Dopuszczalne poziomy zanieczyszczeń pyłowych i mikrobiologicznych w Polsce i za granicą oraz metody poboru próbek zanieczyszczeń

Obecnie nie istnieją w Polsce żadne normy, czy wytyczne, które określałyby dopuszczalny poziom zanieczyszczeń pyłowych lub mikrobiologicznych osadzonych na ściankach wewnętrznych przewodów wentylacyjnych czy też zewnętrznych powierzchniach, znajdujących się w centrali klimatyzacyjnej, urządzeń służących do przygotowania powietrza.

W normach i wytycznych zagranicznych w zależności od etapu użytkowania instalacji, definiowane są różne poziomy czystości dla:

  • urządzeń wentylacyjnych i elementów wyposażenia instalacji – po wyprodukowaniu,
  • instalacji nowych, dopiero oddawanych do użytkowania,
  • instalacji eksploatowanych – ilość osadzonych zanieczyszczeń wymuszająca przeprowadzenie czyszczenia,
  • instalacji eksploatowanych – sprawdzenie efektywności wykonanego czyszczenia.

W przypadku instalacji użytkowanych, w celu wiarygodnej oceny stanu higienicznego instalacji należy przede wszystkim określić:

  • masę pyłu osiadłego na dolnej, poziomej ściance przewodu wentylacyjnego, odniesioną do jednostkowej powierzchni lub grubość warstwy pyłu,
  • stężenie ilościowe mikroorganizmów (grzybów i bakterii) izolowanych z zebranego pyłu,
  • ilość kolonii drobnoustrojów znajdujących się w zbiornikach wody wraz z identyfikacją bakterii z rodziny Legionella – ocena ilościowa i jakościowa.

W zależności od potrzeb, można także wykonać analizę mikrobiologiczną powietrza pobranego z wnętrza instalacji.

Jednocześnie, wraz z analizą ilościową, często bardzo potrzebna jest identyfikacja jakościowa wyizolowanych bakterii i grzybów, pozwalająca określić ich rodzaje, w celu oceny ich potencjalnego oddziaływania chorobotwórczego, i w razie potrzeby, właściwego doboru środka biobójczego (biocydu).

Opis kontroli nowych, oddawanych do użytkowania instalacji można znaleźć w wydanym w 2001 roku przez stowarzyszenia FiSIAQ (the Finnish Society of Indoor Air Quality and Climate) dokumencie „The Classification of Indoor Climate 2000″, zawierającym także nie obligatoryjną klasyfikację jakości powietrza i klimatu wewnętrznego dla nowych budynków.

Według wytycznych FiSIAQ w przypadku nowej instalacji konieczne jest sprawdzenie występowania w instalacji następujących rodzajów zanieczyszczeń:

  • smar w przewodach,
  • smar na powierzchniach wyposażenia, urządzeniach końcowych, przepustnicach powietrza, klapach przeciwpożarowych,
  • włókna mineralne uwolnione do strumienia powietrza,
  • osadzony pył (po wyprodukowaniu urządzenia wentylacyjnego).

W dokumencie „The Classification of Indoor Climate 2000″ zamieszczone są wymagania projektowe i wymagania dotyczące czystości urządzeń uzdatniających powietrze oraz kryteria oceny czystości metalowych przewodów oraz wyposażenia nowych instalacji uzdatniających powietrze (tabela 5).

Tabela 1. Kryteria oceny czystości metalowych przewodów oraz wyposażenia nowych instalacji uzdatniających powietrze [3], [6]

Zanieczyszczenie

Kryterium

Gęstość powierzchniowa smaru w przewodach

0,05 g/m2

Gęstość powierzchniowa smaru na powierzchniach wyposażenia, urządzeniach końcowych, przepustnicach powietrza, klapach przeciwpożarowych:

  • części wykonane przez cięcie, gięcie lub łączenie
  • części wykonane przez głębokie tłoczenie blachy stalowej; procesy wymagające zastosowania smaru

0,05 g/m2

0,3 g/m2

Włókna mineralne uwolnione do strumienia powietrza

104 włókien/m3

Gęstość powierzchniowa pyłu (po wyprodukowaniu urządzenia)

<0,5 g/m2

W Tabeli 2 zamieszczono dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń stałych dla instalacji nowych oraz wcześniej już eksploatowanych zgodnie z zaleceniami FISiAQ.

Tabela 2. Dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń stałych w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych zgodnie z zaleceniami FISiAQ [8]

Etap użytkowania instalacji wentylacyjnej i klimatyzacyjnej

Klasa czystości instalacji

Maksymalne stężenie średnie osadzonych zanieczyszczeń (gęstość powierzchniowa), (g/m2)

Instalacja nowa, oddawana do eksploatacji

C1

1,0

C2

2,5

Instalacja użytkowana

C1

2,0

C2

5,0

Metody poboru i oceny wielkości zanieczyszczenia pyłowego przewodów wentylacyjnych w wielu krajach (niestety, jeszcze nie dotyczy to Polski) są znormalizowane. Informacje na ten temat można znaleźć m.in. w:

  • NADCA, Mechanical Cleaning of Non-Porous Air Conveyance System Components, An Industry Standard by the National Air Duct Cleaners Association, (NADCA), USA, 1992,
  • ARC 2006 Standard Developed by the National Air Duct Cleaners Association, (NADCA), USA, 2006,
  • Guide to Good Practice. Cleanliness of ventilation systems, Heating and Ventilating Contractors’ Association, HVCA TR/17, UK, 1998.

W Tabeli 3 zamieszczono ocenę stanu czystości pyłowej przewodów według różnych wytycznych, a w Tabeli 4 – praktyczną ocenę ich stosowania, zacytowaną za ISIAQ-CIB TG 42, Performance criteria of buildings for health and comfort.

Tabela 3. Ocena stanu czystości pyłowej przewodów według różnych wytycznych [4]

Państwo

Rodzaj przewodów wentylacyjnych

Gęstość powierzchniowa pyłu lub grubość warstwy pyłu

Metoda pobierania próbki

Przed czyszczeniem

Po czyszczeniu

USA

0,1 g/m2

Podciśnieniowa NADCA (1)

Wielka Brytania

Nawiewne

1 g/m2
60 mm

Podciśnieniowa HVCA
Osadzanie HVCA

Recyrkula-cyjne

1 g/m2
lub
60 mm

Podciśnieniowa HVCA (2)
Pomiar grubości warstwy pyłu HVCA

Wywiewne

6 g/m2
lub
180 mm

Podciśnieniowa HVCA
Pomiar grubości warstwy pyłu HVCA

Szwecja

Nawiewne

1 g/m2

Nie wymieniona w rozporządzeniu

Japonia

Nawiewne

1 g/m2

Zbieranie pyłu przez wycieranie JADCA (3)

Finlandia

Nawiewne

2 g/m2 (*)
5 g/m2 (*)

Łopatka z masy plastycznej / podciśnieniowa

Niemcy

Czyszczenie szczotkami

Łopatka z masy plastycznej / podciśnieniowa

(*) 2 g/m2 – świetnie utrzymana instalacja, 5 g/m2 – dobrze utrzymana instalacja
(1) – NADCA – National Air Duct Cleaners’ Association
(2) – HVCA – Heating and Ventilation Contractors’ Association
(3) – JADCA – Japan Air Duct Cleaning Association

Tabela 4. Praktyczna ocena stosowanych metod poboru próbek – podsumowanie [5]

Kontrola wizualna

Kontrola niesystematyczna Metoda subiektywna, brak skali czystości
Kontrola systematyczna Istnieje skala czystości, „półobiektywne” urządzenia optyczne i elektryczne mogą być stosowane do obserwacji i zapisu wyników

Ilościowe metody zbierania pyłu

Opis metody poboru próbki zanieczyszczeń stałych

Jednostka

Uwagi
Metoda podciśnieniowa z filtrem pomiarowym

g/m2

Najbardziej powszechnie stosowana, powtarzalne wyniki pomiaru
Wycieranie materiałem

g/m2

Skuteczna, gdy zastosuje się rozpuszczalnik
Pobór za pomocą taśmy samoprzylepnej

g/m2

Odpowiednia dla niewielkiego stężenia zanieczyszczeń (<4 g/m2)
Pobór za pomocą taśmy żelatynowej

%

Potrzebne specjalne urządzenie do poboru próbki

Ilościowe metody dla drobnoustrojów

Opis metody poboru drobnoustrojów

Jednostka

Uwagi
Hodowla próbki pyłu

jtk/g

Identyfikacja rodzajów i ilości kolonii drobnoustrojów
Hodowla próbki cieczy

jtk/ml

Identyfikacja rodzajów i ilości kolonii drobnoustrojów
Hodowla próbki pobranej za pomocą wacika

jtk/m2

Identyfikacja rodzajów i ilości kolonii drobnoustrojów
Hodowla zarodników roślin z próbki pobranego pyłu

szt./g

W wyniku uzyskuje się całkowitą liczbę zarodników; wymagane specjalne techniki separacji

Ilościowa analiza cząstek smarów

Filtr kontaktowy

mg/m2

Analiza metodą chromatografii gazowej, spektroskopii w podczerwieni

Niestety, również w innych krajach, nie tylko w Polsce, brakuje jasno sprecyzowanej oceny zagrożenia wynikającego z występowania mikroorganizmów w pyle lub powietrzu wewnątrz instalacji. Ze względu na różnorodność gatunków i rodzajów mikroorganizmów, rzadko pojawiają się propozycje oceny zanieczyszczenia mikrobiologicznego instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, chociaż proponowane są pewne sposoby klasyfikacji czystości mikrobiologicznej instalacji.

Często prowadzone są dyskusje, w jaki sposób można ocenić poziom zanieczyszczenia (lub jak niektórzy wolą – czystości) instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Proponuje się przeprowadzać ocenę ilościową pyłu zgromadzonego na dnie przewodów wentylacyjnych (podawaną jako gęstość powierzchniowa w g/m2), jak również ocenę ilościową znajdujących się w tym pyle mikroorganizmów (przedstawioną jako liczbą jednostek tworzących kolonie wyizolowanych w 1 gramie pyłu – JTK/g). Ocenie mikrobiologicznej podlega zazwyczaj ogólna liczba kolonii grzybów pleśniowych oraz bakterii. Na podstawie wykrytej ilości zanieczyszczeń pyłowych i/lub mikrobiologicznych ocenia się poziom ryzyka dla zdrowia ludzi, wynikającego z zanieczyszczenia instalacji.

W Tabeli 5 przedstawiono jedną z takich propozycji. Jest to sformułowana przez NVG (Nordic Ventilation Group) klasyfikacja poziomu ryzyka, wynikająca z występowania w pobranym pyle zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Mimo że, jak na razie, propozycje te nie znalazły odzwierciedlenia w aktach prawnych, w Skandynawii z powodzeniem stosuje się je w praktyce.

Tabela 5. Klasyfikacja poziomu ryzyka związanego z występowaniem w instalacjach zanieczyszczeń pyłowych oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych zawartych w pyle, przedstawiona przez NVG (Nordic Ventilation Group)  [2]

Poziom ryzyka

Rodzaj zanieczyszczenia

Pył
g/m2

Grzyby pleśniowe
JTK/g

Bakterie
JTK/g

niski

<0,2

<1 000

<6 000

średni

0,2/0,5

1 000/3 000

6 000/10 000

wysoki

>0,5

>3 000

>10 000

W amerykańskiej normie ARC 2006 „Assessment, Cleaning and Restoration of HVAC Systems” [1] zostały zamieszczone inaczej sformułowane wymagania dotyczące podjęcia decyzji odnośnie czyszczenia instalacji. Norma ta dotyczy instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych znajdujących się w obiektach służby zdrowia, budynkach mieszkalnych, handlowych, przemysłowych, jednostkach morskich i obiektach budownictwa okrętowego, restauracjach. W normie stwierdza się, że konieczne jest czyszczenie instalacji, wtedy gdy w trakcie wizualnej kontroli czystości instalacji zaobserwowano, że instalacja jest zanieczyszczona znaczącą ilością zakumulowanych cząstek stałych lub jeśli poziom zanieczyszczenia mikrobiologicznego osiągnął stan przedstawiony w tej normie jako Warunek 2 lub Warunek 3. W normie ARC 2006, jak podkreślono, jedynie dla celów tej normy, zamieszczono warunki dotyczące podjęcia decyzji o czyszczeniu instalacji na podstawie stwierdzonej obecności grzybów pleśniowych. Warunki te zdefiniowano w następujący sposób:

  • Warunek 1 (normalny stan ekologiczny): w środowisku wewnętrznym mogą wystąpić osadzone zarodniki roślin, fragmenty grzybów lub ślady ich aktualnego rozwoju, których identyfikacja, lokalizacja i ilość jest odzwierciedleniem normalnego stanu ekologicznego grzybów w środowisku wewnętrznym,
  • Warunek 2: (osadzone zarodniki roślin i ślady rozwoju mikrorganizmów): środowisko wewnętrzne, które jest przede wszystkim (głównie) zanieczyszczone przez osadzone zarodniki roślin, które dostały się w miejsce przeprowadzanej kontroli w sposób bezpośredni lub pośredni z obszaru zdefiniowanego w warunku 3 i w którym mogą wystąpić ślady aktualnego rozwoju mikroorganizmów,
  • Warunek 3: (aktualny rozwój grzybów pleśniowych): zanieczyszczone środowisko wewnętrzne z obecnością aktualnie rozwijających się grzybów pleśniowych i ich zarodników. Pojęcie „aktualny rozwój grzybów pleśniowych” dotyczy ich obecności aktywnej lub uśpionej, widocznej lub ukrytej.

W artykule „Wytyczne zagraniczne dotyczące kontroli i czyszczenia – częstotliwość kontroli czystości instalacji” podano normę ARC 2006 gdzie zamieszczone są informacje dotyczące minimalnej częstotliwości kontroli central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, przewodów nawiewnych, wywiewnych oraz recyrkulacyjnych. Stwierdzono, że jeśli podczas kontroli stanu czystości instalacji okaże się, że w centrali znajduje się zanieczyszczone urządzenie uzdatniające powietrze, wówczas podczas tej samej inspekcji, muszą zostać skontrolowane przewody nawiewne i wywiewne, niezależnie od zalecanej minimalnej częstotliwości kontroli przedstawionej w tej normie.

Zgodnie z zapisami zawartymi w normie ARC 2006, kontroli czystości podlegają centrale, przewody nawiewne, wywiewne oraz recyrkulacyjne. Podczas kontroli stanu czystości instalacji sprawdza się czystość centrali oraz reprezentacyjnych obszarów instalacji. W centrali klimatyzacyjnej kontroli należy poddać wszystkie znajdujące się w niej elementy, uwzględniając:  filtry powietrza, obejścia powietrza,  wężownice nagrzewnic i chłodnic,  zbiornik kondensatu, rury ściekowe odprowadzające kondensat, systemy nawilżania,  izolację akustyczną, tłumiki hałasu, wentylator,  obudowę wentylatora (sekcję wentylatorową), przepustnice, uszczelki w drzwiczkach central, ogólnie szczelność centrali.

Zgodnie z zawartymi w innych opracowaniach zaleceniami dotyczącymi klasyfikacji czystości pyłowej instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, stosując metodę poboru próbki pyłu zgodną z wytycznymi NADCA (National Air Duct Cleaners’ Association, USA), można wyróżnić następujące trzy klasy czystości, charakteryzujące się podanymi poniżej gęstościami powierzchniowymi pyłu:

  • klasę o niskim standardzie czystości: 0,4 g/m2,
  • klasę o średnim standardzie czystości: 0,2 g/m2,
  • klasę o wysokim standardzie czystości: 0,1 g/m2.

W cytowanych dotychczas publikacjach brakuje niestety informacji dotyczących czystości mikrobiologicznej wody (obecności grzybów i bakterii) znajdującej się w urządzeniach do nawilżania powietrza, np. komorach zraszania lub złożach zraszanych. Jedynie w wytycznych niemieckich VDI 6022, Part 1 [7], stwierdza się, że podczas kontroli jakości mikrobiologicznej wody doprowadzanej do nawilżaczy, należy oznaczyć ogólną liczbę bakterii. Zaleca się zastosować podłoże agarowe z krwią, a inkubację przeprowadzić w temperaturze 20°C±1 i 36°C±1.  Zgodnie z tymi wytycznymi maksymalne dopuszczalne stężenie ogólnej liczby bakterii wynosi 1000 JTK/ml. W przypadku występowania bakterii z rodzaju Legionella, stężenie nie może przekroczyć 1 JTK/ml.

W wytycznych VDI6022 zaleca się przeprowadzać kontrolę zanieczyszczeń mikrobiologicznych wody co dwa tygodnie. Dezynfekcja może być przeprowadzona za pomocą metod fizycznych lub chemicznych. Zaleca się, aby do dezynfekcji chemicznej zastosować środki bakteriobójcze (zwane biocydami), których skuteczność i jednoczesny brak negatywnego oddziaływania na materiały, z których wykonano instalację oraz na zdrowie ludzi przebywających w klimatyzowanych pomieszczeniach, sprawdzono w warunkach rzeczywistych, na rzeczywistym obiekcie. W wytycznych stwierdza się także, że w przypadku stosowania nawilżaczy parowych, wytwarzana przez nie para wodna nie może zawierać szkodliwych substancji. Jednocześnie, wymaga się, aby zbiorniki wody były tak wykonane, aby w przypadku przerwy w pracy nawilżaczy wodnych możliwe było całkowite ich opróżnienie i usunięcie wody do kanalizacji [7].

Bibliografia

  1. ARC2006 Standard Developed by the National Air Duct Cleaners Association, Waszyngton, 2006
  2. G., Carletti C., Raffellini G., Alfano G., Cennini L., Air Quality and Ductwork Contamination: Survey Methodology and Acceptable Values, Proceedings 7th REHVA World Congress, Clima 2000/Napoli 2001 World Congress, 15-18 September 2001, CD
  3. Cleanliness Classification of Air Handling Components, www.rts.fi
  4. Müller B., Fitzner K., Küchen V., AIRLESS, A European Project on HVCA Systems: Maintenance of HVAC Systems, Task Two, Proceedings of the 8th International Conference on Indoor Air Quality & Climate, Indoor Air 99, Edinburgh, 8-13.08.1999, Vol. 1, 1999, s. 355-360
  5. Performance criteria of buildings for health and comfort, ISIAQ-CIB TG 42
  6. Säteri J., Finnish Classification of Indoor Climate 2000: Revised Target Values, Proceedings of The 9th International Conference on Indoor Air Quality and Climate, Indoor Air 2002, Monterey, California, 2002, Vol. 3, p. 643-648
  7. VDI 6022, Part 1, 1998, Hygiene standards for ventilation and air-conditioning systems. Offices and assembly rooms.
  8. Ventilation hygiene inspection, air duct cleaning equipment.

Źródło:
„Kontrola i czyszczenie instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych cz. 2″
Dr inż. Anna Charkowska
Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji
Politechnika Warszawska