Współczesny człowiek osiągnął „paradoks wentylacji”. Z jednej strony musi dbać o to, by w pomieszczeniach, w których przebywa, był stały dopływ świeżego powietrza (potrzebnego, by usuwać szkodliwy CO₂ i dostarczać niezbędny do życia tlen), z drugiej strony – rozwijając przemysł i transport, sam nieustannie przyczynia się do powstawania groźnych zanieczyszczeń. Antropogeniczna degradacja atmosfery wciąż postępuje. Jak sobie z tym radzić? Odpowiedzią na potrzebę zapewnienia zdrowego powietrza w pomieszczeniach stają się oczyszczacze powietrza. 

Fot. pxhere.com 

Istota problemu, czyli o fatalnej jakości powietrza w Polsce

W naszym kraju rośnie świadomość zagrożeń związanych z zanieczyszczeniem powietrza i tego, że sami się do tego stanu przyczyniamy, korzystając z przestarzałych rozwiązań techniki grzewczej, a jednocześnie dysponując coraz większą liczbą samochodów. Wzmaga się więc presja na władze samorządowe i centralne, by podejmowały działania mające na celu naprawę sytuacji.

Dane Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska (GIOŚ) wskazują, że smog – do niedawna postrzegany jako problem Londynu, Szanghaju czy Los Angeles – jest również bolączką polskich miastach, i to nie tylko tych największych.

Mgła dymowa, czyli smog (od słów smoke i fog) powstaje podczas bezwietrznej pogody, w wyniku koncentracji zanieczyszczeń i ich mieszania się z mgłą. W zależności od rodzaju zanieczyszczeń, rozróżnia się: 

• smog londyński („krakowski”), który pojawia się przede wszystkim zimą, gdyż jego źródłem są głównie produkty spalania (tlenki siarki, tlenki azotu, tlenki węgla, sadza i pyły trudno opadające, ale także np. benzo(a)piren czy dioksyny). Zjawisko występuje głównie na terenach, gdzie wciąż pokutuje niechlubna tradycja palenia śmieciami oraz na obszarach o dużym zagęszczeniu niskiej emisji;
• smog typu Los Angeles („warszawski”), którego głównym źródłem (szczególnie latem) są spaliny samochodowe, zawierające tlenki węgla i azotu oraz węglowodory, tworzące podczas reakcji fotochemicznej (z udziałem światła) dalsze szkodliwe związki, np. aldehydy czy ozon.

Za jedne z najbardziej szkodliwych zanieczyszczeń związanych ze smogiem uważa się benzo(a)piren oraz pył drobny o średnicy nie większej niż 2,5 μm (PM2.5). Benzo(a)piren ma działanie rakotwórcze. Według danych GIOŚ z 2016 roku, w Polsce na ponadnormatywne stężenie tej substancji narażonych jest ok. 71% ludności Polski. Pył drobny zawieszony PM2.5 w ponadnormatywnych stężeniach zagraża natomiast ok. 14% mieszkańców naszego kraju. Długotrwałe przebywanie w zanieczyszczonym takim pyłem środowisku przyczynia się do skrócenia długości życia (w Polsce o średnio 9-10 miesięcy w odniesieniu do średniej w UE), czy też zwiększenia ryzyka wystąpienia chorób serca (porównywalnego z wpływem palenia tytoniu). Negatywnie oddziałuje również na rozwój prenatalny płodu (tego rodzaju zanieczyszczenia przenikają przez łożysko), jak i w późniejszych latach na życie dziecka.

Rys. 1. Z efektem smogu mamy doczynienia nie tylko w dużych aglomeracjach, ale również w małych i średnich miastach. Fot. pxhere.com

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), średnioroczne stężenie PM2.5 nie powinno przekraczać 10 μg/m³, choć przez pięć dni w roku może być wyższe (25 μg/m³). Zgodnie z Dyrektywą 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r. w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy (CAFE), wartość średniodobowa powinna wynosić maksimum 25 μg/m³ na terenach miejskich. W Polsce średni poziom PM2.5 wynosi 27 μg/m³ i jest to jeden z najgorszych wyników w Europie. W wielu polskich miastach wskaźnik ten regularnie przekracza 30 μg/m³ (Kraków), a nawet 40 μg/m³ (miasta na Śląsku, np. Pszczyna).

„Chore budynki”

W pomieszczeniach, prócz zagrożeń wynikających ze złej jakości napływającego do nich powietrza zewnętrznego, mamy do czynienia także z zanieczyszczeniami pochodzącymi z wnętrza budynku, a związanymi z nadmierną zawartością CO₂ w powietrzu, emisją trujących związków z materiałów budowlanych i wyposażenia, dymem papierosowym czy niekorzystnym oddziaływaniem mikroorganizmów oraz zwierząt i ludzi.

Z niską jakością powietrza wewnętrznego wiąże się pojęcie syndromu chorych budynków (SBS – Sick Building Syndrome) – zespołu dolegliwości występujących u osób przebywających w określonym miejscu (np. w budynku, w którym się pracuje). W takich „niezdrowych” pomieszczeniach wykrywa się często:

• lotne związki organiczne (VOC – Volatile Organic Compounds), a wśród nich – węglowodory aromatyczne, np. benzen czy bezno(a)piren, długotrwale emitowane m.in. z materiałów budowlanych i wykończeniowych (wykładzin, farb, klejów, rozpuszczalników, impregnatów, tapet czy podłóg) i zwiększające ryzyko poważnych chorób układu oddechowego oraz podrażniające skórę i oczy;
• dym papierosowy, zawierający tlenek azotu (NO), styren i kwas octowy, którego zły wpływ na ludzkie zdrowie już dziś dla wszystkich jest oczywisty; 
• alergeny (m.in. pyłki roślin, zarodniki pleśni, sierść zwierząt, odchody roztoczy), szczególnie niebezpieczne dla ludzi z alergią czy astmą, ale też negatywnie wpływające na układ oddechowy pozostałych osób, na przykład poprzez przyczynianie się do powstawania nieżytów nosa o pozornie niewyjaśnionym pochodzeniu.

Sposoby na poprawę jakości powietrza

Pod koniec 2015 roku tzw. ustawa antysmogowa, stanowiąca poprawkę do art. 96 ustawy Prawo Ochrony Środowiska, umożliwiła samorządom wprowadzanie uchwał, określających rodzaje paliw dozwolonych lub zakazanych oraz minimalny standard emisji kotłów. Pojawiły się programy pomocowe, wspierające wymianę pozaklasowych źródeł ciepła na rozwiązania nowszej generacji (np. Program Ograniczenia Niskiej Emisji dla Krakowa).

Jednocześnie coraz większa świadomość powagi sytuacji, sprawia że Polacy – nie czekając na zadziałanie uchwał i usunięcie przyczyn złego stanu powietrza – sami szukają sposobów na wyeliminowanie szkodliwych składników ze środowiska, w którym żyją i pracują. Wyrazem tego jest coraz większe zainteresowanie oczyszczaczami – wolno stojącymi urządzeniami, usuwającymi zanieczyszczenia fizykochemiczne z powietrza wentylacyjnego.

W urządzeniach tych, pod względem technologicznym, poprawa jakości powietrza polega zarówno na filtracji, rozumianej jako mechaniczna separacja ze strumienia powietrza i zatrzymywanie cząstek na medium filtracyjnym, jak i przez fizykochemiczne procesy usuwania zanieczyszczeń (np. utlenianie).

Współczesne oczyszczacze mogą być proste, ale coraz częściej stanowią skomplikowane systemy, składające się z kilku stopni filtracji, wspomaganej przez procesy chemiczne. Warto podkreślić, że oczyszczacze nie usuwają dwutlenku węgla i nie produkują tlenu – nie zastąpią więc wentylacji, a „tylko” oczyszczą powietrze, które napłynęło do pomieszczenia, ze szkodliwych dla ludzi składników.

Procesy filtracji w oczyszczaczu

(...)

  Rys. 2. Schemat działania modelu Daikin MC707 VM. Fot. DAIKIN

Zjawiska fizykochemiczne w oczyszczaczu

(...)

Dobór oczyszczacza

(...)

Lokalizacja i eksploatacja oczyszczaczy

Urządzenia te będą działały poprawnie, jeśli w pomieszczeniu gdzie pracują, zostanie zapewniony odpowiedni dopływ powietrza. W tym celu należy: 

• przyjąć zasadę „jeden oczyszczacz na pomieszczenie” – tylko wówczas jest pewność, że całe powietrze dotrze do oczyszczacza i zostanie przefiltrowane. Dobry oczyszczacz to poważny wydatek, stąd niektórzy użytkownicy decydują się na zakup jednego urządzenia i przemieszczanie go między pomieszczeniami (np. po południu i w nocy oczyszczacz obsługuje pokój dziecka, przez resztę dnia – pod nieobecność dziecka – pracuje np. w salonie); 
• umieścić oczyszczacz blisko okien, na podłodze, w odległości nie mniej niż 30 cm od ściany (szczegółowe wytyczne można znaleźć w dokumentacji producenta), nie zastawiając urządzenia (należy unikać stawiania w kącie za drzwiami, czy też we wnęce) – tak, by filtrował najbardziej zanieczyszczone powietrze w pokoju.

Rys. 3. Oferta rynkowa oczyszczaczy jest bardzo szeroka. Przed wyborem warto przeanalizować dostępne opcje, sposób fi ltracji oraz koszty eksploatacyjne. Fot. google

Prawidłowe działanie oczyszczacza wymaga też odpowiedniej kondycji filtrów, co wiąże się z ich regularnym czyszczeniem i okresową wymianą.

Najbardziej znaczący udział w kosztach eksploatacyjnych mają filtry HEPA. Ich koszt jest ważnym składnikiem ceny oczyszczacza, istotnie wpływającym na różnicę cen między poszczególnymi oczyszczaczami. Jest to związane z powierzchnią czynną filtra. Im większy filtr (zarówno w przekroju, jak i po względem rzeczywistej powierzchni filtracyjnej), tym droższe urządzenie – ale też czas eksploatacji takiego filtra będzie dłuższy. Zgodnie z mechanizmem procesu filtracji, do pewnego momentu, wraz z osadzaniem zanieczyszczeń, skuteczność filtra będzie rosła. W momencie „zatkania” filtra, jego skuteczność zacznie spadać (może nawet powodować wzrost poziomu zanieczyszczeń przez ich powrót do pomieszczenia). Jednocześnie wzrośnie zużycie prądu, związane z koniecznością pokonania przez wentylator wyższych oporów przepływu na filtrze, powstałych na skutek jego znacznego zabrudzenia. Wbrew deklaracjom niektórych producentów, nie istnieją „zmywalne” filtry HEPA – większość producentów wręcz zakazuje mycia takich filtrów w wodzie i ich suszenia. Zużyty filtr HEPA wymaga wymiany.

Częstotliwość wymiany filtrów HEPA zależy od zawartości zanieczyszczeń pyłowych (PM10) w oczyszczanym powietrzu i w Polsce jest zwykle większa niż ta deklarowana przez producenta. Przykładowo, dla jednego z popularnych oczyszczaczy zalecana jest wymiana filtrów raz na 10 lat, przy założeniu, że średnioroczne stężenie PM10 wynosi ok. 20 μg/m³. W Polsce wartość ta jest znacznie wyższa, np. dla Warszawy dla roku 2017 (stan na listopad 2017 roku) wynosiła od 26,2 do 45,5 μg/m³. Zatem, aby oszacować średni czas życia filtra HEPA, należy uwzględnić zanieczyszczenie pyłami w miejscu eksploatacji oczyszczacza:

gdzie:

tR – szacowana trwałość filtra [lata];

[PM10]_P – średnioroczne stężenie zanieczyszczeń pyłowych, określone jako wyjściowe przez producenta [ug/m³];

[PM10]_R – szacowane średnioroczne stężenie zanieczyszczeń pyłowych w miejscu eksploatacji oczyszczacza [ug/m³];

Zatem, w przykładzie stosowania popularnego oczyszczacza w Warszawie:

Filtry wymagają regularnego czyszczenia (np. tkaninowy, węglowy czy HEPA – regularnego odpowiednio delikatnego odkurzania, zaś elektrostatyczny – płukania w wodzie) oraz wymiany po czasie wskazanym przez producenta.

Dodatkowe udogodnienia spotykane w urządzeniach

Oczyszczacze mogą być wyposażone w funkcję nawilżania, wytwarzając mgłę z pary wodnej (nawilżacz UV) lub samą parę (nawilżacz ewaporacyjny).

Wielu użytkowników doceni też dodatkowe funkcje ułatwiające korzystanie z oczyszczacza, np.:

• tryb nocny, zapewniający cichą pracę – w tym trybie poziom dźwięku powinien wynosić maks. 35 dB;
• tryb automatyczny, dostosowujący pracę urządzenia do odczytów jakości powietrza w pomieszczeniu;
• sterowanie i programowanie, zarówno z panelu samego oczyszczacza, jak i z aplikacji webowej lub mobilnej;
• czujnik jakości powietrza, dający bieżącą informację o stężeniu cząstek PM2,5;
• presostat – spadek ciśnienia na filtrze o określonej wartości jest jednoznacznym sygnałem konieczności wymiany filtra. Niektóre oczyszczacze mają czujnik wymiany filtra, ale oparty o dotychczasowy przebieg pracy (ilość godzin i prędkość wentylatora).

Bardzo ważny, jak w przypadku każdej modnej technologii, jest wybór sprzętu od wiarygodnego producenta. Jest to istotne zarówno ze względu na warunki gwarancji, jak i dostępność części – kluczową z punktu widzenia wymian filtrów. Znana marka gwarantuje, że po kilku latach producent nadal będzie na rynku, a filtry do danego modelu urządzenia nadal będą w sprzedaży.

Joanna RYŃSKA
– dziennikarka branżowa

LITERATURA:

[1] AHAM. Informacje o programie certyfi kacji. Dostęp online [http://ahamverifide.org], 19.11.2017.

[2] Air Quality Index. Dane Europejskiej Agencji Środowiska oraz Komisji Europejskiej. Dostęp online [http://www.eea.europa.eu/themes/air/air-quality-index], 19.11.2017.

[3] Materiały marketingowe i techniczne firm: Boneco, Daikin, IQAir, LIFAair, LoveAir, Mitsubishi, Panasonic, Philips, Samsung, Sharp, Webber.

[4] Ocena jakości powietrza. Dane Inspekcji Ochrony Środowiska. Dostęp online [http://powietrze.gios.gov.pl/pjp/current], 19.11.2017.

[5] WHO Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide. Global update 2005. Dostęp online, 19.11.2017.