Изменение того, как мы отапливаем наши дома, может принести пользу как здоровью, так и климату

Многие люди, которые используют дровяные печи, не знают о связанных с этим опасностях для здоровья от загрязнения воздуха внутри помещений, особенно для детей и пожилых людей. Теперь доступны более чистые и безопасные формы бытового отопления, которые обеспечивают дополнительный бонус в виде снижения выбросов парниковых газов.

Свет дровяной печи создает уютную атмосферу холодным зимним вечером, но эстетическая привлекательность дровяной печи дорого обходится человеческому здоровью. Кроме того, древесный дым в значительной степени является причиной плохого качества воздуха в зимние месяцы. Сжигание древесины, помимо образования токсичных газов, таких как оксиды азота и окись углерода, также приводит к образованию крошечных частиц, называемых твердыми частицами.

Вред для здоровья от твердых частиц

«Загрязнение частицами особенно опасно, поскольку они настолько малы, что могут проникать глубоко в легкие, вызывая раздражение и воспаление», — заявил Джон Джеймс (John James). «Их воздействие может вызвать кашель, свистящее дыхание, одышку, стеснение в груди и приступы астмы. Постоянное воздействие может привести к общему снижению функции легких и хроническому бронхиту».

Твердые частицы (ТЧ) также могут вызывать сердечные приступы, инсульт, нерегулярный сердечный ритм и сердечную недостаточность, особенно у людей, которые подвержены высокому риску этих состояний. Дровяной дым может раздражать легкие, вызывать воспаление, влиять на иммунную систему и человек становиться склонными к легочным инфекциям, включая SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19.

Чем меньше частицы, тем легче они проходят из легких в кровоток и по всему телу. Таким образом, самые вредные частицы имеют размер менее 2,5 микрометра (тысячных долей миллиметра) и известны как ТЧ 2,5.

Помимо бытового сжигания древесины, к другим источникам ТЧ 2,5 относятся электростанции, двигатели автомобилей и резиновые шины по мере их износа.

Частицы оседают в легких, сердце, мозгу и других органах, где они могут оказать серьезное влияние на здоровье, особенно уязвимы дети, пожилые люди и люди с хроническими заболеваниями. ТЧ 2,5 могут вызывать хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ) и рак легких. Может быть связь между воздействием ТЧ2,5 и диабетом, а также заболеваниями головного мозга, такими как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Низкий вес при рождении также был обнаружен у детей матерей, подвергшихся воздействию ТЧ 2,5 во время беременности. Исследование показало, что повышенное воздействие ТЧ 2,5 также может быть связано с ухудшением способности рассуждать и решать проблемы, а также с высоким риском тревоги и депрессии.

Уровни содержания твердых частиц в помещении могут превышать уровни на открытом воздухе. Источники включают любой вид возгорания, от курения сигарет, приготовления пищи и свечей до открытых каминов, дровяных печей и невентилируемых газовых и керосиновых обогревателей.

Древесина является относительно дешевым топливом, что делает ее особенно привлекательным способом отопления домов, когда цены на нефть и газ стремительно растут. Дровяные печи также стали популярными в последние годы из-за их эстетической привлекательности. Однако они являются основным источником твердых частиц как внутри помещений, так и снаружи. Недавний обзор показал, что открытый огонь генерирует наибольшее количество твердых частиц на каждую единицу тепла, за ним в порядке убывания следуют многотопливные печи, а затем печи, которые сжигают древесные гранулы.

Исследование, проведенное в 2020 году, показало, что уровни ТЧ 2,5 внутри помещений были в три раза выше в домохозяйствах, которые использовали дровяные печи, по сравнению с теми, кто их не использовал. Открытие дверцы печи для добавления топлива вызывает увеличение уровня твердых частиц в помещении.

Основные источники загрязнения

Жидкотопливные и газовые котлы также производят твердые частицы, но общий вклад сжигания древесины в печах и на открытом огне в общее загрязнение твердыми частицами может стать неожиданностью. Например, в Соединенном Королевстве, согласно правительственному отчету, на использование древесины в качестве топлива приходилось 70% выбросов ТЧ 2,5 от бытового сжигания в 2020 году. Выбросы из этого источника увеличились на 35% в период с 2010 по 2020 год и достигли 17% от общего объема выбросов ТЧ 2,5. Это говорит о том, что в 2020 году сжигание древесины в британских домах привело к большему загрязнению твердыми частицами, чем все дорожное движение, на которое приходилось 13% загрязнения ТЧ 2,5.

Дровяные печи являются популярным способом отопления домов в сельской местности, где они могут вызывать высокий уровень загрязнения воздуха внутри и снаружи помещения твердыми частицами. В исследование загрязнения воздуха внутри помещений в сельской местности были обнаружены более высокие концентрации ТЧ 2,5 в домах жителей. В домохозяйствах, которые давно не чистили свои дымоходы, и в тех, кто не использовал высококачественные печи, уровень ТЧ 2,5 внутри помещений был значительно выше.

Чтобы свести к минимуму загрязнение воздуха внутри помещений, рекомендуется:

• Избегать использования в помещении невентилируемых печей, каминов или обогревателей, работающих на топливе.
• Выбирайте дровяную печь, которая была сертифицирована как соответствующая стандартам выбросов и убедитесь, что дверца плотно прилегает.
• Используйте подходящее топливо в печах и каминах, например, хорошо просушенные сухие дрова.

Тем не менее, не существует такой вещи, как экологически чистая дровяная печь.

«Даже самая лучшая конструкция и лучшая эксплуатация печи на дровах, тем не менее, в некоторой степени загрязняет воздух», — заявил Кевин Стюарт (Kevin Stewart). «Даже если вентиляция выхлопных газов идеальна и все продукты сгорания выбрасываются в наружный воздух, эти выбросы часто остаются в непосредственной близости от дома, и некоторые из этих выбросов часто повторно уносятся в воздух, который поступает в дом».

Он указал, что загрязняющие вещества, выбрасываемые из печи, могут попасть и в соседние дома. Даже печи, отвечающие самым высоким экологическим стандартам, могут вызывать большее загрязнение атмосферного воздуха, чем грузовик. Например, исследователи обнаружили, что при той же выработке энергии дровяные печи, соответствующие стандарту Европейского Союза 2022 года, производят в 750 раз больше ТЧ 2,5, чем большегрузный автомобиль.

Ученые также предупреждают о всплесках загрязнения помещений твердыми частицами всякий раз, когда открывают дверцу печи, чтобы добавить еще дров. Котлы на древесных пеллетах избегают этой проблемы, потому что они используют закрытую автоматическую систему для подачи пеллет в топку. Они также высокоэффективны и имеют низкий уровень выбросов твердых частиц. Кроме того, их топливо экологически чистое, поскольку производится из древесных отходов. С другой стороны, котлы на древесных пеллетах дороги, требуют частого обслуживания и большого места для хранения пеллет.

В дополнение к рекомендациям по минимизации выбросов от дровяных печей доктор Джеймс дает еще несколько советов: 

«Убедитесь, что место, где используется дровяная печь, надлежащим образом оборудовано. Это включает в себя качественное устройство для фильтрации воздуха, обслуживание пожарной сигнализации, установку детектора угарного газа, поддержание огнетушителя под рукой и в надлежащем рабочем состоянии, и держите все легковоспламеняющееся подальше от плиты».

Хорошая новость заключается в том, что теперь доступна высокотехнологичная альтернатива сжиганию топлива любого вида. Известный как тепловой насос, он не производит прямого загрязнения или выбросов парниковых газов. Тепловой насос улавливает и концентрирует тепло снаружи дома или под землей и подает его в помещение. Подобно холодильнику или кондиционеру, он использует электричество для попеременного испарения и конденсации хладагента. Хладагент поглощает тепло из атмосферы или земли при испарении, а затем отдает тепло в помещение, конденсируясь в жидкость. Насос потребляет меньше электроэнергии, чем обычный электронагреватель, такой как тепловентилятор, при той же теплоотдаче. Однако затраты на установку являются недостатком большинства тепловых насосов. Обычные «низкотемпературные» тепловые насосы работают наиболее эффективно при температуре около 35-45°C по сравнению с температурой 60-80°C в системе центрального отопления, работающей на газе или жидком топливе. Таким образом, установка одного из этих насосов влечет за собой дополнительную теплоизоляцию дома и капитальный ремонт системы центрального отопления для увеличения площади поверхности радиаторов или установки теплых полов. Более новые высокотемпературные насосы могут обеспечивать температуру 60-80°C. Так что теоретически их можно включить в существующую систему центрального отопления. Эти насосы, например, повышают температуру за счет использования углекислого газа или пропана, а не обычного хладагента. Они также используют большой внутренний резервуар для воды для хранения или «буферизации» тепла.

«По сути, тепловой насос использует CO2, а не синтетический продукт, как многие традиционные тепловые насосы», — пояснила Эмили Фолл (Emily Faull), представитель Vattenfall. «Есть также буфер (гигантский резервуар для воды), который подает в дом горячую воду, а также отопление».

Однако стоит отметить, что высокотемпературные тепловые насосы потребляют больше электроэнергии, чем обычные, что увеличивает их эксплуатационные расходы.

Другой чистой альтернативой биомассе и ископаемому топливу является водород, который не производит парниковых газов или твердых частиц при сгорании. В настоящее время проводятся исследования и ранние испытания для изучения безопасности водорода как альтернативного источника топлива для отопления домов. Между тем, одной из самых быстрорастущих технологий является «центральное отопление», которое включает в себя передачу тепла от заводов, мусоросжигательных заводов или подземных источников («геотермальное» тепло) в дома. Это хорошо работает в районах с высокой плотностью населения, таких как города, но хуже в сельской местности. Впереди много исследований и инвестиций, но такие технологии беспроигрышны в борьбе с изменением климата и в улучшении здоровья населения.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), загрязнение воздуха внутри помещений в настоящее время является причиной 3,8 миллиона преждевременных смертей ежегодно. Таким образом, хотя низкоуглеродное отопление может не иметь эстетической привлекательности дровяной печи или открытого огня, оно может спасти миллионы жизней во всем мире в ближайшие десятилетия.

Статья по теме: Распространенные раздражители легких.