivými ultrafialovými paprsky. Jeho úbytek způsobuje tzv. ozónovou díru. - troposférický ozón, který je obsažen v přízemní vzduchové zóně a ve vysokých koncentracích je pro člověka škodlivý Formaldehyd - jeho zdrojem ve vnitřním prostředí budov mohou být zařizovací předměty (nábytek, koberce, tapety, atd.) či použité stavební materiály. Dále také čistící a kosmetické prostředky používané v domácnostech nebo provozech, spalování uhlí, hoření plynu a kouření. Mezi venkovní zdroje patří především doprava. Koncentrace formaldehydu v interiéru se odvíjí především od počtu osob, vybavení interiéru, teploty a vlhkosti prostředí. Přítomnost formaldehydu je díky jeho štiplavému zápachu, objevujícímu se i při malých koncentracích, postřehnutelná čichem a bývá proto považován za jednu z nejnebezpečnějších škodlivin v interiérech. Jeho vliv na lidské zdraví určitě nelze podceňovat ale je potřeba mít na paměti, že existují další nebezpečné chemické látky, které i když nejsou postřehnutelné zápachem, mohou být rizikovější. Těkavé organické sloučeniny - jedná se o sloučeniny, které za přítomnosti slunečního záření reagují s oxidy dusíku a tvoří fotochemické oxidanty. Mají prokazatelně negativní vliv na životní prostředí a kvalitu ovzduší s negativními dopady na lidské zdraví. V prostředí se většinou vyskytují společně jako suma sloučenin. Mezi jejich zdroje patří především lepidla, rozpouštědla, barvy, nátěry a pod. Z konkrétních látek se jedná např. o toluen, xylen, styren, etylbenzen, chlorované uhlovodíky, ftaláty a terpeny. Azbest - je složen z několika typů vláknitých minerálních vláken, které se vzájemně liší svým tvarem, délkou, flexibilitou a také v jejich biologickém působení na lidský organismus. Azbest se může přirozeně vyskytovat v půdě a pro jeho vlastnosti, mezi které patří odolnost vůči teplu a chemickým látkám, byl v minulosti využíván mimo jiné i pro výrobu stavebních materiálů. V současné době je jeho použití v ČR zakázáno pro jeho prokazatelné negativní dopady na lidské zdraví. Do lidského organismu se dostává vdechováním azbestových částic obsažených ve vzduchu a mezi hlavní projevy dlouhodobého působení této látky na lidský organismus patří azbestóza a rakovina plic. Radon - je přírodní, radioaktivní, bezbarvý plyn bez chuti a bez zápachu vznikající přeměnou uranu. Do budovy se dostává hlavně z podloží, v menší míře pak z použitých stavebních materiálů, vody a se zemním plynem. Dlouhodobý pobyt v prostředí s vysokou koncentrací radonu může způsobit ozáření dýchacích cest a vyšší riziko výskytu rakoviny plic. 16

17 STUDIJNÍ MATERIÁLY 1. BEDNÁŘOVÁ, P. a J. KREJSOVÁ, Zdravé domy pro zdravé lidi, VŠTE v Českých Budějovicích, str ISBN České republika, Zákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů. In: Sbírka zákonů. 3. České republika, Vyhláška č. 410/2005 Sb. o hygienických požadavcích na prostory a provoz zařízení a provozoven pro výchovu a vzdělávání dětí a mladistvých. In: Sbírka zákonů. (prováděcí předpis k zákonu č. 258/2000 Sb.) 4. České republika, Vyhláška č. 6/2003 Sb., kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb. In: Sbírka zákonů. (prováděcí předpis k zákonu č. 258/2000 Sb.) 5. České republika, Vyhláška č. 137/2004 Sb. o hygienických požadavcích na stravovací služby a o zásadách osobní a provozní hygieny při činnostech epidemiologicky závažných In: Sbírka zákonů. (prováděcí předpis k zákonu č. 258/2000 Sb. - část vyhlášky je od nahrazena Nařízeními ES č. 852/2004 a 882/2004) OTÁZKY A ÚKOLY 1. Vyjmenujte zdroje znečištění vnitřního prostředí bytů, domů a veřejných prostor. 2. Co je nejčastějším zdrojem oxidu siřičitého ve vnitřním prostředí? 3. Co jsou těkavé a organické sloučeniny? KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK 1. oxidy dusíku NOx, oxid uhličitý CO 2, oxid siřičitý SO 2, oxid uhelnatý - CO, přízemní ozón O 3, formaldehyd, další těkavé chemické látky, azbestová a jiná minerální vlákna, radon, kladné negativní ionty, prach, pyly, bakterie, viry, plísně, výkaly roztočů. 2. Domácí topeniště, kde se spaluje uhlí. 3. Jedná se o sloučeniny, které za přítomnosti slunečního záření reagují s oxidy dusíku a tvoří fotochemické oxidanty. Mají prokazatelně negativní vliv na životní prostředí a kvalitu ovzduší s negativními dopady na lidské zdraví. V prostředí se 17

18 většinou vyskytují společně jako suma sloučenin. Mezi jejich zdroje patří především lepidla, rozpouštědla, barvy, nátěry apod. Z konkrétních látek se jedná např. o toluen, xylen, styren, etylbenzen, chlorované uhlovodíky, ftaláty a terpeny. 18

19 Kapitola 3: Mikroklima vnitřního prostředí, faktory ovlivňující jednotlivé složky mikroklima. KLÍČOVÉ POJMY: - novostavby, mikroklima, zdravotně závadné materiály, faktory ovlivňující vnitřní mikroklima CÍLE KAPITOLY: - Naučit se navrhovat zdravotně nezávadné stavby - Rozpoznat rizika zhoršující vnitřní mikroklima - Naučit se rozlišovat stavební materiály dle vhodnosti použití - Pochopit důležitost zdravého bydlení ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 3.1 Mikroklima obytného prostředí Mikroklima je označení pro klima malé oblasti, které se vlivem různých místních specifik a specifik okolí liší od klimatu okolí, resp. od klimatu, které by člověk v dané oblasti očekával. Mikroklima je závislé na podmínkách v okolí řešeného prostoru. Složky vnitřního vzduchového prostředí budov záměrně vytvářeného pro pobyt člověka v uzavřených prostorách lze obecně charakterizovat jako interní mikroklima. Tyto složky klasifikujeme takto: - tepelně-vlhkostní mikroklima - mikrobiální mikroklima - ionizační mikroklima 19

20 - aerosolové mikroklima - odérové mikroklima - toxické mikroklima Obrázek č. 1: Působení různých složek při tvorbě interního mikroklimatu autor prof. Prabir Ganguly, CSc Tepelně - vlhkostní mikroklima Tepelně - vlhkostní mikroklima je složka prostředí tvořená tepelnými a vlhkostními toky. Patří k nejdůležitějším složkám pro zajištění vnitřního prostředí z hlediska zdraví a spokojenosti lidí, ale i ve vztahu k životnosti stavebních materiálů, budov, výrobních technologií a další. Teplota a vlhkost vzduchu se v budovách úzce vzájemně ovlivňují a podmiňují. Základními veličinami určujícími kvalitu tepelně vlhkostního mikroklimatu v budovách jsou: teplota vzduchu, výsledná teplota, vypočtená operativní teplota, rychlost proudění vzduchu, relativní vlhkost vzduchu, měrná vlhkost vzduchu, teplota rosného bodu. Pro dosažení pocitu tepelného komfortu platí obecně součtová rovnice: t0 + ts = 38 až 40 C, kde ts značí průměrnou teplotu stěn v místnosti. Optimálním tepelně - vlhkostním mikroklimatem rozumíme stav, kdy existuje: tepelná rovnováha lidského organismu bez pocení při optimálním toku tepla z organismu do prostředí a optimální teplotě pokožky, optimální rovnoměrnost tepelné zátěže člověka v prostoru a v čase, optimální relace konvekčního a radiačního tepla, optimální tok vodní páry z organismu do prostředí. Zajistit optimální teploty v budovách obecně nebývá problém, často však bývá problematické dosáhnout vyhovující relativní vlhkosti (hygienicky doporučované vyšší relativní vlhkosti vzduchu v rozsahu 50 až 60 %). 20

21 3.2 Novostavby a jejich mikroklima Pořízení novostavby na volném pozemku je pravděpodobně nejsnadnější cestou k pořízení vysněného domova. Další výhodou novostavby je možnost naplánovat si dům dle svých představ, možnost vybrat si lokalitu a konkrétní pozemek, který splňuje dané kvantitativní i kvalitativní požadavky. Můžeme ovlivnit jeho velikost, tvar, orientaci ke světovým stranám či zvolit pozemek v rovině nebo ve svahu. Dále je potřeba vyhodnotit logistiku k danému místu, přítomnost průmyslu, čistotu prostředí, přítomnost sítí (elektřina, voda, plyn, kanalizace). Máme také možnost pečlivě naplánovat ideální vnitřní dispozici a návaznost jednotlivých místností, vymyslet uspořádání, které bude celé rodině vyhovovat funkčně a esteticky i během pozdějších let. Můžeme zvážit umístění domu na pozemku a jeho orientaci ke světovým stranám tak, abychom v interiéru optimálně využili slunce v prostorech, kde budeme trávit nejvíce času, aby dům zbytečně nestínil nebo naopak vytvářel žádoucí stinná zákoutí. Optimálně navrhneme příjezdové cesty k domu a parkovací plochy či garáže tak, aby zbyla co největší souvislá plocha pro okrasnou zahradu. Dobře umístěný dům může ideálně využít možností pozemku, výhledů do krajiny a zahrady. Pořízení vlastní novostavby je tedy cesta ke splněnému snu kvalitního bydlení. Velkou výhodou jsou i nejnovější stavební materiály, díky kterým investor ušetří na vytápění nemalé finanční prostředky Současná materiálová základna z hlediska materiálové nezávadnosti Zdravotní stav obyvatel nově postavených domů, bytů a zaměstnanců pracujících v různých provozech a kancelářských budovách může být dlouhodobě ovlivňován látkami, které jsou základem použitých stavebních materiálů a výrobků zabudovaných do staveb a také volbou vnitřního vybavení interiérů. Z hlediska zdravotní nezávadnosti stavebních materiálů a výrobků zabudovaných do staveb spolu s jejich vlivem na vnitřní ovzduší staveb, je možnost sledovat v ovzduší formaldehyd a těkavé organické látky. Dále se mohou sledovat výluhy toxických a nežádoucích chemických látek do kontaktních médií metodou posuzování zdravotní nezávadnosti stavebních výrobků z hlediska jejich vlivu na životní prostředí, a to především na vodu a půdu, ve kterých jsou využity poznatky ekotoxikologie a toxikologie Požadavky na posuzování stavebních výrobků z hlediska jejich zdravotní nezávadnosti Stavební výrobky musí mít takové vlastnosti, aby z nich vyprojektované stavby byly řádně postaveny a udržovány tak, aby splňovaly požadavky a neohrožovaly zdraví jejich uživatelů a okolí. 21

22 Rozčlenění stavebních výrobků dle deklarovaného způsobu použití Z hlediska použití stavebních výrobků ve stavbách je účelné stavební výrobky rozčlenit následujícím způsobem: používané výhradně v exteriérech staveb, používané výhradně v interiérech staveb, používané pro oba účely, stavební výrobky přicházející do přímého styku s pitnou vodou a poživatinami, netradiční stavební výrobky, ve kterých jsou přírodní materiály nahrazeny odpady nebo jsou vyrobeny přímo z odpadů, stavební výrobky používané ve zdravotnických zařízeních (s požadavkem na odolnost vůči dezinfekčním prostředkům) Stavební výrobky a EU U stavebních výrobků se v EU sleduje také emise látek uvolňujících se do prostoru. Důležitou roli hraje oblast sledování emise těchto látek do vnitřního prostředí staveb. V rámci EU nejsou stanoveny jednotné předpisy pro stanovení limitů pro VOC výrobky. Ve stavebních výrobcích nejsou většinou jednotlivé nebezpečné látky izolovaně, ale spíše ve směsích, čímž dochází k jejich vzájemnému spolupůsobení, které má ve většině případů mnohem závažnější účinek a to nejen na lidský organismus. V současnosti již některé státy, například Německo a Francie, řeší a vyhodnocují koncentrace VOC u plošných materiálů z důvodu zjištění základních údajů o jejich kvalitě. Odpovědnost, kdy byl výrobek vyroben nesledují, za to nese odpovědnost výrobce. 3.3 Mikroklimatické podmínky vnitřního prostředí Lidé by měli mít ve svém domově zajištěnu určitou tepelnou pohodu. Předpokladem je vyrovnaný stav toku tepla mezi člověkem a prostředím bez viditelného pocení, nebo naopak bez pocitu chladu a bez použití ochranných termoregulačních procesů lidského těla. Existuje rovnice tepelné pohody, která zjednodušeně říká, že nastává rovnováha mezi teplem, které člověk vyprodukuje, a teplem sdíleným do okolí. Proto v naší legislativně najdeme limitní hodnoty pro teploty, proudění a relativní vlhkost vzduchu ve vnitřním prostředí. Teplota v obytných místnostech bytových domů by se měla v zimě pohybovat v rozmezí 22 ± 2 C, v létě by neměla přesáhnout 26 C Relativní vlhkost vzduchu Pro lidský organismus se optimální hodnoty relativní vlhkosti vzduchu pohybují od 30 % do 60 %. Relativní vlhkost vzduchu nad 60 % přináší riziko vzniku plísní. Relativní vlhkost vzduchu okolo 20 % a menší působí negativně na člověka vysychání sliznic, zhoršení imunity sliznic apod. 22

23 3.3.2 Větrání budov Jedním ze základních předpokladů zdravého bydlení je dobrá kvalita vnitřního mikroklimatu, čímž by mělo být dosaženo právě větráním. Pravidelná a dostatečná výměna vzduchu v místnosti je pro obyvatele bytů velmi důležitá. Mezi požadavky kladené na správné větrání místnosti patří především: regulace vzdušné vlhkosti obnova vydýchaného vzduchu odvedení pachů a škodlivých látek regulace teploty vzduchu místnosti přívod vzduchu pro topná zařízení potřebující vzdušní vlhkost Tabulka č. 2: Druhy větrání Přirozené větrání Spárové větrání Nárazové větrání Větrání šachtou větrání pomocí technického zařízení větrací zařízení klimatizační jednotky rekuperace Zdroj: Spárové větrání Principem je pouze částečné otevření okna, zpravidla vyklopením křídla. Při tomto větrání musí být okno otevřeno delší dobu a docílí se pouze podmíněné výměny vzduchu. Vzniká nebezpečí tvorby rosení při silnějším ochlazení okna. Obrázek č. 2: Spárové větrání 23

24 zdroj: Nárazové větrání Oproti spárovému větrání je tento způsob podstatně efektivnější. Principem je úplné otevření okenního křídla, čímž dojde ke kompletní výměně vzduchu v poměrně krátké době - během 4-10 minut. U tohoto typu větrání se také značně minimalizují ztráty energie a navíc při rychlé výměně nedojde k ochlazení stavebních dílů. Obrázek č. 3: Nárazové větrání zdroj: Příčným větráním Tímto typem větrání se vzduch vymění ještě rychleji než u nárazového větrání. Ke kompletní výměně dojde již během 2-4 minut. Aby bylo dosaženo průtahu vzduchu je nutné otevřít všechna okna a dveře. Obrázek č. 4: Příčným větráním zdroj: 24

25 3.4 Změny, které svým spolupůsobením vedly ke zvýšení znečištění vnitřního ovzduší První změna Celosvětový vzrůst cen energie a hrozba vyčerpání zdrojů logicky vedla k šetření energie potřebné pro vytápění objektů. Konstrukce budov byly podřízeny zabránění tepelných ztrát, což vedlo k omezení přirozeného větrání okny, zvýšenému používání klimatizace a následné kumulaci škodlivin ve vnitřním prostředí. (Pokles výměny ovzduší v interiéru ze 1,5 na 0,1.) Obrázek č. 5: Pasivní dům s recyklací vzduchu České Budějovice foto autorka Druhá změna Explozivní používání chemických látek v budovách, nových konstrukčních materiálech, nábytku, bytových doplňcích, oděvech a v používání čistících, úklidových, kosmetických a desinfekčních přípravků v domácnostech vedlo ke zvýšení znečištění ovzduší. STUDIJNÍ MATERIÁLY 1. BEDNÁŘOVÁ, P. a J. KREJSOVÁ, Zdravé domy pro zdravé lidi, VŠTE v Českých Budějovicích, str ISBN GANGULY, P., Studijní opora ZNZ. VŠTE v Českých Budějovicích. 25

26 OTÁZKY A ÚKOLY 1. Vyjmenujte změny, které svým spolupůsobením vedly ke zvýšení znečištění vnitřního ovzduší. 2. Jaké jsou zdroje znečištění vnitřního prostředí budov? 3. Jaké jsou hlavní úlohy větrání v objektu? 4. Rozčlenění stavebních výrobků dle deklarovaného způsobu použití. KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK 1. Celosvětový vzrůst cen energie a hrozba vyčerpání zdrojů vedla k šetření energie pro vytápění objektů. Podřízení konstrukcí budov zábranám tepelných ztrát vedlo k omezení přirozeného větrání okny, ke zvýšenému používání klimatizace a ke kumulaci škodlivin ve vnitřním ovzduší. Explozivní používání chemických látek v budovách, nových konstrukčních materiálech, nábytku, bytových doplňcích, oděvech a v používání čistících, úklidových, kosmetických, desinsekčních, desinfekčních aj. přípravků v domácnostech. 2. viz. výklad 3. viz. výklad 4. viz. výklad 26

27 Kapitola 4: Vlhkost a plísně ve stavbě, ochranná opatření proti těmto jevům. KLÍČOVÉ POJMY: - Plísně, zdravotnická rizika, opatření proti vzniku plísní CÍLE KAPITOLY: - Seznámit se s jednotlivými druhy plísní - Poznat podmínky vhodné pro vznik a růst plísní - Pochopit zdravotní rizika zaplísněných staveb ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 4.1 Plísně Výskyt plísní v interiéru stavby může mít více příčin. Ve většině případů je však společným prvkem jejich vzniku přetrvávající vlhkost. Ideálním prostředím pro vznik plísní je vysoká relativní vlhkost, vysoká teplota a nedostatečné proudění vzduchu. Plísně jsou mikroorganismy rostoucí v koloniích složené z husté sítě jemných vláken. Jsou nenáročné na výživu a schopné růst v prostředí s minimálním obsahem organického uhlíku, dusíku a anorganických solí. Patří mezi parazity a živiny získávají z odumřelých organických substrátů rostlinného či živočišného původu. Plísně vznikají na různých místech vnitřního povrchu stavebních konstrukcí Jako základní příčiny biodegradace konstrukcí lze uvést: snížení povrchových teplot konstrukce, ke které dochází na základě vzniku tepelných mostů 27

28 nestandardní teploty a relativní vlhkost vzduchu v interiéru, ke kterým dochází při: zvýšení vlhkosti u novostaveb přesun mokrých provozů snížení infiltrace změně systému vytápění Obrázek č. 6: Vliv nesprávného provedení detailů na povrchové teploty podhledové konstrukce Zdroj: archiv autorky 28

29 4.2 Nejčastější příklady závad způsobující kondenzace vzdušné vlhkosti a následně plísně v interiéru a) změna proudění vzduchu např. záměnou lokálního vytápění za radiátory ústředního vytápění nebo naopak, která rovněž může ovlivnit střídání extrémních teplot v ranních a večerních hodinách (vlhkost v rozích), b) změna dispozice v rámci rekonstrukce zřízením nové koupelny, mrazírny, sušárny apod.), c) zvýšení počtu osob, popř. i zvířat v interiéru ovlivňující vnitřní relativní vlhkost a teplotu vzduchu d) dodatečné vnější zastínění novou zástavbou, okolní vegetací atd. Obrázek č. 7: Příklad zaplísnění objektu zdroj: foto autorka Předpoklad pro vznik plísní na povrchu konstrukcí můžeme hodnotit, i pokud nedochází na jejím vnitřním povrchu ke kondenzaci vodní páry. Kondenzace vodní páry je sice jedním z předpokladů ale ne jediným. Také organické znečištění na povrchu podporuje jejich vznik a růst. Pro vznik a následné klíčení plísní musí být splněny následující podmínky: existence spor (rozmnožovací výtrusy) přítomnost kyslíku vhodná teplota výživný substrát dostupnost vody 29

30 Bakterie se do interiéru dostávají z venkovního prostředí větráním nebo infiltrací. Dalším zdrojem plísní ve vnitřním prostředí jsou tzv. vnitřní zdroje. Ty se do budov dostávají kontaminovanými předměty. Vhodnou teplotou pro růst plísní je C. Na stěnách a předmětech se usazují prachové částice ze vzduchu, které obsahují vhodnou výživu pro růst plísní. Dalším důležitým faktorem pro růst plísní je přítomnost vody. Rizikovou oblastí pro růst plísní je 80 % povrchové relativní vlhkosti Zdravotní rizika vlivem plísní bronchiální astma alergické reakce mykózy únava bolesti hlavy pálení očí Podmínky pro vnitřní prostředí prosté vláknitých hub Pro vnitřní prostředí, které bude prosté plísní, je potřeba splnit tyto základní podmínky: Nesmíme mít v bytech plísně, které jsou viditelné na čemkoliv (na potravinách, zdech, vybavovacích předmětech, v koupelnách atd.) Musíme udržovat relativní vlhkost vzduchu ve vnitřním prostoru pod 50 %. Musíme se vypořádat jak s chladnými rohy, kde se na podchlazených místech rosí vlhkost, tak i srážející vlhkostí kolem oken. Udržovat ve vnitřním prostředí optimální teplotu kolem 20 C. Je potřeba stěny ve vnitřním prostoru udržovat čisté bez mastnoty, cukrů, náletů prachů. Nejúčinnější desinfekce proti růstu plísní je úprava stěn vápnem. Tvorba plísní v interiérech budov, které byly rekonstruovány včetně zateplení obvodového pláště a podkroví, se vyskytuje jak v domech postavených v klasické technologii, tak v domech panelových stěnových. Vyskytuje se převážně v detailech obvodových stěn, ale i v podkrovních částech a na stycích podlah a obvodových stěn u domů podsklepených i nepodsklepených. Část výskytu plísní vznikla nově v krátké časové vazbě na provedení zateplení obvodového pláště, část kolonií plísní byla v objektu lokalizována již před zateplením a projevila se znovu i po zateplení. 30

31 STUDIJNÍ MATERIÁLY 1. BEDNÁŘOVÁ, P. a J. KREJSOVÁ, Zdravé domy pro zdravé lidi, VŠTE v Českých Budějovicích, str ISBN OTÁZKY A ÚKOLY 1. Jaká je optimální teplota a vlhkost pro růst mikromycet? 2. Jmenujte nejčastější příklady závad způsobující kondenzace vzdušné vlhkosti a následně plísně v interiéru. 3. Vyjmenujte nejčastější onemocnění a alergie způsobené plísněmi a zdravotní rizika vlivem plísní. KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK 1. Vhodnou teplotou pro růst plísní je C. Na stěnách a předmětech se usazují prachové částice ze vzduchu, které obsahují vhodnou výživu pro růst plísní. Dalším důležitým faktorem pro růst plísní je přítomnost vody. Rizikovou oblastí pro růst plísní je 80 % povrchové relativní vlhkosti. 2. a) změnou proudění vzduchu např. záměnou lokálního vytápění za radiátory ústředního vytápění nebo naopak, která rovněž může ovlivnit střídání extrémních teplot v ranních a večerních hodinách (vlhkost v rozích), b) změnou dispozice v rámci rekonstrukce zřízením nové koupelny, mrazírny, sušárny apod., c) zvýšení počtu osob, popř. i zvířat v interiéru ovlivňujících vnitřní relativní vlhkost a teplotu vzduchu, d) dodatečným vnějším zastíněním novou zástavbou, okolní vegetací atd. 3. bronchiální astma, alergické reakce, únava, bolesti v zádech, pálení očí a úst 31

32 Kapitola 5: Formaldehyd ve vnitřním ovzduší staveb KLÍČOVÉ POJMY: - Formaldehyd, vnitřní ovzduší CÍLE KAPITOLY: - Poznat škodlivé účinky formaldehydu a naučit se navrhovat stavby tak, aby se zabránilo koncentracím formaldehydu ohrožujícím život. ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 5.1 Charakteristika formaldehydu bezbarvý plyn s pronikavým zápachem, rozpustný ve vodě teplota varu -19,2 C, tání -118 C hustota 1400 kg.m -3 při teplotě vyšší než 150 C se rozkládá na kyselinu mravenčí a oxid uhelnatý jeho páry jsou hořlavé organická sloučenina, jiný název methanol chemický vzorec HCHO 32

33 těkavá látka rozpustný ve vodě, alkoholech a dalších rozpouštědlech skladování: jako vodný roztok (25 50 % HCHO) nejoptimálnější koncentrace je 37 % HCHO velmi toxická látka v ČR platí pro koncentrace HCHO následující limity: PEL 0,5 mg/m3 NPL P 1 mg/ m3 limitní hodinová koncentrace ve vnitřním prostředí staveb - 60 μg/m3 představuje rizikovou složku životního prostředí v ovzduší Věty R: Věty S: o R 23/24/25 toxický při vdechování, styku s kůží a při požití o R 34 poleptání o R 40 podezření - karcinogen o R 43 senzibilizaci při styku s kůží o S 1 / 2 uzamčené místo mimo dosah dětí o S 26 při zasažení očí výplach vodou a lékařská pomoc o S 36 / 37 /39 ochranné pomůcky a oděv o S 51 používejte pouze v dobře větraných prostorách Plynný HCHO do těla vstupuje inhalačně kontaktem s kůží podráždění a alergická reakce kontaktem s okem Akutní expozice malých dávek formaldehydu způsobuje bolesti hlavy a zánět nosní sliznice. Vyšší koncentrace vážné podráždění sliznic, respirační problémy (zánět průdušek, otok plic), astma a záněty kůže. Chronická expozice způsobuje: zánět průdušek. dráždí oči a vyvolává slzení. vyšší koncentrace mohou vyvolat zákal rohovky nebo ztrátu zraku. v těle dochází k přeměně na kyselinu mravenčí, což způsobuje zvýšení kyselosti krve 33

34 dušnosti snížení tělesné teploty atd. je karcinogen, je mutagenní vyvolává chromozomální změny plicních buněk. 5.2 Faktory zhoršující kvalitu vnitřního ovzduší stavební materiály budov materiály ošetřené organickými sloučeninami s obsahem formaldehydu nábytek, podlahoviny, koberce, tapety čistící prostředky, desinfekce barvy a laky nátěry Trendy zhoršující kvalitu vnitřního ovzduší 1. Ekonomické faktory 2. Trend: dokonalé uzavření a utěsnění 3. Zvýšené použití syntetických materiálů izolace aj. technologie budov dřevotřískových desek izolace obsahující formaldehyd a další těkavé látky nábytku, koberců a tkaniny Byty (domy postavené z cihel nebo panelů) MĚŘENÍ zdroje formaldehydu a těkavých látek vybavení bytu (stáří a množství nábytku, koberců, tkanin atd.) Dlouhodobý pobyt v místnosti s málo znečištěným vzduchem chemickými látkami může vyvolat zpoždění toxické reakce Možnosti pro zachování zdravého prostředí větrání obytných a pracovních prostor 34

35 Nepoužívání materiálů obsahující formaldehyd a další těkavé látky Preferovat přírodní neošetřený materiál např. nábytek nový neošetřený starý odvětraný nábytek podlahy preferování dřeva opět chemicky neošetřené X přírodní vosky STUDIJNÍ MATERIÁLY 1. BEDNÁŘOVÁ, P. a J. KREJSOVÁ, Zdravé domy pro zdravé lidi, VŠTE v Českých Budějovicích, str ISBN OTÁZKY A ÚKOLY 1. Co to je formaldehyd? 2. Jak může nadměrná koncentrace formaldehydu narušovat lidské zdraví? 3. Jak eliminovat vznik nadměrné koncentrace formaldehydu? KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK 1. organická sloučenina - aldehyd kyseliny mravenčí, těkavá látka, rozpustný ve vodě, alkoholech a dalších rozpouštědlech, velmi toxická látka 2. Akutní expozice malých dávek formaldehydu bolesti hlavy a zánět nosní sliznice. Vyšší koncentrace: 35

36 vážné podráždění sliznic respirační problémy (zánět průdušek, otok plic). astma záněty kůže. Chronická expozice: zánět průdušek, dráždí oči a vyvolává slzení. Vyšší koncentrace mohou vyvolat: zákal rohovky nebo ztrátu zraku. v těle se přeměňuje na kyselinu mravenčí = zvýšení kyselosti krve dušnosti, snížení tělesné teploty atd. karcinogen, mutagenní vyvolává chromozomální změny plicních buněk. 3. větrání obytných a pracovních prostor, nepoužívání materiálů obsahující formaldehyd a další těkavé látky, preferovat přírodní neošetřený materiál 36

37 Kapitola 6: Stavební materiály, jako zdroj toxických látek - těkavé organické sloučeniny, označované anglickou zkratkou VOC. KLÍČOVÉ POJMY: - těkavé organické sloučeniny, VOC CÍLE KAPITOLY: - Pochopit škodlivost vybraných materiálů na zdraví člověka - Naučit se chápat dopady výroby vybraných stavebních materiálů na životní prostředí ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 6.1 Stavební výrobky z hlediska zdravotní nezávadnosti Z hlediska zdravotní nezávadnosti stavebních materiálů a výrobků zabudovaných do staveb spolu s jejich vlivem na vnitřní ovzduší staveb, je možnost sledovat v ovzduší formaldehyd a těkavé organické látky. Dále se mohou sledovat výluhy toxických a nežádoucích chemických látek do kontaktních médií metodou posuzování zdravotní nezávadnosti stavebních výrobků z hlediska jejich vlivu na životní prostředí, a to především na vodu a půdu, ve kterých jsou využity poznatky ekotoxikologie a toxikologie. 37

38 6.1.1 Požadavky na posuzování stavebních výrobků z hlediska jejich zdravotní nezávadnosti Stavební výrobky musí mít takové vlastnosti, aby z nich vyprojektované stavby byly řádně postaveny a udržovány tak, aby splňovaly požadavky a neohrožovaly zdraví jejich uživatelů a okolí: vypouštěním toxických plynů přítomností nebezpečných částic nebo plynů v ovzduší emisí nebezpečného záření znečištěním nebo zamořením vody nebo půdy nedostatečným zneškodňováním odpadních vod, tuhých nebo kapalných odpadů výskytem vlhkosti ve stavebních konstrukcích nebo na površích uvnitř staveb Rozčlenění stavebních výrobků dle deklarovaného způsobu použití Z hlediska použití stavebních výrobků ve stavbách je účelné výrobky rozčlenit následujícím způsobem na: stavební výrobky používané výhradně v exteriérech staveb stavební výrobky používané výhradně v interiérech staveb stavební výrobky používané pro oba účely stavební výrobky přicházející do přímého styku s pitnou vodou a poživatinami netradiční stavební výrobky, ve kterých jsou přírodní materiály nahrazeny odpady nebo jsou vyrobeny přímo z odpadů stavební výrobky používané ve zdravotnických zařízeních Stavební výrobky a UE Pro stavební výrobky v EU se také sleduje emise látek uvolňující se do prostoru. Velmi důležitá je oblast sledování emise nebezpečných látek do vnitřního prostředí staveb. V EU nejsou jednotné předpisy, které by stanovily limity pro VOC výrobků. Ve výrobcích nejsou jednotlivé látky izolovaně, ale většinou ve směsích, existuje vzájemné spolupůsobení, které má mnohdy mnohem závažnější účinek nejen na lidský organismus. V některých státech EU například v Německu, Francii se již řeší plošné materiály a vyhodnocují koncentrace VOC, aby byly získány i základní údaje o kvalitě. Nesledují ale, kdy byl výrobek vyroben (odpovědnost má výrobce). 6.2 Organické chemické látky Těmito látkami jsou myšleny tzv. těkavé organické sloučeniny, označované anglickou zkratkou VOC. Jsou to sloučeniny schopné tvořit fotochemické oxidanty reakcí 38

39 s oxidy dusíku za přítomnosti slunečního záření. Jejich toxikologické vlastnosti a mechanismus působení na člověka se navzájem liší. V domácnostech je možné identifikovat asi různých chemických sloučenin, ale pouze cca padesát z nich se vyskytuje běžně, a asi jen deset má prokázané či předpokládané závažné zdravotní účinky. Hlavním zdrojem těkavých organických látek v interiérech je kouření, používané čistící prostředky, deodoranty, kosmetické přípravky, osvěžovače vzduchu, vonné oleje, nátěry, barvy a laky, koberce, podlahoviny. Venkovní vzduch, zejména v bytech umístěných v blízkosti hustého dopravního provozu, má významný podíl na výsledné koncentraci VOC ve vnitřním prostředí Toluen, xylen, styren a etylbenzen Způsobují ve vnitřním prostředí bolesti hlavy, poruchy koncentrace, poruchy motoriky, závrať, nevolnost a zvracení. Ve vysokých koncentracích těchto látek mohou příznaky přetrvávat i několik dní a jen pomalu ustupovat Etylbenzen, chlorované uhlovodíky, ftaláty Tyto látky souvisejí s hyperaktivitou dýchacích cest. Sloučeniny mohou vyvolávat alergii Chloroform Hlavním zdrojem ve vnitřním prostředí je odpařování pitné vody ošetřené chlorem. K expozici dochází při praní, mytí nádobí a provádění osobní hygieny, zejména sprchování horkou vodou. K dalším sloučeninám chloru - chlorovaným uhlovodíkům patří tetrachloretylen, který se používá k chemickému čištění oděvů, methylen chlorid, který je součástí rozpouštědel a trichloretan obsažený v mnoha produktech domácí chemie. Chloroform dráždí pokožku a sliznici Terpeny Terpeny představují běžně identifikované sloučeniny ve vnitřním prostředí, protože jsou součástí osvěžovačů vzduchu, deodorantů a leštidel. I v nízkých koncentracích mohou být příčinou alergických respiračních reakcí Pesticidy Obsažené v dezinsekčních prostředcích používaných v domácnostech k hubení nežádoucího hmyzu, plevele či živočišných škůdců, dále látky používané k ochraně 39

40 dřeva. Patří mezi látky, které vytěkávají pomalu, kumulují se v domácím prachu a jsou podezřelé z karcinogenity nebo chronického poškození jater a ledvin Toxické látky z podlah, izolačních materiálů, konzervačních prostředků a nátěrů Podlahové krytiny, zejména vinylového charakteru, jsou jedním ze zdrojů úniku škodlivin, neboť v určitých podmínkách se mohou dostat do ovzduší různé organické škodliviny - především TXIB a jiné. Odéry z těchto krytin jsou výsledkem degradace plastifikátorů, jejichž hmotnost je asi 30 % hmotnosti materiálu. Chemický rozklad je urychlován přítomnosti hydroxidů, a protože je beton alkalicky, má podíl na degradaci. Pokud beton má dostatečnou vlhkost, pak nastane hydrolýza esteru v plastifikátorech a vývin pachových alkoholů. Konzervační látky se mohou také podílet na znečištění. Například Karbolenium je dnes zakázáno. Používalo se k impregnaci dřeva. Silně dráždi pokožku a dýchací cesty. Karbolenium bylo jednoznačně prokázáno jako látka způsobující u lidí rakovinu. Povrchové nátěry je další skupina látek, která může znečistit ovzduší. Koncentrace toxických látek v interiérech závisí kromě složení nátěru též na jeho tloušťce, podmínkách provádění a druhu podkladu. I přes přítomnost potenciálních karcinogenů je velice pravděpodobné, že těkavé organické sloučeniny v koncentracích, které se většinou nacházejí ve vnitřním prostředí, nejsou zdrojem rizika pro nepříznivý zdravotní efekt. Jejich koncentrace ovlivňují spíše pohodu vnitřního prostředí v závislosti na citlivosti k charakteru jejich zápachu. 6.3 Toxicita PVC a přísad PVC samo o sobě při použití není toxické. Obsahuje však chlór, s nímž jsou problémy při výrobě a likvidaci PVC a také stabilizátory, často na bázi těžkých kovů, které rovněž mohou znamenat problémy při výrobě a likvidaci. Toxicita PVC pro spotřebitele spočívá v přísadách plastifikátorech neboli změkčovadlech. Ty nejsou v PVC pevně (chemicky) vázány a v průběhu životnosti výrobku se z něj uvolňují. Nejčastějšími změkčovadly jsou ftaláty. Jedním z nejpoužívanějších z nich je di (2ethylhexyl) ftalát (DEHP), který je látkou reprotoxickou. ( zdroj: PVC - polyvinylchlorid PVC vzniká řetězením molekul vinylchloridu. Vinylchlorid (molekula) je tvořen: dvěma atomy uhlíku, třemi atomy vodíku 40

41 jedním atomem chlóru (molekula chlóru je relativně objemná, obsah chlóru v PVC činí cca 56 objemových %) Základní suroviny pro výrobu PVC: chlorid sodný (kuchyňská sůl) Ropa nebo zemní plyn. Zahřátím výrobků z PVC nad C, se degraduje: na chlorovodík, dioxiny, hexachlorbenzen, polyaromatické uhlovodíky. V degradovaném zbytku jsou těžké kovy. Polymer polyvinylchlorid neboli PVC, patří dodnes k nejrozšířenějším průmyslově vyráběným plastickým hmotám. Vyrábí se polymerací nenasyceného chlorovaného uhlovodíku vinylchloridu, (C 2 H 3 Cl). Vzniklý produkt se dále barví a plní různými aditivy (látky přidávané v nízké koncentraci do výrobků ke zlepšení nebo upravení jejich vlastností), takže na trh se dostává velmi široká škála plastů s rozdílnými fyzikálními vlastnostmi. Všechny vyráběné druhy PVC se vyznačují dobrou chemickou odolností, jsou velmi špatně hořlavé a tepelně dobře odolné. Vnášením různých pigmentů do hmoty plastu lze připravit rozsáhlou paletu barevných odstínů. Povrch plastu je velmi snadno omyvatelný vodou. Z těchto důvodů se stále hojně používají k výrobě podlahových krytin a bytových textilií. Povrchy domácích zahradních bazénů jsou často pokryty vrstvou PVC, z PVC se vyrábí armatury pro rozvody pitných i odpadních vod. Další využití nalézá PVC v medicíně jako inertní součást různých aparátů (hadičky, trubičky, zásobníky tekutin ), ale jsou z něj např. vyráběny i hračky pro děti. Problém s PVC nastává v okamžiku jeho hoření nebo tepelného rozkladu. Přestože je za normálních okolností téměř nehořlavé, za vysokých teplot (např. při požáru bytu) začíná tepelně degradovat za uvolňování širokého spektra vesměs velmi toxických organických sloučenin (nejznámější je patrně fosgen). I při řízeném spalování se do plynných spalin dostávají atomy chloru, které působí silně korozivně na spalovací aparatury díky vznikajícímu chlorovodíku. Reakcí chloru s aromatickými uhlovodíky dochází ke vzniku zvláště nebezpečných dioxinů. Polyvinylchlorid - je prokazatelně karcinogenní (rakovinotvorný). Dle zpracování rozlišujeme měkké a tvrdé PVC. Tvrdé PVC většinou obsahuje různé stabilizátory (olovo, kadmium apod.), měkké PVC množství změkčujících prostředků (např. ftaláty), které nejsou chemicky vázány a mohou se dostat do potravin obsahujících tuky, nebo uvolňovat do slin dětí. Ftaláty jsou organické látky, soli kyseliny ftalové. Ftaláty se v lidském organismu ukládají do tukových tkání a hromadí se zde (tzv. 41

42 bioakumulace). Předpokládá se, že tyto látky mohou působit hormonálně i kancerogenně. Problematická je tedy nejen likvidace PVC, ale již jeho užívání. Proč? PVC je velmi používanou umělou hmotou na Zemi levný způsob výroby významné užitné vlastnosti: snadná zpracovatelnost prakticky všemi základními postupy, schopnost želatinace s různými změkčovadly, značná chemická odolnost, dobrá tepelná odolnost. 6.4,,Podlahové krytiny a tapety z PVC mohou vyvolávat alergie i astma" Všech osm testovaných vzorků podlahových krytin a tapet z měkčeného polyvinylchloridu (PVC), které nechalo ekologické hnutí Arnika testovat, obsahovalo nebezpečné ftaláty. Na tiskové konferenci to řekl předseda Arniky Jindřich Petrlík. Výsledek podle něj vede k přesvědčení, že by se tyto materiály rozhodně neměly objevovat ve vybavení zdravotnických zařízení nebo dětských pokojů. Test zjišťoval v tapetách a podlahových krytinách přítomnost šesti ftalátů užívaných jako změkčovadel jinak nepoddajného PVC. Pohybovala se od 4,85 do 17 procent. Lidé stejně jako zdravotnická zařízení sahají po PVC podle Petrlíka především proto, že je levnější než jiné materiály. Problém je však podle Jiřího Kristiána z Arniky v tom, že ftaláty nejsou v PVC chemicky vázány, uvolňují se do ovzduší a stávají se 42

43 součástí prachu, který děti vdechují, a tak jsou příčinou alergických reakcí a nakonec mohou vést k astmatickým onemocněním. Malé děti jsou tak ohroženy nejvíce, a proto si myslíme, že by se PVC nemělo objevovat především ve vybavení čekáren a ordinací pediatrů a dětských oddělení nemocnic. Stejně tak ho nedoporučujeme rodičům používat pro úpravu dětského pokoje, radí Kristián. Uvolňování toxických ftalátů do okolního prostředí a jejich přítomnost v prachu prokázal už dřívější průzkum Arniky na deseti vzorcích odebraných v různých prostorách. Největší koncentrace obsahovaly vzorky prachu ze školní jídelny s podlahovou krytinou z PVC a ze zubařské ordinace s nábytkem s potahy z PVC a s řadou přístrojů s kabely s PVC izolací. Výsledky výzkumu Arnika podle Petrlíka využije k jednání s nemocnicemi i jinými zařízeními, které pracují s dětmi, aby ovlivnila výběr podlahových krytin a tapet. Kristián doporučuje tapety papírové a podlahové krytiny například z korku. Arnika upozorňuje, že výrobci mají podle evropského nařízení povinnost o přítomnosti toxických ftalátů ve svých výrobcích spotřebitele informovat a to včetně jejich dopadů na zdraví. (zdroj: Výrazné obavy vzbuzují vlivy PVC na životní prostředí a lidské zdraví Je potřebné řešit z hlediska množství využívání stavebních materiálů vyráběných z PVC, tak i vybavení prvky, předměty z PVC ze všech hledisek, jak užitečnosti pro člověka, tak jeho vliv na zdraví lidí a přírodu. Studie DBH a ALLHOME Závislost mezi výskytem astmatu, alergií, přítomností plastových produktů a koncentrací ftalátů ve vnitřním prachu byla zkoumána ve švédské studii Dampness in Buildings and Health (DBH). Studie měla tři fáze. První fáze zahrnovala průzkum dotazníky, které byly rozeslány rodinám předškolních dětí žijících ve vybrané oblasti Švédska. Druhá fáze byla porovnávací zdraví nemocní a zahrnovala 198 dětí se symptomy a 202 zdravých dětí. Tato fáze obsahuje lékařské vyšetření a návštěvu v rodinách. Ve třetí fázi byl poslán dotazník dětem v odstupu pěti let od první fáze. Tímto způsobem bylo možné zkoumat vliv různých faktorů vnitřního prostředí na výskyt alergických symptomů. V první fázi studie bylo zjištěno, že PVC jako podlahový 43

44 materiál v kombinaci s vyšší podlahovou vlhkostí bylo spojeno s výskytem astmatu a alergií u dětí ve věku 1 až 6 let (Bornehag a kol., 2002). Ve druhé fázi DBH studie byly nalezeny vyšší koncentrace DEHP a BBzP v domácnostech nemocných dětí. U dětí s lékařsky diagnostikovaným ekzémem a rýmou byly zjištěny vyšší koncentrace BBzP než u dětí zdravých; děti s diagnózou astmatu měly výrazně vyšší koncentrace DEHP. Třetí fáze ukázala, že použití PVC jako materiálu na podlahové krytiny v domě, kde na počátku studie bydlely děti zdravé, zvyšuje riziko vzniku astmatu. Souvislost mezi sílou expozicí a odezvou byla také indikována: čím více místností s PVC krytinou, tím vyšší četnost výskytu astmatu u dětí (Larsson a kol, přijato k publikaci). V nedávné době byla dokončena studie v Bulharsku realizovaná stejným postupem jako švédská studie DBH (ALLHOME study; Kolarik a kol., 2008). Ve druhé fázi byly shromážděny vzorky prachu z dětských ložnic 184 dětí (102 nemocných dětí a 82 zdravých dětí). Výsledky podpořily závěry švédské studie týkající se vztahů mezi DEHP a příznaky astmatu u dětí. Koncentrace DEHP v prachu ve vnitřním prostředí byly výrazně vyšší v domovech nemocných dětí (s příznaky dušnosti, rýmy nebo ekzému v předchozích 12 měsících) v porovnání se zdravými dětmi (1,24 proti 0,86 mg/g prachu). Byl také potvrzen vztah mezi intenzitou expozice a jejím účinkem (Kolarik a kol., 2008). Přestože v bulharské studii nebyla statisticky potvrzena závislost mezi koncentrací BBzP v prachu a rýmou a ekzémem, výsledky mají stejný trend (Obrázek č. 7). Obrázek č. 8: Koncentrace DEHP a BBzP (butyl benzyl ftalát) zjištěné u zdravých a nemocných dětí v Bulharsku ALLHOME a Švédsku DBH (hvězdičky ukazují statisticky 44

45 významný rozdíl, p < 0,05). (zdroj: STUDIJNÍ MATERIÁLY 1. BEDNÁŘOVÁ, P. a J. KREJSOVÁ, Zdravé domy pro zdravé lidi, VŠTE v Českých Budějovicích, str ISBN OTÁZKY A ÚKOLY 1) Uveďte příklady organických chemických látek označovaných zkratkou VOC. 2) Jaké jsou požadavky na posuzování stavebních výrobků z hlediska jejich stavební nezávadnosti? 3) Z jakého důvodu je PVC jednou z nejvíce využívaných umělých hmot na zemi? KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK 1) Organické chemické látky označované zkratkou VOC jsou: Toluen, xylen, styren a etylbenzen Etylbenzen, chlorované uhlovodíky, ftaláty Chloroform Terpeny Pesticidy Toxické látky z podlah, izolačních materiálů, konzervačních prostředků a nátěrů 45

46 2) Požadavky na posuzování stavebních výrobků z hlediska jejich stavební nezávadnosti: Stavební výrobky musí mít takové vlastnosti, aby z nich vyprojektované stavby byly řádně postaveny a udržovány tak, aby splňovaly požadavky a neohrožovaly zdraví jejich uživatelů a okolí: vypouštěním toxických plynů přítomností nebezpečných částic nebo plynů v ovzduší emisí nebezpečného záření znečištěním nebo zamořením vody nebo půdy nedostatečným zneškodňováním odpadních vod, tuhých nebo kapalných odpadů výskytem vlhkosti ve stavebních konstrukcích nebo na površích uvnitř staveb 3) Důvody, proč je PVC jednou z nejvíce využívaných umělých hmot na zemi: levný způsob výroby a významné užitné vlastnosti: snadná zpracovatelnost prakticky všemi základními postupy, schopnost želatinace s různými změkčovadly, značná chemická odolnost, dobrá tepelná odolnost. 46

47 Kapitola 7: Stavební materiály, jako zdroj toxických látek - styren KLÍČOVÉ POJMY: - styren, dopady na ŽP, dopady na zdraví člověka CÍLE KAPITOLY: - Co je styren, jak vzniká, jeho zdroje v prostředí. - Seznámit se s dopady jeho výskytu na životní prostředí a zdraví člověka. ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 7.1 Co je to styren? Styren je látka, která vzniká z látky zvané ethylbenzen. Prakticky veškerý vyráběný ethylbenzen je konvertován dehydrogenací na styren. Styrenové polymery pak patří po polyolefinech k nejrozšířenějším polymerům. Přibližná současná struktura světové spotřeby polymerů je patrná z tabulky. Čistý styren je bezbarvá olejovitá kapalina se sladkým zápachem. Teplota tání je 30,6 C, teplota varu je 145,2 C a hustota 906 kg/m3. Páry jsou však těžší než vzduch. Je špatně rozpustný ve vodě (300 mg/l). Dobře se rozpouští v organických rozpouštědlech, jako jsou například alkoholy, ethery, aceton a sirouhlík. Patří mezi látky těkavé (COV), reaguje při teplotě 25 C, kdy tlak je 867 Pa. Styren podléhá procesu 47

48 oxidace za vzniku peroxidu, který rovněž působí jako katalyzátor jeho polymerace. Polymeraci katalyzují i jeho další činitelé jako je teplota, tlak, světlo, silné kyseliny, rez apod. Proto se styren běžně stabilizuje přídavkem inhibitoru (např. 4- tercbutylkatecholem nebo hydrochinonem). Obrázek č. 9: Relativní světová spotřeba polymerů [%] 7.2 Vznik styrenu Prvým krokem postupu je alkylace benzenu na ethylbenzen (EB), ve druhém kroku je EB dehydrogenován na styren (ST). Připomeňme, že tato výroba je instalována v ČR, a to s kapacitou 300 tis. tun EB ročně s tím, že průměrná výroba činí cca 60 % tedy asi 180 tis. tun EB ročně. Principiální rovnice vzniku ethylbenzenu, který se dále transformuje na styren, jsou následující: Obrázek č. 10: Rovnice vzniku ethylbenzenu Jak už bylo řečeno, ethylbenzen se syntetizuje alkylací ethylenu na čistý benzen. Reakce je elektrofilní substitucí. Předpokládá přechodný vznik elektrofilní částice. Ta vzniká primárně reakcí vodíkového kationtu s ethylenem za vniku ethylového kationtu, 48

49 který pak dle známého mechanismu reaguje s aromatickým kruhem. Finálním krokem je eliminace vodíkového kationtu a obnovení aromatického stavu. Provedení reakce pak závisí na způsobu přípravy vodíkového kationu. Lze postupovat s použitím Friedel-Craftsových katalyzátorů (např. chloridu hlinitého) nebo moderněji s využitím kyselých zeolitů. Výroba pomocí AlCl 3 byla v ČR před několika lety odstavena a nahrazena moderní technologií EB ONE, kterou licencuje UOP/Lummus. Postup krátce popíšeme. Do reaktoru vyplněného několika vrstvami zeolitu β, který pracuje při teplotách C a tlacích pod 3 MPa, se přivádí kapalný benzen a z boku do několika míst plynný ethylen. Jde tedy o probublávaný reaktor, pracující v kapalné fázi. Benzen je v několikanásobném přebytku (6:1 mol/mol), takže ethylen se zcela spotřebuje na alkylační reakci. Konverze ethylenu je tedy prakticky 100 %. Problém je ovšem se selektivitou reakce. Jak plyne z elektronové teorie aromatického kruhu, je ethylbenzen reaktivnější pro alkylace než výchozí benzen. Důsledkem toho vzniká v reaktoru nejen ethylbenzen, ale také di-, tri- až polyethylbenzeny. Ty jsou ovšem nežádoucí. Po jejich destilačním oddělení od EB jsou proto přiváděny do dalšího transalkylačního reaktoru, kde při reakci s benzenem dochází k přenosu alkylu na benzen. Výsledkem je tvorba dalšího podílu ethylbenzenu. Obrázek č. 11: Vznik dalšího podílu ethylbenzenu Druhý krok - dehydrogenace ethylbenzenu na styren Principem přeměny ethylbenzenu na styren je vysokoteplotní katalytická dehydrogenace. Potřebný tlak je nízký obvykle se pracuje za sníženého tlaku. Proces lze rozdělit do tří sekcí předehřev suroviny, reakční uzel a dělení produktů. Předehřev suroviny se děje tak, že se v peci předehřeje vodní pára na cca 750 C a ta se v určitém poměru směšuje s odpařeným ethylbenzenem (vody je hmotnostní přebytek). Směs o teplotě cca 580 C se vede horem do systému dvou resp. tří sériově 49

50 zapojených reaktorů, které jsou plněny heterogenním katalyzátorem na bázi oxidu železitého s různými promotory. Reakce je endotermní na výstupu ze spodu reaktoru je teplota nižší než na vstupu. Směs postupuje do dalšího reaktoru. Jako u všech průmyslových dehydrogenací, dosahovaná konverze je relativně nízká při vysokých konverzích by docházelo ke zpětné hydrogenaci. Proto se v moderních jednotkách (což je případ jednotky v Kralupech) zařazuje mezi první a druhý reaktor další reaktor, který je opatřen kromě železitého také vrstvou platinového katalyzátoru. Do reakční směsi se přivádí malé množství kyslíku, který reaguje s částí vodíku a omezuje tak zpětnou (nežádoucí reakci). Získaným spalným teplem se zvýší vstupní teplota do třetího reaktoru. Toto uspořádání (označované jako SMART) umožňuje dosahovat konverzí až 75 %. Třetím krokem výroby styrenu je po odstranění vodíku a vody destilační oddělení lehkých produktů (při dehydrogenaci dochází k částečnému krakování a dealkylaci za tvorby benzenu a toluenu), nezkonvertovaného ethylbenzenu, styrenu a vytvořených vysokovroucích kondenzačních zplodin. Náročnost dělení je dána především samovolnou značnou reaktivitou styrenu, které se zamezuje použitím inhibitorů polymerace. 7.3 Zdroje emisí styrenu Styren se může uvolňovat do prostředí: - Během jeho výroby - Použitím jako rozpouštědla - Zpracováním (výroba plastu) Nejvýznamnější zdrojem je teda chemický průmysl a dále také petrochemický průmysl (rafinerie ropy). Styren se také může vyskytovat ve výfukových plynech a cigaretovém kouři. Dále se pak může uvolňovat i při spalování odpadu. Zdrojem této látky v interiéru může být především jeho těkání, jak už již bylo výše uvedeno. Dalším zdrojem může být styren na potravinách, který se na ně přenáší z obalů. Dále se pak tato látka ve velmi malé míře může vyskytovat i v ovoci, zelenině, oříšcích a mase. Mezi nejvýznamnější antropogenní zdroje styrenu patří: - Výroba a zpracování styrenu - Chemický a petrochemický průmysl (výroba plastu, rafinace ropy) - Použití styrenu jako rozpouštědla - Spalování odpadu - Výfuková plyny (spalovací motory) Dopady na životní prostředí Styren je organická látka, která se může nacházet prakticky kdekoliv, to znamená v půdě, vodě a vzduchu. Je těkavý a snadno se vypařuje do ovzduší z půdy a povrchových 50

51 vod, kde se rychle rozkládá. K tomuto rozkladu dochází během jednoho až dvou dnů a podílí se na vzniku fotochemického smogu. Ve vodě a půdě je styren rozkládán pomocí bakterií. U povrchové vody dochází k rozkladné reakci za několik dní, zatímco ve vodách podzemních probíhá tato reakce za dobu od šesti týdnů do 7,5 měsíců. Na půdní částice se styren váže poměrně slabě, proto se může vyluhovat do podzemních vod. Styren se nehromadí v tělech organismů Dopady na zdraví člověka Styren může vstupovat do těla inhalačně nebo orálně (a to převážně kontaminovanou potravou nebo vodou). Vystavení silnému účinku styrenu vyvolává dýchací problémy a podráždění očí. Má také vliv na trávicí soustavu. Dlouhodobé vystavení ovlivňuje i nervovou soustavu, vyvolává bolesti hlavy, únavu, nevolnost a zvracení, deprese, zhoršení koncentrace a paměti a ztrátu sluchu. Poškozuje také játra, ledviny, krev a žaludek. Některé zdroje uvádějí podezření na karcinogenní působení. V České republice platí pro koncentrace styrenu následující limity v ovzduší pracovišť: PEL 100 mg.m -3, NPK P mg.m -3. Dalším rizikem je jeho hořlavost. Při zahřátí na 200 C polymerizuje na polystyren. Možná je i bouřlivá reakce s oxidačními činidly, jako jsou peroxidy, silné kyseliny a chlorečnany. 7.4 Způsoby zjišťování a měření Pro stanovení hladiny koncentrace styrenu v odpadních plynech dosud není normou stanoven postup Stanovení styrenu ve venkovním ovzduší Používá se metoda založená na záchytu analytu v kanystrech z korozivzdorné oceli s následnou termickou desorpcí a stanovení plynovou chromatografií s různými typy detektorů Manuální stanovení styrenu v pracovním ovzduší Zde se používá metody založené na odběru vzorku sorpční trubicí naplněnou dvěma vrstvami aktivovaného uhlíku oddělenými skleněnou vatou. Exponovaný sorbent se extrahuje sirouhlíkem a obsah analytu se stanoví plynovou chromatografií s detekcí plamenovým ionizačním detektorem. Metoda je určená pro stanovení styrenu v rozsahu od 0,181 mg do 8,49 mg na vzorek. 51

52 7.4.3 Instrumentální on-line metody stanovení Tyto metody stanovení styrenu využívají s ohledem na poměrně velké hodnoty absorpčních koeficientů v převážné míře infračervené absorpční spektrometrie. Kromě uvedených metod lze použít rovněž metody FTIR spektrometrie Vyjádření dotčených společností Přes veškeré snahy o kontaktování výrobců, Krajské hygienické stanice a dalších dotčených orgánů se nám nepodařilo sehnat žádné informace o výrobě styrenu, použití ve stavebnictví, ani měření koncentrace v ovzduší při uvolňování z polystyrenu. Krajská hygienická stanice: odkázala nás na Zdravotní ústav. DCD Ideal: dynínská pobočka, odkázala nás na primární výrobnu ve Slavěticích, firma neodpověděla na . Zdravotní ústav se sídlem v Českých Budějovicích (od přestěhován do Hradce Králové): Bylo nám sděleno, že měření koncentrace styrenu se provádí pouze při zavádění nové výrobny tepelných izolací; u staveb rodinných domů se toto měření neprovádí. Stavebná fakulta Technickej neodpověděla na . univerzity v Košiciach: Vedoucí fakulty STUDIJNÍ MATERIÁLY 1. IRZ, Integrovaný registr znečišťování. [Online] Ministerstvo životního prostředí. [Citace: 29. Březen 2010.] Dostupné z: 2. Sagit, Sagit. [Online] Nakladatelství ekonomické a prvání literatury Ostrava, [Citace: 29. Březen 2010.] Dostupné z: 3. Piskač, P., 2010 Ekotoxikologická databáze. [Online] [Citace: 29. březen 2010.] Dostupné z: 4. Styrene, Wikipedia Free encyklopedia. [Online] Wikipedia Free encyklopedia, 28. March [Citace: 11. Květen 2010.] Dostupné z: OTÁZKY A ÚKOLY 1) Patří styren mezi těkavé organické látky (VOC)? 2) Co patří mezi nejvýznamnější zdroje styrenu? 52

53 3) Jaké jsou dopady výskytu styrenu v ovzduší? 4) Jaké jsou dopady styrenu na zdraví člověka? KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK 1. Ano, styren patří mezi těkavé organické látky. 2. Mezi nejvýznamnější antropogenní zdroje styrenu patří: Výroba a zpracování styrenu, Chemický a petrochemický průmysl (výroba plastu, rafinace ropy), Použití styrenu jako rozpouštědla, Spalování odpadu, Výfuková plyny (spalovací motory). 3. Styren je organická látka, která se může nacházet prakticky kdekoliv, to znamená v půdě, vodě a vzduchu. Je těkavý a snadno se vypařuje do ovzduší z půdy a povrchových vod, kde se rychle rozkládá. K tomuto rozkladu dochází během jednoho až dvou dnů a podílí se na vzniku fotochemického smogu. Ve vodě a půdě je styren rozkládán pomocí bakterií. U povrchové vody dochází k rozkladné reakci za několik dní, zatímco ve vodách podzemních probíhá tato reakce za dobu od šesti týdnů do 7,5 měsíců. Na půdní částice se styren váže poměrně slabě, proto se může vyluhovat do podzemních vod. Styren se nehromadí v tělech organismů. 4. Styren může vstupovat do těla inhalačně nebo orálně (a to převážně kontaminovanou potravou nebo vodou). Vystavení silnému účinku styrenu vyvolává dýchací problémy a podráždění očí. Má také vliv na trávicí soustavu. Dlouhodobé vystavení ovlivňuje i nervovou soustavu, vyvolává bolesti hlavy, únavu, nevolnost a zvracení, deprese, zhoršení koncentrace a paměti a ztrátu sluchu. Poškozuje také játra, ledviny, krev a žaludek. Některé zdroje uvádějí podezření na karcinogenní působení. V České Republice platí pro koncentrace styrenu následující limity v ovzduší pracovišť: PEL 100 mg.m-3, NPK P mg.m-3. Dalším rizikem je jeho hořlavost. Při zahřátí na 200 C polymerizuje na polystyren. Možná je i bouřlivá reakce s oxidačními činidly, jako jsou peroxidy, silné kyseliny a chlorečnany. 53

54 Kapitola 8: Hluk a vibrace KLÍČOVÉ POJMY: - hluk, vibrace, zdroje hluku CÍLE KAPITOLY: - Naučit se chápat hluk jako rizikový faktor zdraví člověka ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 8.1 Zvuk Člověk je vystaven kmitání, otřesům a hluku v čase jeho pracovní aktivity, odpočinku i spánku. Intenzivní kmitání a hluk přesahující jeho adaptační možnosti můžou vést k poruchám a chorobám lidského organismu. Vibračně-akustické vlnění v prostředí se projevuje mechanickým kmitáním, které se šíří a přenáší energii podélným kmitáním (v plynném, kapalném nebo pevném prostředí), anebo příčným kmitáním (v tuhém prostředí). Akustika - disciplína, zabývající se studiem mechanického kmitání a vlnění v pružných prostředích, jeho vznikem, šířením a působením. Zvuk - je mechanické kmitání částic pružného prostředí. Slyšitelný zvuk - je schopný vyvolat zvukový vjem. Je to zvuk, jehož frekvenční spektrum leží v třetinooktávových frekvenčních pásmech se středními frekvencemi 20 Hz až Hz. 54

55 Hluk - je každý nežádoucí zvuk, který nepříznivě ovlivňuje pohodu člověka. Vyvolává nepříjemný až rušivý pocit, ohrožuje jeho zdraví. Infrazvuk - je zvuk, jehož frekvenční spektrum se nachází v třetinoktávových pásmech se střední frekvencí 1 Hz až 20 Hz. Ultrazvuk - je zvuk s vyšší frekvencí než slyšitelný zvuk. Jeho střední frekvence je až Hz. 8.2 Charakteristika akustického mikroklima Mechanické kmitání nepříznivě ovlivňuje životnost konstrukčních prvků a soustav a při přímém ale i nepřímém kontaktu s tělem člověka negativně působí na jeho zdraví, pocit pohody a výkonnost. Přenášené kmitání vyzařuje do okolí jako akustické vlnění a ovlivňuje hlukovou zátěž prostředí Faktory akustické zátěže Akustické toky působí na subjekt svým tzv. akustickým tlakem, který nezávisí na kmitočtu akustických vln, ale na jejich amplitudě dané velikostí zdroje. Nejslabší zvuk zaznamenaný nepoškozeným lidským sluchem je charakterizovaný akustickým tlakem Pa (20 μpaú). Lidský sluch je schopný snášet i akustické tlaky víc než milionkrát větší, t.j. práh bolesti = 200 Pa. V praxi by to znamenalo pracovat s hodnotami od desítek do desítek milionů Pa, takže se zvolil logaritmus těchto hodnot, tzv. hladina akustického tlaku. Tato úprava zužuje rozsah 20 až μpa do rozsahu 0 až 120 db: L < 20 db(a) - hluboké ticho, nepříznivý vliv na psychiku L 85 db(a) - má za následek vznik trvalé poruchy sluchu L = 130 db (A) - práh bolestivosti L 160 db (A) - dochází k protrhnutí lidského bubínku Z hlediska časového průběhu se rozeznává hluk: a) ustálený - hluk, jehož hladina se v daném místě nemění v závislosti na čase o více než 5 db (A) b) proměnný - jeho hladina se v daném místě mění v závislosti na čase o víc jak 5 db (A), může se vyskytovat jako přerušovaný, kolísavý a nepravidelný c) přerušovaný - proměnný hluk měnící náhle hladinu akustického tlaku nebo hladinu hluku A, který je v průběhu hlučného intervalu ustálený d) impulzivní - hluk, který je vytvářený jednotlivými zvukovými impulsy s trváním do 200 ms nebo sledem impulsů následujících po sobě v intervalech delších než 10 ms 55

56 Obrázek č. 12: Ustálený a proměnný hluk zdroj: ŠENITKOVÁ, Ingrid; VILČEKOVÁ, Silvia; ONDOVÁ, Marcela [Budovy a prostredie] Obrázek č. 13: Přerušovaný hluk zdroj: ŠENITKOVÁ, Ingrid; VILČEKOVÁ, Silvia,; ONDOVÁ, Marcela [Budovy a prostredie] Obrázek č. 14: Přerušovaný hluk zdroj: ŠENITKOVÁ, Ingrid; VILČEKOVÁ, Silvia; ONDOVÁ, Marcela [Budovy a prostredie] 56

57 8.3 Hluk Zvýšená hladina hluku, především ve velkých městech působí na lidský organismus negativně. Dlouhodobá zátěž nadměrným hlukem má za následek poruchy spánku, stres, neurózu, nespavost apod. Hlavním zdrojem hluku ve městech je především automobilová doprava, v blízkosti železnic pak doprava železniční. Mezi další časté problémy můžeme zařadit hluk z okolních staveb. Hluk jako jeden z fyzikálních faktorů je definován jako zvuk vyvolávající nepříjemný nebo rušivý pocit a může mít velmi nepříznivý vliv na lidské zdraví. Hluk vzniká především z těchto činností: zemědělství průmysl doprava zábava ze strojů nebo zařízení prouděním vody a vzduchu projevy člověka a fauny Způsoby šíření zvuku: nejčastěji vzduchem prostředím - pevným nebo kapalným (konstrukcemi, potrubím, podložím, atd.) Ve vakuu se zvuk nešíří. Legislativně je v ČR řešena zátěž životního prostředí hlukem zákonem č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví v platném znění a Nařízením vlády č. 148/2006 Sb. v platném znění Vztah mezi hlučností a zdravotním stavem populace Základním akustickým parametrem pro popis hluku v životním prostředí je ekvivalentní hladina akustického tlaku A (váhový filtr A) L Aeq. V následující tabulce jsou určité závislosti předpokládaných zdravotních potíží na průměrné intenzitě denní a noční hlukové zátěže odstupňované po 5 db. Tyto vztahy se zejména pro expozici nočním hlukem považují za dostatečně prokázané. Vycházejí z výsledků epidemiologických studií. Tabulka č. 3 Nepříznivé účinky hlukové zátěže den (L Aeq, 6 22 h ) 57

58 Nepříznivý účinek Sluchové postižení* db(a) den Zhoršené osvojení řeči a čtení u dětí Ischemická choroba srdeční Zhoršená komunikace řečí Silné obtěžování Mírné obtěžování * přímá expozice hluku v interiéru (L Aeq, 24h ) [Zdroj: SZÚ Praha] Tabulka č. 4 Prokázané nepříznivé účinky hlukové zátěže noc (L Aeq, 22 6 h ) Nepříznivý účinek Zhoršená nálada a výkonnost následující den db(a) noc Subjektivně vnímaná horší kvalita spánku Zvýšené užívání sedativ Obtěžování hlukem Zvýšená nemocnost [Zdroj: SZÚ Praha] Hlukové mapy Hlukové mapy vyjadřují zátěž obyvatelstva a jsou orientované na využití území při územním plánování a tvorbě strategií. Jsou pořizovány Ministerstvem zdravotnictví. Podrobnosti hlukového mapování obsahuje vyhláška č. 523/2006 Sb. Tato vyhláška stanoví mezní hodnoty, jejich výpočet, základní požadavky na obsah map a podmínky účasti veřejnosti. 58

59 Strategické hlukové mapy musí být aktualizovány každých pět let a na jejich základě jsou pořizovány akční plány navrhující konkrétní opatření. Tato opatření se týkají konkrétních kroků k odstranění příčin nadměrného hluku, časového harmonogramu jejich provedení a zajištění tzv. tichých oblastí. Tiché oblasti jsou takové, které nejsou rušeny hlukem z dopravy, průmyslu či jiných aktivit Nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před účinky hluku a vibrací Dnem 1. června 2006 nabylo platnosti Nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před účinky hluku a vibrací. Tímto nařízením bylo zrušeno nařízení vlády č. 502/2000 Sb., které upravovalo ochranu zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací a nařízení vlády č. 88/2004 Sb., kterým se měnilo nařízení č. 502/2000 Sb. V nařízení vlády č. 148/2006 Sb. jsou již zapracovány příslušné předpisy Evropských společenství. Toto nařízení řeší: hygienické limity hluku a vibrací pro pracoviště včetně hodnocení rizik, hygienické limity pro chráněný vnitřní prostor staveb, chráněný venkovní prostor staveb a chráněný venkovní prostor, hygienické limity vibrací pro chráněný vnitřní prostor staveb, způsob měření a hodnocení hluku a vibrací pro denní a noční dobu. Toto nařízení se nevztahuje: hluk z užívání bytu, hluk a vibrace způsobené prováděním a nácvikem hasebních, záchranných a likvidačních prací, jakož i bezpečnostních a vojenských akcí, akustické výstražné signály související s bezpečnostními opatřeními a záchranou lidského života, zdraví a majetku. Platí, že hygienický limit pro běžná pracoviště s osmihodinovou pracovní dobou je 85 db. Hygienický limit pro pracoviště, na nichž je vykonávána duševní práce náročná na pozornost a soustředění, je 50 db. Hygienický limit pro zvuk elektronicky zesilované hudby je 100 db. Nové nařízení vlády upravuje hodnocení rizika hluku a vibrací a minimální rozsah opatření k ochraně zdraví zaměstnanců. Nařízení vlády také upravuje obsah a rozsah školení zaměstnanců, kteří vykonávají práci spojenou s expozicí hluku, jehož hladina přesahuje 80 db. Dále nařízení stanoví povinnost zaměstnavatele vybavit zaměstnance, kteří vykonávají práci spojenou s expozicí hluku, jehož hladina přesahuje 80 db, osobními ochrannými pomůckami k ochraně sluchu účinnými v oblasti kmitočtů daného hluku. Jestliže je překročen přípustný expoziční limit 85 db, musí zaměstnavatel zajistit, aby osobní ochranné pracovní prostředky zaměstnanci používali. Nařízení vlády také stanoví, že pokud jsou při práci v hluku nepřetržitě používány osobní ochranné prostředky proti hluku, musí být během práce zařazeny bezpečnostní přestávky. 59

60 Nařízení vlády č. 9/ 2002 Sb., v platném znění stanovuje technické požadavky na výrobky z hlediska emisí hluku. V paragrafovém znění jsou i postupy týkající se posuzování shody s požadavky tohoto nařízení na území České republiky, ale i nařízení dovážených z členských států Evropského společenství. STUDIJNÍ MATERIÁLY 1. BEDNÁŘOVÁ, P. a J. KREJSOVÁ, Zdravé domy pro zdravé lidi, VŠTE v Českých Budějovicích, str ISBN OTÁZKY A ÚKOLY 1) Definujte hluk. 2) Definujte zvuk, infrazvuk a ultrazvuk. 3) Jaké jsou nepříznivé zdravotní účinky nadměrné hlukové zátěže? KLÍČ K ŘEŠENÍ OTÁZEK 1. Hluk je jedním z fyzikálních faktorů, který působí velmi nepříznivě na lidské zdraví. Je definován jako zvuk, který vyvolává nepříjemný nebo rušivý pocit s určitou mírou škodlivosti na zdraví. 2. Zvuk z fyzikálního hlediska: mechanické vlnění pružného prostředí ve frekvenčním rozsahu vnímání normálního lidského sluchu od 20 do Hz. Lidský sluch vnímá nejen výšku zvuku, ale také jeho intenzitu. Infrazvuk (neslyšitelný zvuk) je o frekvenci nižší než 20 Hz. Ultrazvuk (neslyšitelný zvuk) o frekvenci vyšší jak Hz. 3. Dlouhodobá zátěž nadměrným hlukem vede k poruchám sluchu, stresu, neuróze, nespavosti apod. 60

61 Kapitola 9: Radon - Charakteristika radonu, nebezpečí radonu, zdroj radonu, stanovení radonového indexu, radonová mapa. KLÍČOVÉ POJMY: - radon, radioaktivita, zdravotní následky CÍLE KAPITOLY: - Pochopit zdravotní důsledky radonového nebezpečí - Poznat vlastnosti radonu - Seznámit se s výskytem radonu ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KAPITOLY: 4 hodiny VÝKLAD 9.1 Charakteristika radonu Radioaktivita, kterou je člověk během svého života vystaven, je přírodní a uměle vytvořená. Přírodní zdroje radioaktivity jsou součástí přírodního prostředí planety Země. Z přírodních zdrojů má největší podíl na průměrné dávce za rok pro člověka vdechování radonu (Obrázek č. 15). Radon jako karcinogenní plyn může být příčinou rakoviny plic, protože jeho hladina rok od roku v našich domech a jiných budovách významně vzrůstá díky utěsňování budov z hlediska uchování energií. Byla vytvořena a schválena legislativa, která tento problém řeší. Příslušná legislativa komplexně řeší radon pro novou i stávající zástavbu. Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB) je nositelem povinnosti kontrolovat dodržování atomového zákona v oblasti ozáření z přírodních zdrojů, tudíž má ve své kompetenci i radon. Tento Úřad pro jadernou bezpečnost přenesl část své zodpovědnosti na stavební úřady. Zejména v oblasti kontroly nad navrhováním a realizací preventivních protiradonových opatření včetně 61

62 kontroly kvality a prováděných měření radonu před a po výstavbě nejen u novostaveb, ale i u stávajících objektů. Radon je přírodní radioaktivní plyn, který nelze lidskými smysly vnímat. Je bezbarvý, bez chuti a zápachu, není reaktivní. Sám o sobě není škodlivý lidskému zdraví. Škodí při svém rozpadu a dále svými produkty rozpadu (tzv. dceřiné produkty). Nově vznikající radioaktivní prvky mají sice krátkou životnost, ale velkou aktivitu. Největším zdravotním nebezpečím jsou izotopy polonia, které imitují silné záření alfa. Konečným produktem rozpadové řady je neaktivní olovo. Obrázek č. 15: Názorně graficky vyjádřený přehled ozáření lidského organismu (průměr ročního podílu ozáření organismu) Přirozené ozáření 26% Lékařské zdroje 18% Ostatní zdroje 1% Radon 55% Zdroj: P. Bednářová, J. Krejsová [Zdravé domy pro zdravé lidi], str. č. 15 Jestliže hodnotíme radioaktivní rozpadovou řadu uranu 238, tak před radonem 222 se nachází všechny atomy ve formě pevných částic jsou to kovy. K veškerým rozpadům před radonem 222 dochází uvnitř hornin a zemin, a to vždy v blízkosti uranu 238. Žádná z částic záření alfa vznikajících při radioaktivním rozpadu jednotlivých atomů v řetězci se nemůže z horniny uvolnit. Avšak radon 222 je plynný prvek. Pokud dojde k jeho vzniku na povrchu částic (kamenů či zrn zeminy) dostává se do půdního vzduchu a může z horniny unikat a migrovat na velmi dlouhé vzdálenosti. Například podél tektonických poruch, zlomů, diskontuitních linií, mylonitových zón, puklin, horninových rozhraní, či zvodnělých vrstev. V oblastech, kde jsou horniny silně zvětralé, je uvolňování radonu 222 mimo matečnou horninu významně větší. 62

63 K uvolňování dochází i z produktů zvětrávání, které mohou mít formu sedimentů (pískům hlín i jílů) Fyzikální vlastnosti radonu: - Teplota varu [ C] Teplota tání [ C] Výparné teplo [kj/mol] 16,40 - Teplo tání [kj/mol 1 ] 2,89 - Výparná entropie [J/deg.mol] 77,02 - Entropie tání [J/deg.mol] 14,35 - Kritická teplota [ C] +104,3 - Kritický tlak [kpa] 6 322,7 - Kritická hustota [kg/m] 1, Zdroje radonu Nejvýznamnějším zdrojem radonu v budovách je podloží. Radon uvolněný z hornin se do obytných prostor budov dostává přímým průnikem základovými konstrukcemi objektu nebo prostřednictvím uvolňování se z vody. Do místnosti v objektu je nasávaný spolu s půdním vzduchem v důsledku podtlaku. Nejdůležitější faktory, které ovlivňují tento proces, jsou velikost podtlaku v budově, koncentrace radonu v půdním vzduchu, propustnost půdních vrstev pod základy a těsnost základových a suterénních místností. Zdrojem radonu můžou být i suroviny a stavební materiály určené pro výstavbu obsahující vyšší koncentrace rádia. Když je zdrojem radonu stavební materiál, potom vyšší obsah se naměří v místnostech, které jsou jím ohraničené. Množství radonu, stejně jako i množství a formy existence jeho rozpadových produktů v budovách je silně závislé na rychlosti pronikání a uvolňování radonu, na násobnosti výměny vzduchu v místnosti, stejně jako na přítomnosti a vlastnostech aerosolového znečištění. Radon je vlivem proudění vzduchu rozptýlený po celé místnosti. Koncentrace v dané místnosti kolísá nejen v prostoru, ale i v čase. Je to zapříčiněné změnou výměny vzduchu a změnou přírůstku radonu. Přísun radonu do objektu je ovlivněný změnou tepelného a tlakového rozdílu, infiltrací, silou větru, propustností podloží apod. Tyto změny můžou být krátkodobé (den, noc) a dlouhodobé (měsíce, rok). Nejvyšší koncentrace radonu jsou obvykle v místnostech, v kterých převládá kontakt s podložím - přízemní prostory nepodsklepených objektů, podzemní místnosti apod. 63

64 9.2.1 Geologické podloží Nejdůležitějším zdrojem radonu v pobytových prostorech budov je radon z půdního vzduchu. Zdrojem radonu v půdním vzduchu jsou přírodní rádionuklidy přítomné v zemské kůře, v kterých radioaktivní přeměnou vznikají radioaktivní plyny dvou základních rozpadových řádů uranu a thória. Koncentrace radonu v podloží pod budovou v závislosti na geologické skladbě může dosahovat až hodnoty Bq/m 3. Je proto důležité minimalizovat netěsnosti základových konstrukcí, ale i podlahových a stěnových konstrukcí. Hlavním transportním mechanismem se stává konvekce půdního vzduchu trhlinami a netěsnostmi prostupů ve stavebních konstrukcích spodní stavby. Významným faktorem, který ovlivňuje transport konvekcí, je především velikost podtlaku v budově. Tlakový rozdíl mezi základovou půdou a prostorami spodní stavby budovy je způsobený rozdílem hustot venkovního a vnitřního vzduchu stejně jako dynamický účinek větru. V dolní části budovy se vytváří podtlak, který dosahuje významné hodnoty zejména zvláště v zimním období. U nižších staveb je možné velikost podtlaku v zimním období odhadnout na 5 až 15 Pa. Výškové budovy dosahují podtlaku v dolní části budovy až deseti násobně vyšší. Vyšší hodnoty podtlaku se vyskytují také v budovách s podtlakovým nuceným větráním Stavební materiál Dalším zdrojem radonu v pobytových prostorech budov je stavební materiál. Uvnitř materiálu rozpadem rádia vzniká radon, který procesem difúze prostupuje přes póry a trhliny k povrchu, odkud exhaluje do vnitřního prostoru budov. Zvýšený obsah rádia v přírodních surovinách, z kterých se stavební materiály vyrábějí, je zdrojem vyšších objemových aktivit radonu v budovách. Exhalace (unikání) radonu ze stavebních výrobků se určuje kromě množství rádia a emanačního koeficientu použitých surovin, i samotnou technologií jejich výroby. Koeficient emanace představuje podíl radonu uvolněného a celkového množství vzniklého ve stavebních materiálech. Důležitou vlastností všech stavebních materiálů je schopnost transportu uvolněného radonu do pórovitého prostředí hmoty. Tato schopnost je charakterizována difúzní dráhou radonu v materiálu, t.j. vzdálenost, kterou musí radon překonat difúzí od svého zdroje, přičemž jeho koncentrace klesne 2,718 krát. Čím bude difúzní dráha radonu v materiálech kratší, tím bude materiál z hlediska ionizujícího záření vhodnější. 9.3 Radon v obydlí, radonové mapy Radon má možnost unikat do atmosférického vzduchu. Je-li na zemském povrchu postaven dům, může se radon 222 dostat přímo do objektu, kde se akumuluje vzhledem k frekvenci větrání. Jedná se o bezbarvý radioaktivní plyn, bez zápachu a téměř inertní. Nereaguje ani s tělesnými tkáněmi, ani se v nich nerozpouští. Je však rozpustný ve vodě. Při jeho radioaktivním rozpadu vysílá záření alfa. Alfa částice je pomalé záření s doletem ve vzduchu okolo 3 cm, ale s velkou hmotností, tedy i velkou energií. Pokud 64

65 k tomuto rozpadu dojde v plicích, dostává plicní stěna dávku záření. Poločas rozpadu má 3,8 dne. Ve většině případů (cca 99 %) je příčinou zvýšených koncentrací radonu ve stavbách jeho pronikání z geologického podloží. Při pohledu na radonovou, radiometrickou a geologickou mapu České republiky je patrné, že určitá část území je tvořena vyvřelými horninami - syenity, žuly, durbachity, diority, granodiority. Další část území je tvořena horninami přeměněnými pararulami, ortorulami, fylity, svory. Obrázek č. 16: Zjednodušená mapa radonového rizika v ČR zdroj: ČGS Praha Obrázek č. 17: Radiometrická mapa ČR 65

66 zdroj: ČGS Praha Obrázek č. 18: Zjednodušená geologická mapa ČR zdroj: ČGS Praha 66