Летучие органические соединения: основные источники, вред для здоровья и как фильтровать

Качество воздуха по-прежнему остаётся актуальной проблемой, особенно в крупных городах. Одним из основных загрязнителей атмосферы являются летучие органические соединения, опасные для здоровья людей и окружающей среды.

В этой статье расскажем о самых распространённых видах летучих органических соединений, о том, как они образуются и какое влияние оказывают на человека. Особое внимание уделим способам избавления от этих вредных веществ.

Содержание

Что называют летучими органическими соединениями

Летучие органические соединения (ЛОС) представляют собой химические соединения с содержанием углерода, которые при обычных условиях, как правило, при комнатной температуре, могут быстро переходить из жидкого или твёрдого состояния в газообразное. Этот процесс называется испарением.

Классификация летучих органических соединений

Самая общая классификация летучих органических соединений — по происхождению. Выделяют искусственные и природные ЛОС.

Летучие органические соединения природного происхождения

Некоторые летучие органические соединения являются естественными продуктами обмена веществ в клетках растений, животных и микроорганизмов. Примеры таких соединений: изопрен, который выделяется растениями, и ацетон, который образуется в результате работы выделительной системы живых организмов. Эти соединения играют важную роль в биохимических процессах.

Летучие органические соединения искусственного происхождения

Эти ЛОС создаются человеком в ходе промышленных и бытовых процессов. Они широко используются в производстве растворителей, лакокрасочных материалов, пестицидов, фармацевтических препаратов и других продуктов. Примеры таких соединений: бензол, толуол, стирол, хлороформ. Их испарение в атмосферу приводит к загрязнению окружающей среды и негативным последствиям для здоровья человека.

И искусственные, и природные ЛОС могут быть токсичными и одинаково опасными для окружающей среды и здоровья людей. Однако существует важное различие в возможности контроля и регулирования этих двух типов ЛОС. Искусственные ЛОС производятся и используются человеком, благодаря этому мы можем контролировать их образование, использование, хранение и утилизацию. Мы можем также проводить исследования их воздействия на окружающую среду и здоровье, внедрять строгие нормы и разрабатывать меры для минимизации рисков.

К ЛОС природного происхождения такие меры неприменимы: мы не можем предотвратить или полностью контролировать их образование.

Перечень летучих органических соединений

В этом разделе рассмотрим 3 группы наиболее распространённых ЛОС, кратко охарактеризуем их, приведём примеры веществ, которые к ним относятся.

Ароматические углеводороды

Ароматические углеводороды — одна из основных групп летучих органических соединений. Они обладают характерным ароматом и имеют структуру, основанную на кольцевом ароматическом углеводороде бензоле.

Примеры ароматических углеводородов:

Ароматические углеводороды широко используются в различных отраслях промышленности, включая производство пластмасс, лакокрасочных материалов, растворителей, фармацевтических препаратов и духов. Они также входят в состав автомобильных выбросов и табачного дыма.

Исследования подтверждают потенциальное воздействие ароматических углеводородов на здоровье человека. Некоторые из них могут быть канцерогенными и вызывать различные заболевания. Например, бензол был классифицирован Международным агентством по исследованию рака (МАИР, структура Всемирной организации здравоохранения) как канцероген для человека: повышенные уровни бензола в атмосфере могут быть связаны с развитием лейкемии и других форм рака.

Токсичные газы

Некоторые газообразные летучие органические соединения могут быть ядовитыми:

Формальдегид — одно из наиболее известных и широко используемых летучих органических соединений. Он находит применение в промышленности, медицине, производстве строительных материалов и бытовых товаров. Формальдегид также высвобождается в атмосферу в процессе сгорания топлива и при образовании табачного дыма.

Этот газ также был классифицирован МАИР как канцероген для человека. Исследования связывают высокую концентрацию формальдегида в закрытых помещениях с различными заболеваниями, включая аллергии, астму.

Хлороводород и аммиак образуются в результате производственных процессов и выбросов. Их высокая концентрация в воздухе вызывает раздражение слизистых оболочек, проблемы с дыханием и оказывает разрушающее воздействие на нервную систему.

Растворители

Растворители — распространённые летучие органические соединения, которые используют в различных промышленных процессах и при изготовлении бытовых предметов. Они обладают высокой паропроницаемостью и быстро испаряются в атмосферу.

К растворителям относятся:

Растворители вызывают раздражение дыхательных путей, головную боль, головокружение и даже отравление в случае высоких концентраций или продолжительного воздействия.

Основные источники летучих органических соединений

Мы уже отметили, что ЛОС могут быть как природного, так и антропогенного происхождения. Наряду с естественными процессами жизнедеятельности различных организмов, летучие органические соединения образуются в результате деятельности людей: это связано с промышленностью, строительством, транспортом и даже пользованием привычными бытовыми предметами. Рассмотрим источники ЛОС подробнее.

Автотранспорт

Одна из основных причин образования ЛОС — большое количество автотранспорта. Выхлопные газы от автомобилей содержат углеводороды, оксиды азота и другие загрязнители. Бензин и дизельное топливо содержат ароматические углеводороды, такие как бензол и толуол, которые высвобождаются при сгорании топлива.

Высокая интенсивность автомобильного движения в городах приводит к накоплению ЛОС в воздухе и может оказывать негативное воздействие на качество воздуха и здоровье людей.

Промышленные процессы

Промышленная деятельность — значимый источник выбросов летучих органических соединений. К масштабному высвобождению ЛОС в атмосферу приводит химическая промышленность, нефтепереработка, пищевая промышленность. Некоторые химические процессы требуют использования растворителей, которые содержат токсичные ЛОС: бензол, ксилол и трихлорметан (хлороформ).

Такие выбросы оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду и в первую очередь на здоровье работников промышленности.

Организация Экономического Сотрудничества и Развития (ОЭСР) провела прогнозируемые расчёты, согласно которым глобальный объём выбросов в атмосферу к 2060 году возрастёт по всем компонентам, включая аммиак (см. в графике NH3).

Прогноз атмосферных выбросов к 2060 году. Источник: ОЭСР

Бытовые и строительные материалы

Бытовые и строительные материалы могут также служить источниками летучих органических соединений. Клеи, герметики, обои, пены содержат ЛОС, выделяющиеся при строительстве, ремонте, а также длительное время после этих процессов.

Краски, лаки, растворители, дезодоранты, моющие средства и аэрозоли содержат ЛОС, которые испаряются не только при использовании, но даже при хранении.

Природные источники

Некоторые растения выделяют естественные ароматические углеводороды: борнеол и пинен, которые могут быть восприняты как запахи или ароматы в окружающей среде. Кроме того, микроорганизмы также выделяют летучие органические соединения в окружающую среду.

Влияние летучих органических соединений на человека

Летучие органические соединения оказывают негативное влияние на здоровье человека. Степень этого воздействия зависит от их химического состава, концентрации в воздухе и продолжительности воздействия. Особенно неприятным фактом является то, что вредные соединения попадают в помещения вместе с потоками уличного воздуха.

Перечислим наиболее распространённые болезни и проблемы со здоровьем, которые связывают с реакцией организма на летучие органические соединения.

Респираторные проблемы и заболевания:

Токсическое воздействие на органы:

Канцерогенное действие:

Воздействие на беременность:

Воздействие на центральную нервную систему и психическое здоровье:

Аллергические реакции и кожные проблемы:

Хронические заболевания и системные эффекты:

Как очистить воздух от ЛОС

Одним из ключевых подходов к борьбе с ЛОС является очистка воздуха. Фильтрация позволяет улавливать и удалять вредные частицы из воздушного потока. Рассмотрим принципы очистки воздуха, типы фильтров и их эффективность в улавливании ЛОС.

Типы фильтров, используемых для удаления ЛОС

Существует два принципа фильтрации ЛОС: адсорбционный и физико-химический.

Адсорбционная фильтрация — использование адсорбентов для поглощения ЛОС на поверхности фильтра. В качестве материала для изготовления таких фильтров чаще всего используют природный адсорбент — активированный уголь.

Физико-химическая фильтрация — использование химических процессов, например фотокаталитической реакции, для разложения и удаления загрязнителей.

Фотокаталитические фильтры эффективны также для удаления вирусов, бактерий и запахов. Они не требуют замены или регенерации материалов, обладают длительным сроком службы. Подробнее об этом виде фильтров читайте в нашей статье «Как фотокаталитический фильтр чистит воздух».

Итак, два основных и наиболее эффективных фильтра для избавления от ЛОС:

Приборы для очистки воздуха от ЛОС

Классические воздухоочистители

Один из способов избавления от летучих органических веществ в квартире — использование воздухоочистителей. Многие модели этих устройств оснащены фильтрами, которые способны удерживать не только пыль, мельчайшие частицы, аллергены, но и ЛОС. Подробно о воздухоочистителях мы говорим в статье «Как выбрать очиститель воздуха для квартиры: все тонкости».

Проблема состоит в том, что уличный воздух сам по себе загрязнён: вместе с потоками свежего воздуха в квартиру попадает пыль, грязь, ЛОС и аллергены, а также уличный шум и неприятные запахи. Приточный уличный и очищенный комнатный воздух смешиваются, следовательно, эффективность воздухоочистителя снижается: при таких условиях воздух в помещении никогда не будет чистым.

С другой стороны, отказаться от проветривания нельзя, поскольку это приведёт к превышению концентрации углекислого газа в помещении: ведь каждый человек при дыхании выделяет углекислый газ, поглощая при этом кислород. Нарушение баланса концентрации этих газов может вызвать головную боль, повышенную утомляемость, снижение работоспособности. О токсическом воздействии CO₂ читайте в нашей статье «Углекислый газ и его воздействие на организм человека».

Приточные воздухоочистители

Чтобы добиться стабильного эффекта при очистке воздуха от ЛОС, можно использовать компактные приточные вентиляционные устройства, или бризеры. Бризеры дают возможность проветривать помещение при закрытых окнах, при этом весь поток приточного воздуха проходит обработку системой фильтров.

Бризеры отличаются от классических воздухоочистителей тем, что, помимо фильтрации воздуха, обеспечивают его приток. Зимой можно воспользоваться функцией нагрева, чтобы проветривание не выхолаживало квартиру.

Обобщим информацию. Основные задачи на пути к избавлению от ЛОС в квартире:

Что важно учитывать при выборе прибора, эффективного против ЛОС

Итак, единственным эффективным способом избавления от летучих органических соединений в квартире является бризер. Именно этот прибор налаживает вентиляцию, правильный воздухообмен и одновременно очищает воздух.

Фильтрация

Многоступенчатая система фильтрации бризера позволяет очистить воздух от крупной, средней и мелкой пыли, мельчайших частиц, а также от аллергенов: пыльцы, шерсти и других частиц растительного и животного происхождения.

В бризерах предусмотрено от 3 до 5 ступеней фильтрации. Для выбора модели, наиболее эффективно очищающей воздух от летучих органических соединений, необходимо, чтобы прибор был оснащён угольным или фотокаталитическим фильтром.

Объём и плотность угольного фильтра

Если фотокаталитический фильтр не требует замены и чистки, то угольный является расходником. Поэтому важно также обратить внимание на его площадь и плотность адсорбента в нём: фильтр должен быть достаточно объёмным и производительным.

В статье «Как угольный фильтр чистит воздух?» детально описываем весь процесс адсорбционной фильтрации и рассказываем, почему количество угля прямо влияет на эффективность и частоту замены фильтра.

Очистка приточного и внутреннего воздуха

Напомним, что летучие органические соединения могут проникать в квартиру не только из окружающей среды, но также образовываться внутри помещений, поэтому при борьбе с ЛОС нужно очищать как приточный воздух, так и внутренний. Бризер делает это двумя способами: с помощью режима рециркуляции и создания избыточного давления.

Итак, при выборе приточного воздухоочистителя, эффективного против ЛОС, важно учитывать:

Модели приборов, наиболее эффективные для фильтрации ЛОС

Бризер Tion 4S

Tion 4S — один из наиболее производительных бризеров с тонкой очисткой воздуха от всех видов загрязнений: пыли, аллергенов, мельчайших твёрдых частиц, газов и запахов. Система фильтрации включает объёмный фильтр из активированного угля.

Основные характеристики Tion 4S, необходимые для очистки воздуха от ЛОС

Бризер Tion 4S помогает наладить воздухообмен в квартире и улучшить качество воздуха, очищая его от частиц-загрязнителей, включая ЛОС, и избавляя от неприятных запахов.

Приточный воздухоочиститель AIRNANNY A7 со встроенным увлажнителем

Приточный воздухоочиститель AIRNANNY A7 также обладает всем необходимым функционалом, который эффективен для очищения воздуха от ЛОС. Кроме того, он снабжён встроенным ультразвуковым увлажнителем, что также важно при создании комфортного микроклимата в помещении.

Основные характеристики AIRNANNY A7, необходимые для очистки воздуха от ЛОС

AIRNANNY A7 позволяет избавиться от летучих органических соединений в квартире, обеспечивая чистоту, свежесть воздуха и комфортную влажность. Это оптимальное решение для проветривания в городских условиях, которое помогает наладить в помещении воздухообмен и микроклимат в целом.

Комментарии