Individualios šildymo sistemos – potencialus taršos šaltinis

Visuomenėje vyrauja nuomonė, kad kuro deginimas nuosaviems namams apšildyti beveik nesukelia taršos, tačiau tyrimais, atliktais įvairiose pasaulio šalyse, įrodyta, kad degimo metu į aplinką išsiskiria nemaži kiekiai kietųjų dalelių ir kenksmingųjų organinių teršalų.

Dėl vietos sąlygų ir transformacijų, teršalų koncentracijos gali dar labiau išaugti. KTU Aplinkosaugos technologijos katedros doktorantai Edvinas Krugly bei Tadas Prasauskas atliko tyrimus Kauno nuosavų namų rajonuose ir nustatė teršalų koncentracijas aplinkos bei patalpų ore.

Taršumu konkuruoja su transportu

Pagrindiniai oro taršos šaltiniai Lietuvos miestuose yra transportas, pramonės įmonių ir individualiųjų namų kaminai. Nuosavų namų dūmai šildymo sezono metu sudaro maždaug trečdalį miesto taršos.

Šiandien dauguma nuosavų namų šeimininkų būstui apšildyti šaltuoju laikotarpiu degina kietąjį arba dujinį, rečiau – skystąjį – kurą. Dažname namų ūkyje eksploatuojami seni ir neefektyvūs kuro deginimo įrenginiai, kuriuose susidaro dalinio kuro degimo teršalų.

Kita svarbi problema – dažnai deginamas ne geros kokybės kietasis kuras, bet nereglamentuotas, netinkamas konkrečiam deginimo įrenginiui. Neretai deginamos ir „šilumingos“ buitinės atliekos, nors tai daryti draudžiama. Toks neatsakingas kuro deginimas sukelia pavojų sveikatai ne tik deginantiesiems tokį kurą, bet ir aplinkiniams gyventojams. Susidarantys oro teršalai gali neigiamai paveikti sveikatą ir sukelti kvėpavimo takų, kraujotakos sistemų ir kitų sutrikimų.

KTU doktorantų tyrimams buvo pasirinkti skirtingi miesto rajonai su jų užstatymo laikotarpiui būdingais nuosavais namais. Matavimai buvo atliekami gausiai apgyvendintuose Žaliakalnio, Vilijampolės ir Aleksoto bei priemiestiniuose Rokų ir Romainių, Vijūkų nuosavų namų rajonuose.

Gyvenamieji rajonai gerokai skiriasi užstatymo tankumu ir pastatų amžiumi, o tirti pasirinkti pastatai – šiluminės izoliacijos ypatybėmis bei langų tipais. Skiriasi ir jų naudojamas kuras bei šilumos gamybos technologijos, įrenginiai. Oro kokybei patalpose įvertinti svarbus ir ventiliacijos būdas – visais nagrinėtais atvejais buvo naudojama savaiminė ventiliacija.

Degimo produktai prasiskverbia iš lauko

Matavimai buvo atliekami šaltuoju laikotarpiu, kai šiluminės energijos poreikis, tuo pačiu ir tarša, yra didžiausi. Dviem atvejais palyginamieji matavimai buvo atlikti ir šiltuoju metų laiku.

Buvo nustatyta kietųjų dalelių (KD2,5) ir monoaromatinių (MAA) bei poliaromatinių (PAA) angliavandenilių koncentracija aplinkos ir patalpų ore. Mokslininkai konstatavo, kad KD2,5 koncentracija buvo gerokai didesnė nei kituose Europos miestuose.

Žiemą patalpose KD2,5 koncentracija vidutiniškai buvo 1,5–2 kartus mažesnė nei aplinkos ore, o vasarą buvo stebima atvirkščia tendencija. Aplinkos oro taršos lygis PAA junginiais buvo gerokai didesnis nei kituose Europos miestuose, o MAA koncentracijos buvo panašios kaip Skandinavijos šalyse.

Teršalų koncentracijai patalpose įtakos turi jose vykstanti veikla. Tai gali būti maisto gaminimas, buitinės chemijos gaminių naudojimas, rūkymas, atviro degimo procesai ir kt. Kita dedamoji, turinti įtakos teršalų koncentracijai patalpose, yra degimo produktai, prasiskverbiantys iš lauko. To priežastimi gali būti nesandarūs langų rėmai ar pastato konstrukcija, netinkamai įrengta ventiliacijos sistema ir panašiai.

KTU mokslininkai konstatavo, kad priklausomai nuo pastato sandarumo, vyraujančios vėjo krypties pastato požiūriu, vėjo stiprumo ir kitų vietos sąlygų – iki 30 procentų teršalų iš aplinkos oro gali prasiskverbti į pastato vidų. Buvo nustatyta, kad priešvėjinėje pastato pusėje susidaro gerokai didesnė teršalų koncentracija nei pastato užuovėjos pusėje.

Apibendrinant galima teigti, kad senesnės statybos nuosavų namų gyventojai gali būti labiau veikiami iš aplinkos į pastatų vidų prasiskverbiančios taršos.

Kenksmingiausios – smulkiausios dalelės

Kai kuriuose Indijos, Irano, Pakistano, Kinijos miestuose oro užterštumas kietosiomis dalelėmis yra dešimtį kartų didesnis nei Lietuvoje. Neatsitiktinai Azijos prekybos centruose oro valymo įrenginiams skiriamos ne lentynos, o ištisi skyriai. Juose galima atrasti nuo mažiausių, tinkančių nedideliems kambariams, iki itin dideles erdves valančių oro filtrų ir įrenginių.

KTU Aplinkosaugos technologijos katedroje šiuo metu bandoma kurti įrenginius, kurie valytų iš lauko į patalpas patenkantį orą, taip pat filtrus, tinkamus naudoti buityje.

Stambesnėms dalelėms sugaudyti  jau yra sukurta daugybė filtrų. Visgi, patys smulkiausi elementai sugeba prasiskverbti, tad bandoma rasti būdą, kaip sugaudyti submikronines daleles, kurios yra pačios kenksmingiausios. Katedra palaiko ryšius su keliomis filtravimo medžiagas parduodančiomis lietuviško kapitalo įmonėmis.

Nanopluoštai pranašesni už tradicinius filtrus

Viena iš KTU mokslininkų tyrimo sričių – nanopluoštų kūrimas ir jų naudojimas oro filtravimo procese. Disertaciją šia tema netrukus gins KTU doktorantas Jonas Matulevičius.

Mokslininkai pažymi, jog dėl didelio paviršiaus ploto ir porėtumo bei mažų mikroporų dydžio, šios medžiagos gali būti sėkmingai taikomos dalelėms filtruoti oro sraute. Pluošto gijos skersmuo yra pagrindinis filtro efektyvumą ir slėgio kritimą lemiantis rodiklis – mažėjant pluošto skersmeniui efektyvumas sparčiai didėja.

Nanopluoštai idealiai tinka filtruoti ne tik mikroninėms, bet ir submikroninėms dalelėms. Šiems pluoštams yra būdingas 2-4 kartus didesnis dujų srauto laidumas nei celiulioziniams klasikiniams filtrams, tuo pat metu jie užtikrina aukštą filtravimo efektyvumą.

Tiesa, nanopluoštai, kurių efektyvumas gali viršyti 99 procentų ribą, yra netinkami filtruoti didelį kiekį kietųjų dalelių turintį orą, nes gali greitai užsikimšti, todėl nanopluoštų filtrai gali būti naudojami paskutiniuose filtravimo etapuose, t. y. švarių patalpų aplinkoje, mažo greičio ventiliacijos sistemose kaip mikropluoštų filtrų priedai.