zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2022-62-10-664-669zurniimtpe-3052Research ArticleПРАКТИЧЕСКОМУ ЗДРАВООХРАНЕНИЮFOR THE PRACTICAL MEDICINEРасчётное моделирование уровня загрязнения воздуха внутри помещения при его очистке с помощью воздухоочистителейCalculate modeling of the level of indoor air pollution during its cleaning with air purifiershttps://orcid.org/0000-0002-8279-5569МартыновД. Ю.MartynovDmitrii Yu.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3335-4721НикановА. Н.NikanovAleksandr N.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8689-7327КизеевАлексей НиколаевичKizeevAleksei N.

Старший научный сотрудник ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора, канд. биол. наук.

e-mail: aleksei.kizeev@mail.ru

Senior Researcher, Northwest Public Health Research Center of Rospotrebnadzor, Candidate of Biology.

e-mail: aleksei.kizeev@mail.ru

aleksei.kizeev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1646-9183КульневВ. В.KulnevVadim V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4927-2192НасоновА. Н.NasonovAndrei N.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1066-2211ЛагутинаН. В.LagutinaNatalia V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5284-880XЦветковИ. В.TsvetkovIlia V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6433-8754КульневаЕ. М.KulnevaElena M.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1902-948XМежоваЛ. А.MezhovaLidia A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3985-4535ЛуговскойА. М.LugovskoyAleksandr M.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1521-1102НовиковА. В.NovikovAleksandr V.noemail@neicon.ruФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет — Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева»РоссияRussian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named K.A. Timiryazev»Russian FederationФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» РоспотребнадзораРоссияNorthwest Public Health Research CenterRussian FederationЦентрально-Чернозёмное межрегиональное управление РосприроднадзораРоссияCentral Black Earth Interregional Office of the Federal Service for Supervision of Natural Resources ManagementRussian FederationФГБОУ ВО «Московский государственный университет геодезии и картографии»РоссияMoscow State University of Geodesy and CartographyRussian FederationФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»РоссияTver State UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»РоссияVoronezh State UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Воронежский государственный педагогический университет»РоссияVoronezh State Pedagogical UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Российский государственный социальный университет»РоссияRussian State Social UniversityRussian Federation2022291120226210664669Copyright © Мартынов Д.Ю., Никанов А.Н., Кизеев А.Н., Кульнев В.В., Насонов А.Н., Лагутина Н.В., Цветков И.В., Кульнева Е.М., Межова Л.А., Луговской А.М., Новиков А.В., 20222022Мартынов Д.Ю., Никанов А.Н., Кизеев А.Н., Кульнев В.В., Насонов А.Н., Лагутина Н.В., Цветков И.В., Кульнева Е.М., Межова Л.А., Луговской А.М., Новиков А.В.Martynov D.Y., Nikanov A.N., Kizeev A.N., Kulnev V.V., Nasonov A.N., Lagutina N.V., Tsvetkov I.V., Kulneva E.M., Mezhova L.A., Lugovskoy A.M., Novikov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/3052

Предложен расчётный метод определения концентраций загрязняющих веществ внутри вентилируемого или очищаемого помещения, с учётом начальных условий и параметров расхода поступающего или очищаемого воздуха, объёма помещения, начальных концентраций загрязняющего вещества в атмосферном воздухе и в воздухе помещения, параметров эффективности работы воздухоочистителя.

Предложено решение двух массообменных уравнений при известных начальных условиях для двух способов очистки помещений. При решении первого уравнения, проведён прямой массообменный расчёт, позволяющий определить влияние естественной или искусственной вентиляции, используемой внутри помещений с небольшими линейными размерами, на изменение концентрации выбранного загрязняющего воздух вещества в виде химического соединения или аэрозоля, содержащего биологические или химические загрязнители. При решении второго уравнения, проведён прямой массообменный расчёт, позволяющий определить влияние работы воздухоочистителя, используемого внутри помещений с небольшими линейными размерами, на изменение концентрации выбранного загрязняющего воздух вещества, в виде химического соединения или аэрозоля, содержащего биологические или химические загрязнители.

Расчёты позволяют определить время, за которое жилое, офисное или промышленное помещение насыщается загрязняющими веществами или очищается до требуемых нормативов качества воздушной среды, с учётом влияния таких факторов, как загрязнение приземных слоёв атмосферного воздуха, появление загрязняющих веществ внутри помещения, производительность и эффективность систем вентиляции или очистки воздуха. Предложенные расчётные методы могут быть использованы при определении изменений качества воздушной среды внутри помещений с течением времени, в том числе с учётом изменений концентраций кислорода и загрязняющих веществ внутри помещений, определения эффективности применения систем вентиляции и очистки воздуха различной производительности в жилых, офисных, медицинских и производственных помещениях.

Этика

Этика. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов

Участие авторов:Мартынов Д.Ю. — концепция и дизайн исследования, написание текста;Никанов А.Н. — редактирование;Кизеев А.Н. — редактирование;Кульнев В.В. — концепция и дизайн исследования;Насонов А.Н. — сбор и обработка данных;Лагутина Н.В. — сбор и обработка данных;Цветков И.В. — сбор и обработка данных;Кульнева Е.М. — сбор и обработка данных;Межова Л.А. — написание текста;Луговской А.М. — написание текста;Новиков А.В. — сбор и обработка данных.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 07.07.2022 / Дата принятия к печати: 12.09.2022 / Дата публикации: 25.11.2022

The article proposes a computational method for determining the concentrations of pollutants inside a ventilated or cleaned room, taking into account the initial conditions and parameters of the flow rate, incoming or purified air, the volume of the room, the initial concentrations of the pollutant in the atmospheric air and in the room air, the parameters of the efficiency of the air cleaner.

The article proposes the solution of two mass transfer equations under known initial conditions for two methods of cleaning rooms. When solving the first equation, a direct mass transfer calculation was carried out, which makes it possible to determine the effect of natural or artificial ventilation used indoors with small linear dimensions on the change in the concentration of the selected air polluting substance in the form of a chemical compound or an aerosol containing biological or chemical pollutants. When solving the second equation, a direct mass transfer calculation was carried out, which makes it possible to determine the effect of the operation of an air purifier used indoors with small linear dimensions on the change in the concentration of the selected air polluting substance in the form of a chemical compound or an aerosol containing biological or chemical pollutants.

Calculations allow us to determine the time during which a residential office or industrial space is saturated with pollutants or cleaned to the required air quality standards, taking into account the influence of factors such as pollution of the surface layers of atmospheric air, the appearance of pollutants inside the room, the performance and efficiency of ventilation or air purification systems. The proposed calculation methods can be used to determine changes in the quality of indoor air over time, including taking into account changes in oxygen concentrations and pollutants indoors, determining the effectiveness of ventilation and air purification systems of various capacities in residential, office, medical and industrial premises.

Ethics

Ethics. The study does not require the submission of a biomedical ethics committee opinion or other documents.

Contribution

Contribution:Martynov D.Yu. — research concept and design, text writing;Nikanov A.N. — editing;Kizeev A.N. — editing;Kulnev V.V. — research concept and design;Nasonov A.N. — data collection and processing;Lagutina N.V. — data collection and processing;Tsvetkov I.V. — data collection and processing;Kulneva E.M. — data collection and processing;Mezhova L.A. — text writing;Lugovskoy A.M. — text writing;Novikov A.V. — data collection and processing.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.

Received

Received: 07.07.2022 / Accepted: 12.09.2022 / Published: 25.11.2022

вентиляция помещениявоздухоочистительзагрязнение воздухаконцентрация загрязняющих веществмассообменный расчётroom ventilationair purifierair pollutionconcentration of pollutantsmass exchange calculationReferencesГорбанев С.А., Мозжухина Н.А., Еремин Г.Б., Носков С.Н., Карелин А.О., Выучейская Д.С., Копытенкова О.И., Бадаева Е.А. Об обосновании предложений по изменениям и дополнениям санитарно-эпидемиологических требований к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях. Гигиена и санитария. 2019; 98(7): 707-12. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-7-707-712Gorbanev S.A., Mozzhukhina N.A., Yeremin Gennady B., Noskov S.N., Karelin A.O., Vyucheyskaya D.S., Kopytenkova O.I., Badaeva E.A. On proposals for alterations and additions to sanitary-epidemiological requirements to living conditions in residential buildings and premises. Gigiena i sanitaria. 2019; 98(7): 707–712 (in Russian). https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-7-707-712Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2017 год. Ежегодник. СПб: ФГБУ «Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова». 2018; 234.The state of air pollution in cities in Russia in 2017. Yearbook. Sankt‑Peterburg: FGBU «Glavnaja geofizicheskaja observatorija im. A.I. Voejkova». 2018; 234 (in Russian).Еремин Г.Б., Мозжухина Н.А., Павлова А.Е. Санитарно-эпидемиологические требования к воздуху закрытых помещений: вчера, сегодня, завтра. В кн.: «Здоровье - основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения». СПб.; 2018. 13(2): 892-903.Eremin G.B., Mozzhuhina N.A., Pavlova A.E. Sanitary and epidemiological requirements for indoor air: yesterday, today, tomorrow. In: "Zdorov'e — osnova chelovecheskogo potenciala: problemy i puti ih resheniya". Sankt-Peterburg; 2018; 13(2): 892–903 (in Russian).Иванова Е.И., Кирьянова М.Н. Проблема обеспечения качества воздуха в жилых помещениях. В кн.: «Здоровье - основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения». СПб.; 2018. 13(2): 796-803.Ivanova E.I., Kir`yanova M.N. The problem of ensuring air quality in residential premises. In: "Zdorov'e — osnova chelovechesko gopotenciala: problemy i puti ih resheniya". Sankt‑Peterburg; 2018; 13(2): 796–803 (in Russian).Иванова Е.И., Маркова О.Л., Кирьянова М.Н. Особенности формирования воздушной среды в современных жилых зданиях. Здоровье населения и среда обитания. 2019; 10(319): 50-3. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-319-10-50-53Ivanova E.V., Markova O.L., Kir'yanova M.N. Peculiarities of air environment formation in modern residential buildings. Zdorov`e naseleniya i sreda obitaniya. 2019; 10(319): 50–53 (in Russian). https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-319-10-50-53Суржиков В.Д., Суржиков Д.В., Голиков Р.А. Загрязнение атмосферного воздуха промышленного города как фактор не канцерогенного риска для здоровья населения. Гигиена и санитария. 2013; 92(1): 47-9.Surzhikov V.D., Surzhikov D.V., Golikov R.A. Air pollutation in an industrial city as a factor of non-carcinogenic risk to public health. Gigiena i sanitariya. 2013; 92(1): 47–49 (in Russian).Braubach M., Heroux M.E., Korol N., Paunovic E., Zastenskaya I. Значение жилищных условий и городской среды для здоровья. Гигиена и санитария. 2014; 93(1): 9-15.Braubach M., Heroux M.E., Korol N., Paunovic E., Zastenskaya I. The importance of housing and urban enviroments for health. Gigiena i sanitariya. 2014; 93(1): 9–15 (in Russian).Hagenbjork-Gustaffson A., Forsberg B., Hestvik G., Karlsson D., Wahlberg S., Sandstrom T. Measurements of Indoor and Outdoor Nitrogen Dioxide Concentrations Using a Diffusive Sampler. Analyst. 1996; 121: 1261-1264.Hagenbjork-Gustaffson A., Forsberg B., Hestvik G., Karlsson D., Wahlberg S., Sandstrom T. Measurements of Indoor and Outdoor Nitrogen Dioxide Concentrations Using a Diffusive Sampler. Analyst. 1996; 121: 1261–1264.Hellgren U.-M., Reijula K. Indoor-air-related complaints and symptoms among hospital workers. SJWEH Supplements. 2006; 2: 47-49.Hellgren U.-M., Reijula K. Indoor-air-related complaints and symptoms among hospital workers. SJWEH Supplements. 2006; 2: 47–49.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.