SAÚDE AMBIENTAL EM AMBIENTE ESCOLAR

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1 Conferência Ambiente e Saúde: investigação e desenvolvimento para o futuro Fundação Calouste Gulbenkian, 7 de Abril de 2009 SAÚDE AMBIENTAL EM AMBIENTE ESCOLAR - QUALIDADE DO AR INTERIOR Gabriela Ventura Silva Laboratório da Qualidade do Ar Interior IDMEC-FEUP

2 O Projecto Com o apoio da Fundação Calouste Gulbenkian - Serviço de Saúde e Desenvolvimento Humano, no âmbito do programa de Apoio a Projectos de Saúde Pública Coordenação Eduardo de Oliveira Fernandes, Professor Catedrático, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Coordenação Científica Henrique Barros, Professor Catedrático, Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Direcção Técnica: Gabriela Ventura Alves da Silva (IDMEC-FEUP) Técnicos Responsáveis: Anabela Outeiro Martins (IDMEC-FEUP) Joaquim Guedes (FCUP) Maria João Samúdio (IDMEC-FEUP) Sílvia Fraga (FMUP) Colaboração: Edifícios Saudáveis Consultores

3 Índice Os Objectivos do Projecto Os Métodos, as Estratégias e os Meios Os Resultados As Conclusões Futuras Linhas de Investigação

4 Os Objectivos do Projecto O principal objectivo do presente projecto foi caracterizar a qualidade do ar interior de salas de aula de escolas na cidade do Porto e procurar relacionar os resultados do estudo Epiteen com a qualidade do ar interior, alargando este estudo a mais alunos. Epiteen (Epidemiological Health Investigation of Teenagers in Porto) Neste estudo uma coorte de adolescentes, alunos de escolas EB2,3 da cidade do Porto, foi acompanhada com vista a estudar determinantes sociais e biológicos de risco cardiovascular e, também, a avaliar os sintomas e factores associados à doença respiratória.

5 Os Métodos, as Estratégias e os Meios Estudo EPIDEMIOLÓGICO O projecto Epiteen A COORTE DE 1990 (FMUP) visava constituir uma coorte de adolescentes: - alunos nascidos num mesmo ano (1990), inscritos numa área geográfica bem definida e durante um período de tempo específico; - recolha de informação prospectiva e padronizada sobre o período perinatal e múltiplas variáveis comportamentais, nomeadamente, ingestão alimentar, prática de exercício físico, hábitos tabágicos dos adolescentes e exposição a fumo passivo; - avaliação das influências intergeracionais recorrendo à colheita de dados sobre os progenitores para conhecer a história familiar de doença; e a - realização de medições antropométricas, espirometria para avaliação de função respiratória e colheita de uma amostra de sangue venoso.

6 Os Métodos, as Estratégias e os Meios Estudo EPIDEMIOLÓGICO Os inquéritos e avaliações referentes à primeira observação foram efectuados no período de Outubro de 2003 a Junho de As informações foram recolhidas através de um questionário do estudo International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC). Pela diferença temporal entre a primeira avaliação da coorte Epiteen e a avaliação da qualidade do ar interior, optou-se por reavaliar a prevalência de doença respiratória e alérgica e os sintomas associados nos participantes da coorte Epiteen, e adicionalmente a três turmas de cada um dos 7º, 8º e 9º ano de escolaridade das escolas onde se procedeu à avaliação do ar interior. Em cada escola, os questionários foram distribuídos a 9 turmas e obteve-se resposta de 1607 adolescentes. Os exames físicos e as avaliações complementares (função respiratória, massa óssea, etc.) foram realizados nas escolas, em dia previamente agendado. A um número mais reduzido de adolescentes foram realizados testes cutâneos de hipersensibilidade imediata, estes exames decorreram no Departamento de Higiene e Epidemiologia da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto.

7 Os Métodos, as Estratégias e os Meios Estudo da QUALIDADE DO AR INTERIOR 1ª Fase: decorreu entre Fevereiro e Junho de 2005 estudo exaustivo numa escola dos vários parâmetros que afectam a QAI: condições térmicas (temperatura e humidade relativa) taxa de renovação do ar interior partículas em suspensão (PM10) dióxido de carbono monóxido de carbono compostos orgânicos voláteis formaldeído micro-organismos no ar: fungos e bactérias alergenos no pó todos os parâmetros relevantes foram também medidos no foi escolhida a escola Francisco Torrinha por dois motivos: - o elevado número de alunos que participaram no projecto Epiteen - o facto dos alunos terem a maioria das aulas nas mesmas salas foram estudadas três salas correspondendo às três turmas do 9º ano com mais alunos previamente estudados

8 Os Métodos, as Estratégias e os Meios Estudo da QUALIDADE DO AR INTERIOR 2ª Fase: decorreu entre Outubro de 2005 e Janeiro de 2006 o estudo foi alargado a nove escolas em cada escola foram auditadas duas salas foram medidos apenas os parâmetros considerados críticos na 1ª fase: condições térmicas (temperatura e humidade relativa), dióxido de carbono, compostos orgânicos voláteis. todos os parâmetros relevantes foram também medidos no

9 Os Métodos, as Estratégias e os Meios Valores limite de exposição Parâmetro Valores limite de exposição Referências Poluentes químicos CO (monóxido de carbono) 12,5 mg/m 3 RSECE, 2006 CO 2 (dióxido de carbono) 1800 mg/m 3 (1000 ppm) RSECE, 2006 Benzeno 0,005 mg/m 3 Cinterior < C Proposta de Directiva Europeia, 2000 Formaldeído 0,1 mg/m 3 RSECE, ,600 mg/m 3 RSECE, 2006 Alcanos 0,100 mg/m 3 Seifert, 1990 Hidrocarbonetos aromáticos 0,050 mg/m 3 Seifert, 1990 Terpenos 0,030 mg/m 3 Seifert, 1990 Hidrocarbonetos halogenados 0,030 mg/m 3 Seifert, 1990 Ésteres 0,020 mg/m 3 Seifert, 1990 Aldeídos 0,020 mg/m 3 Seifert, 1990 Outros 0,050 mg/m 3 Seifert, 1990 Partículas em suspensão Inaláveis (PM10) 0,150 mg/m 3 RSECE, 2006 Ventilação 30 m 3 /h.pessoa RSECE, 2006 Conforto térmico

10 Os Métodos, as Estratégias e os Meios Valores limite de exposição Parâmetro Valores limite de exposição Referências Conforto térmico Temperatura Variável ASHRAE, Humidade Relativa % CEN ISO 7730, 1995 Microbiológicos Fungos 500 (UFC/m 3 ) RSECE, 2006 Bactérias 500 (UFC/m 3 ) RSECE, 2006 Alergenos Platts-Mills, 1989 Der p I 2 (μg/g pó ) Der f I 2 (μg/g pó ) Der II 2 (μg/g pó ) Feld I 2 (μg/g pó ) Relativamente ao conforto térmico seguiu-se a norma da ASHRAE (Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy) para espaços sem ar condicionado, considerando limites de aceitabilidade de 80%.

11 Temperatura interior (ºC) Os Métodos, as Estratégias e os Meios Valores limite de exposição Esta norma relaciona directamente a resposta térmica destes espaços com a temperatura do no mês em questão e tem em conta também as mudanças no vestuário usado, que acompanha as estações do ano (conceito de conforto adaptativo ). Os limites de conforto são calculados para cada mês, segundo o gráfico representado na Figura: Limites de aceitabilidade de 90% Limites de aceitabilidade de 80% Temperatura média mensal (ºC)

12 T (ºC) Os Resultados Fase 1 35 Inverno-2ªfeira Primavera-2ªfeira Verão-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-5ªfeira Sala 19 Sala 21 Sala 22 Exterior As temperaturas médias observadas em todas as salas de aula estavam fora do intervalo aceite como conforto para espaços sem climatização e ventilação mecânicas (ASHRAE, 2004), tanto no Inverno (época fria) com valores mínimos registados de 13ºC, como no Verão (época quente) com valores máximos registados de 30ºC. Os valores médios de humidade relativa estavam dentro da escala do conforto de 30-70%, sendo os valores mais elevados observados no Inverno.

13 taxa de ventilação (m 3 /h.pessoa) Os Resultados Fase Inverno-2ªfeira Primavera-2ªfeira Verão-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-5ªfeira Sala 19 Sala 21 Sala 22 As taxas de renovação de ar observadas, com excepção da sala de aula 19, são muito baixas (valor médio de 3 m 3 /(h.ocupante)), claramente abaixo do nível recomendado de 30 m 3 /(h.ocupante) (RSECE, 2006). Na sala de aula 19 a taxa de renovação de ar medida foi afectada positivamente por um vidro quebrado na janela que enfrenta o corredor e pelo mau funcionamento do sistema de abertura dos envidraçados (valor médio de 10 m 3 /(h.ocupante)).

14 C (CO2) (ppm) Os Resultados Fase Inverno-2ªfeira Primavera-2ªfeira Verão-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-5ªfeira Sala 19 Sala 21 Sala 22 Exterior Foram observadas concentrações particularmente elevadas de dióxido de carbono (CO 2 ) principalmente no Inverno (~2100 ppm). Os níveis médios de CO 2 no interior de todas as salas de aula no Inverno excederam o valor recomendado de 1000 ppm (RSECE, 2006). Durante a Primavera os valores de concentração de CO 2 rondaram os 1000 ppm e no Verão foram bastante mais baixos. A fraca ventilação associada a uma sala de aula sobrelotada pode explicar os níveis elevados de CO 2 encontrados no Inverno. Na verdade, a ocupação máxima nas salas de aula recomendada pela ASHRAE é de 50 pessoas/100 m 2 enquanto nesta escola a ocupação média é de 66 pessoas/100 m 2.

15 C () (mg/m 3 ) Os Resultados Fase Inverno-2ªfeira Primavera-2ªfeira Verão-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-5ªfeira Sala 19 Sala 21 Sala 22 Exterior As concentrações de COVs observadas estão abaixo do limite recomendado de 600 µg/m 3 (RSECE, 2006) verificando-se que a sala de aula 22 apresentou valores próximos, por ter sido pintada cinco meses antes da avaliação de Inverno.

16 Os Resultados Fase 1 Relativamente ao nível de partículas em suspensão, em todas as salas de aula avaliadas o nível de partículas observado foi mais elevado na Primavera (valor médio de 154 µg/m 3 ) e no Verão (valor médio de 128 µg/m 3 ) do que no Inverno (valor médio de 88 µg/m 3 ). Os níveis na Primavera foram elevados em comparação com o nível recomendado de 150 µg/m 3 (RSECE, 2006). O ar parece ser uma fonte importante das partículas, dado que a razão entre as PM10 no interior e no foi inferior à unidade em todas as estações (valor médio de 0,73, 0,79 e 0,81 para a Primavera, Verão e Inverno, respectivamente). Valores dos vários parâmetros medidos na estação moderada (9 e 12 de Maio): Valores medidos Parâmetro Interior Sala 19 Sala 21 Sala 22 Exterior Dia 9 Dia 12 Dia 9 Dia 12 Dia 9 Dia 12 Dia 9 Dia 12 Contaminação física Partículas em suspensão (PM10) mg/m <1

17 C (formaldeído) (mg/m 3 ) Os Resultados Fase Inverno-2ªfeira Primavera-2ªfeira Verão-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-5ªfeira Sala 19 Sala 21 Sala 22 Exterior As concentrações de formaldeído observadas foram sempre inferiores ao nível recomendado de 100 µg/m 3 (RSECE, 2006). Foi observado um aumento da concentração de formaldeído com a temperatura, sendo os níveis medidos no Verão (valor médio 27,6 µg/m 3 ) bastante mais elevados do que os observados no Inverno (valor médio 13,9 µg/m 3 ). Não foi detectado monóxido de carbono em nenhuma das salas.

18 bactérias (UFC/m 3 ) Os Resultados Fase 1 A presença de alergenos foi baixa, sempre inferior ao nível recomendado de 2 µg/g pó (Platts-Mills, 1989). Apesar disso observou-se que o alergeno Fel d1 ( alergeno do gato ) foi dominante. A sua presença foi mais elevada no Verão (valor médio de 0,23 µg/g pó) do que no Inverno (valor médio de 0,12 µg/g pó). Os níveis de bactérias observados foram relativamente elevados durante o período de Inverno e de Verão mas isto acontece facilmente se dois ou três alunos estiverem constipados Inverno-2ªfeira Primavera-2ªfeira Verão-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-5ªfeira 600 Os níveis de fungos observados foram sempre inferiores ao nível recomendado de 500 CFU/m Sala 19 Sala 21 Sala 22 Exterior

19 T(ºC) Os Resultados Fase 2 26,0 24,0 22,0 Outubro Novembro Dezembro Janeiro 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 A B C D E F G H I A temperatura média avaliada em duas das escolas estudadas (G e H) não estava compreendida no intervalo de conforto calculado de acordo com a norma ASHRAE Os valores médios da humidade relativa estavam dentro da escala de conforto de 30-70%, com excepção da escola B com 77% de HR.

20 C (CO2) (ppm) Os Resultados Fase 2 Dióxido de carbono sala x sala y A B C D E F G H I Escola Foram observadas elevadas concentrações de CO 2 em todas as escolas com valores médios que excedem o limite de 1000 ppm. A fraca ventilação deve-se à baixa temperatura que leva a manter as janelas e portas fechadas. O que, associado com salas de aula sobrelotadas, justifica os elevados níveis de CO 2 registados. A ocupação máxima em salas de aula que a ASHRAE recomenda é de 50 ocupantes/100m 2. Nestas escolas foi observado um valor médio de 59 ocupantes/100m 2.

21 C() (mg/m 3 ) Os Resultados Fase 2 Compostos Orgânicos Voláteis sala x 2000 sala y A B C D E F G H I Escola As concentrações de COVs no interior geralmente excederam os níveis no. O valor médio de medido no (excluindo a escola C) foi de 112 µg/m 3 com um mínimo de 54 µg/m 3 e um máximo de 263 µg/m 3. O nível de medido no interior de 4 salas de aula excedeu o limite recomendado de 600 µg/m 3. O interior das outras 14 salas de aula registou uma média aritmética de 226 µg/m 3 com um mínimo de 66 µg/m 3 e um máximo de 481 µg/m 3.

22 sala 23 sala 26 sala 11 sala 17 sala 10 sala 13 sala 9 sala 11 sala 1 sala 25 sala 2 sala 3 sala 21 sala 22 sala 7 sala 8 sala 14 sala 28 Os Resultados Fase 2 Compostos Orgânicos Voláteis 100% 80% Outros Hidrocarbonetos halogenados Ésteres 60% Terpenos 40% Hidrocarbonetos aromáticos Éteres e glicóis 20% Aldeídos e Cetonas 0% Alcanos Escola A Escola B Escola C Escola D Escola E Escola F Escola G Escola H Escola I Os terpenos, glicóis e éteres foram detectados principalmente no interior, sendo certamente as suas fontes exclusivamente do interior. As classes químicas que contribuem mais para o total de COVs no interior variam de escola para escola e mesmo entre salas de aula da mesma escola.

23 sala 23 sala 26 sala 11 sala 17 sala 10 sala 13 sala 9 sala 11 sala 1 sala 25 sala 2 sala 3 sala 21 sala 22 sala 7 sala 8 sala 14 sala 28 Os Resultados Fase 2 Compostos Orgânicos Voláteis 100% 80% Outros Hidrocarbonetos halogenados Ésteres 60% Terpenos 40% Hidrocarbonetos aromáticos Éteres e glicóis 20% Aldeídos e Cetonas 0% Alcanos Escola A Escola B Escola C Escola D Escola E Escola F Escola G Escola H Escola I Por ex., na escola G, uma sala de aula apresentou valores de na ordem de 1200 µg/m 3, 49% correspondendo a hidrocarbonetos aromáticos e 26% a alcanos, enquanto que a outra apresentou somente 500 µg/m 3 de, sendo 42% de alcanos e 28% de hidrocarbonetos aromáticos. A fonte dessa contaminação pareceu ser uma sala anexa onde são usados muitos solventes e cola em trabalhos manuais, e também no facto desta sala ter sido pintada recentemente.

24 Conclusões do estudo QAI duas das salas de aula avaliadas estavam fora do intervalo de conforto térmico calculado de acordo com a norma da ASHRAE (ASHRAE, ) para espaços sem climatização e ventilação mecânicas. foram observadas concentrações elevadas de CO 2 em todas as escolas. Um conforto térmico deficiente favorece a falta de ventilação, pois, principalmente, para impedir a entrada de ar frio mantêm-se janelas e portas fechadas. O facto das salas de aula estarem normalmente sobrelotadas vem também contribuir para os elevados níveis de CO 2 registados. as concentrações de COVs no interior normalmente excederam os níveis no. O nível de medido no interior de 4 salas de aula excedeu o nível recomendado de 600 µg/m 3 proposto na Regulamentação Portuguesa (RSECE, 2006). terpenos, éteres e glicóis foram detectados principalmente no interior, sendo provavelmente emitidos por fontes internas.

25 Resultados do estudo Epidemiológico Na tentativa de correlacionar as informações recolhidas associadas a sintomas e doença respiratória e a avaliação da qualidade do ar interior, as escolas foram classificadas de acordo com os valores de conforto térmico, CO 2 e COVs. Classificação Confortáveis Húmidas Escolas C, D, E, F e I A e B Quanto às condições térmicas foram considerados dois grupos, de acordo com as características que prevaleceram durante mais tempo no período de funcionamento das salas. Não foi possível incluir a escola G e H em nenhum destes grupos. Quanto ao nível de CO 2 as escolas foram classificadas em Boas (correspondem às menos más ), Intermédias, e Más. Classificação Escolas Boas [CO 2 ] ~1400 ppm D e E Intermédias [CO 2 ] ~1850 ppm A, B, C e H Más [CO 2 ] >2100 ppm F, G e I Quanto às concentrações de compostos orgânicos voláteis as escolas foram também classificadas em Boas, Intermédias, e Más. Classificação Escolas Boas [COVs] <250 μg/m 3 A, D, E, F e I Intermédias [COVs] ~450 μg/m 3 B e C Más [COVs] >800 μg/m 3 G e H

26 Resultados do estudo Epidemiológico A descrição dos resultados é realizada por cada escola avaliada e as proporções foram comparadas pelo teste de qui-quadrado. Para a comparação de médias foi utilizada a análise de variância (ANOVA) ou seu equivalente não paramétrico teste Kruskal Wallis. A estimativa de risco relativo foi calculada através do cálculo de odds ratio e respectivos intervalos de confiança a 95% usando a regressão logística não condicional. A análise estatística realizou-se com o programa EPI6 e o programa SPSS (Statistical Package for the Social Sciences).

27 Resultados do estudo Epidemiológico Nos doze meses que antecederam a avaliação, referiram ter tido asma 5,8% dos adolescentes, pieira 9,2%, crises de espirros 22,0% e alterações na pele 6,6%. Após ajuste para a escolaridade dos pais, valores de CO 2 > 2100 ppm associaram-se a pieira durante o exercício [OR=1,86 (IC95% 1,20-2,89)] e tosse nocturna [OR=1,40 (0,95-2,06)]. Observou-se um aumento da estimativa de risco de sintomas de pieira nos últimos 12 meses, asma alguma vez na vida e nos últimos 12 meses e tosse nocturna nas escolas com valores mais elevados de COVs, embora a associação não seja estatisticamente significativa. Embora no geral sem associações estatisticamente significativas, as escolas com piores indicadores apresentaram maior prevalência de sintomas respiratórios.

28 Recomendações um aumento da taxa de ventilação parece ser necessário. no caso da poluição do ar, a ventilação mecânica poderá ser necessária para permitir a utilização de filtros escolhidos de acordo com cada caso em particular. as principais intervenções de manutenção como pinturas deverão ter lugar após o termo das aulas, em Julho, a fim de evitar o impacto directo das altas concentrações de COVs sobre os alunos e para tirar partido das temperaturas mais elevadas no Verão e maior ventilação para aumentar a emissão das substâncias poluentes com a consequente diminuição mais rápida das emissões de COVs. a ventilação necessária durante e após a instalação deve ser também um factor de vigilância. devem existir espaços especiais com extracção forçada para actividades poluentes, como o uso de colas e solventes. A escolha destes produtos para as aulas de trabalhos manuais deve ser feita com cuidado, sendo escolhidos produtos de baixa emissão. devem ser usados materiais de construção de baixa emissão.

29 Disseminação do Projecto

30 Futuras linhas de investigação Aumentar o número de Projectos Interdisciplinares - evidências de uma má QAI na saúde Projectos com diferentes Universidades de modo a alargar as áreas geográficas Alargar este tipo de estudo a outras populações que não a escolar Realização de acções de informação à comunidade em geral Divulgar e sensibilizar para a problemática da QAI Alertar para a necessidade de garantir uma boa QAI nos edifícios, quer aquando da sua construção, quer durante o seu tempo de utilização Contribuir para minimizar os riscos para a saúde, minimizar o consumo de energia e garantir o conforto dos utilizadores dos espaços interiores, através da sua formação e educação cívica Incentivar e promover a adopção de boas práticas conducentes a comportamentos activos (individuais e colectivos) e atitudes saudáveis por parte da comunidade Construir uma cadeia de informação online que reforce o conhecimento existente sobre as fontes/causas da poluição interior e as inter-relações daquelas com a saúde Alertar de forma sumária e adequada para o papel da regulamentação aplicável sempre que se constrói, reabilita ou muda para uma nova casa ou uma nova escola

31 Conferência Ambiente e Saúde: investigação e desenvolvimento para o futuro Fundação Calouste Gulbenkian, 7 de Abril de 2009 SAÚDE AMBIENTAL EM AMBIENTE ESCOLAR - QUALIDADE DO AR INTERIOR Obrigada pela atenção!