Данное исследование показало, что в общественном транспорте города есть серьёзные проблемы с вентиляцией, которые негативно влияют на здоровье пассажиров. 

В частности, отсутствие приточной вентиляции и большое количество пыли является причиной астматических и аллергических заболеваний. Предлагаю ознакомиться с результатами измерений на графиках под катом. Поехали!

Зачем нужна вентиляция

Человек при дыхании поглощает кислород, а выдыхает углекислый газ, который даже в малых концентрациях вреден для здоровья. В обитаемых невентилируемых помещениях углекислый газ накапливается. Если на открытом воздухе концентрация углекислого газа в воздухе в среднем составляет 400 ppm (parts per million), то внутри замкнутого помещения один человек способен «надышать» углекислого газа выше критической отметки в 1000 ppm менее чем за 30 минут. 

Что в этом плохого? При повышенной концентрации углекислого газа во вдыхаемом воздухе начинается упадок сил, сонливость, депрессия. В несколько раз снижается производительность головного мозга, способность обучаться и принимать решения. Многократно увеличивается вероятность заболеть, если в этом же помещении находится больной человек. Именно поэтому свежий воздух обязателен как в офисных зданиях, так и в учебных заведениях. Не говоря уж о квартирах, где каждый человек проводит почти половину своей жизни. Именно поэтому очень важно то, каким воздухом мы дышим. Более развёрнуто тема свежего воздуха раскрыта в статье: «Углекислый газ — невидимая опасность».

Помимо концентрации углекислого газа есть ещё один маркер-индикатор качества воздуха — мелкие твёрдые микрочастицы PM2.5 (particle matter) диаметром менее 2,5 мкм. 

Опасность этих частиц для человека заключается в том, что, в отличие от более крупных частиц, PM2.5 легко проникают сквозь биологические барьеры, накапливаются в организме и очень медленно выводятся. Итог предсказуем — заболевания сердечно-сосудистой и дыхательной системы, рак легких. Наибольшее количество вредных частиц PM2.5 находится в городах, и основным источником появления частиц PM2.5 является транспорт. 

Но также частицы PM2.5 образуются во время промышленных процессов со сжиганием твёрдых видов топлива, при строительстве, добыче полезных ископаемых, производстве цемента и во время плавильных процессов. 

Также в городах источником PM2.5 является эрозия дорожного покрытия, стирание тормозных колодок и шин. Чтобы защититься от частиц PM2.5, нужно мониторить качество уличного воздуха, которым мы дышим. Более подробно про частицы PM2.5 и почему опасны можно прочитать в статье: «Частицы РМ2.5: что это, откуда и почему об этом все говорят».

Измерения

Итак, мы определились, что качество воздуха можно оценить по двум параметрам: концентрации углекислого газа (СО2) и количеству микрочастиц пыли (PM2.5). Цель сегодняшнего исследования — городской общественный транспорт. Для измерений я воспользовался профессиональным логгером AirVisual Node, который оснащён аккумулятором, памятью и способен измерять температуру, влажность, концентрацию углекислого газа и количество микрочастиц пыли. Измерения проводились в непрерывном режиме, каждые 10 секунд. 

Также я продублировал замеры температуры и влажности, а также измерил освещённость с помощью автономной радиометки Wireless Tag ALS PRO. Во время поездки я вручную записывал время остановок на станциях, т.к. геолокация не работает под землёй. 

Сенсоры были закреплены снаружи на рюкзаке, примерно на высоте 1,5 метра от земли. Во время всего маршрута я не прикасался к сенсорам, чтобы не внести ошибки в измерения.

Измерения я провёл в рабочий день, понедельник, 2 октября 2017 года, в интервале с 11 до 18 часов дня. То есть вне часа пик при средней загруженности метро. Всего я проехал более 100 станций и побывал на 8 линиях метро (Сокольническая, Серпуховско-Тимирязевская, Каховская, Замоскворецкая, Кольцевая, Таганско-Краснопресненская, Арбатско-Покровская, Калининско-Солнцевская) и на Московском центральном кольце (МЦК). Такой маршрут получился потому, что в первую очередь меня интересовали замеры внутри вагонов подвижного состава, а не на станциях и перегонах. Всего в Московском метрополитене эксплуатируется 4 основных типа вагонов: 81-717/714 («номерные»), «Яуза», «Русич», «Ока». На МЦК эксплуатируются поезда «Ласточка».

Всего за 7 часов в общественном транспорте я многократно превысил предельно допустимую концентрацию углекислого газа и пыли. Под вечер у меня болела голова, слезились глаза и першило в горле. Наибольшую «дозу» я получил на Кольцевой и Арбатско-Покровской линиях, а также в троллейбусе.

Для наглядности я сделал визуализацию своего маршрута. На представленных ниже графиках отлично видно проблемный подвижной состав. Сразу отмечу, что для проведения полноценного исследования требуется большее количество добровольцев и логгеров, т.к. очень многое зависит от количества пассажиров.

Я рекомендую избегать поездок по Кольцевой и Арбатско-Покровской линиям в метро, в поездах МЦК и на наземном пассажирском транспорте. 

Под вопросом находится подвижной состав на Серпуховско-Тимирязевской линии, но нужно провести дополнительные замеры.

Также давайте определимся с официально установленными нормативами. «Санитарные правила эксплуатации метрополитенов. СП 2.5.1337-03» говорят о следующих цифрах:

3. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПАССАЖИРСКИМ ПОМЕЩЕНИЯМ МЕТРОПОЛИТЕНОВ 3.1. Требования к пассажирским помещениям станций метрополитенов 3.1.2. Содержание загрязняющих веществ в воздухе не должно превышать максимальных разовых предельно допустимых концентраций для атмосферного воздуха населенных мест, концентрация смешанной пыли — 0,5 мг/м3, содержание двуокиси углерода в летнее время — 0,1%, а в остальные сезоны года — 0,12% по объему. Как можно видеть, ПДК по количеству пыли вообще запредельные (0,5 мг/м3 = 500 мкг/м3), по международному индексу AQI (Air quality index) при такой концентрации пыли вообще находиться нельзя. 

Но здесь никаких претензий к метрополитену нет, норматив установлен, он соблюдается. С концентрацией углекислого газа установленный норматив 1000 ppm летом и 1200 ppm в остальные сезоны года.

Различия в цифрах обусловлены тем, что таким образом пытаются экономить энергоресурсы, требуемые для подогрева приточного уличного воздуха (хотя зачем его экономить, если в метро и без этого огромные тепловыделения). 

Опять же отмечу, к вентиляции станций, перегонов и наклонных ходов в метро нет никаких вопросов — вентиляция превосходная. А вот с подвижным составом всё гораздо хуже. 

Также замечу, что международные стандарты в настоящий момент рекомендуют не дышать воздухом с концентрацией углекислого газа более 700 ppm.

Графики 

По клику можно открыть графики отдельно, т.к. автоматическое форматирование, кажется, уменьшает их из-за большой длины. Начнём с концентрации углекислого газа. 

Я отметил линиями уличный фон (400 ppm), хороший уровень (700 ppm) и плохой (> 1000 ppm). Комментарии по линиям напишу далее, рядом с фотографиями. 

Ещё раз подчеркну, что на Кольцевой, Арбатско-Покровской линиях метро и на МЦК есть превышение нормативов.

© victorborisov.livejournal.com

© victorborisov.livejournal.com

И график количества пыли с отметками в соответствии с индексом AQI. Хорошо видно, что на большинстве линий (в основном это касается тех линий, где эксплуатируются «номерные» вагоны без кондиционеров и фильтров) есть существенное превышение по количеству пыли (более 55 мкг/м3). 

Самый чистый воздух в вагонах МЦК, но там и с приточной вентиляцией не всё хорошо.

© victorborisov.livejournal.com

© victorborisov.livejournal.com

Отдельно можно загрузить графики температуры и влажности. Стоит отметить, что измерения температуры инерционны, т.к. датчик находится внутри корпуса, который медленно нагревается и медленно остывает. А здесь есть данные по температуре, влажности и освещённости на всём маршруте (эта метка компактнее, и температура обновлялась быстрее). 

Маршрут

На Сокольнической линии метро эксплуатируются вагоны без кондиционеров со сквозными вентиляционными отверстиями в крыше. 

Никаких претензий к вентиляции в вагонах нет, лишь в самом центре города, на самых старых станциях концентрация углекислого газа поднялась вплотную к 1000 ppm.

Это связано, во-первых, с большим количеством пассажиров, а во-вторых, с тем, что вентиляционная система этих станций строилась очень давно, к тому же воздух забирается непосредственно с улицы, а в это время в центре города пробки. Эти вагоны не оборудованы кондиционерами, а ещё многие жалуются на то, что в них очень шумно.© victorborisov.livejournal.com

Пересаживаемся на МЦК. Вагон практически пустой, нет пыли, концентрация углекислого газа в норме. Есть предположение, что в «Ласточках» есть и работает полноценная приточная вентиляция, но она оборудована фильтрами, которые требуют периодической очистки. 

В данном составе приток с улицы есть, т.к. СО2 в норме, и он однозначно фильтруется, т.к. нет превышения по пыли PM2.5.© victorborisov.livejournal.com

Пересаживаемся на серую ветку. Здесь эксплуатируются поезда «Ока», оснащённые кондиционерами. Несмотря на то, что концентрация СО2 укладывается в нормы, в салоне присутствует запах затхлости и плесени, то есть система вентиляции уже пропитана вирусам и бактериями. 

Возможно, когда включают кондиционеры, то отключается приточная вентиляция. Обязательно надо провести ещё один замер на этой линии в час пик.© victorborisov.livejournal.com

Пересаживаюсь на Каховскую линию. Сюда я поехал для того, чтобы сделать замеры в «Яузе». Вагоны старые, с очень низкой освещённостью. 

Кондиционера нет, но в потолке расположены сквозные вентиляционные отверстия и вагоны неплохо продуваются. Впрочем, линия слишком короткая, чтобы пассажиры успели много надышать. © victorborisov.livejournal.com

Перешёл на Замоскворецкую линию. Здесь такие же «номерные», как и на Сокольнической ветке. И очень свежий воздух. Но, к сожалению, очень пыльный.© victorborisov.livejournal.com

Следующая линия на маршруте — Люблинско-Дмитровская. Снова «Яуза» без кондиционера. Я сел на конечной станции в пустой вагон, постепенно количество пассажиров увеличивалось, это хорошо видно по графику. Но в целом вентиляция в таких вагонах отличная. Но сама линия достаточно пыльная.© victorborisov.livejournal.com

А теперь самое сложное испытание для пассажиров — Кольцевая линия. Здесь эксплуатируются вагоны «Русич», у которых официально подтверждено, что приточная вентиляция неэффективна. 

Смотрим график и не удивляемся. Концентрация углекислого газа зашкаливает (и это ещё не час пик), а количество пыли умеренное (подтверждение того, что извне в вагон не поступает свежий воздух). В вагоне стоит стойкий запах пота, плесени и «вирусов». Пассажиры зевают и чихают.© victorborisov.livejournal.com

Пересаживаюсь на Таганско-Краснопресненскую линию. Здесь меня интересуют новейшие поезда «Ока» и «Москва». Начнём с «Москвы», хоть её и пришлось подождать. 

Судя по графикам, в вагонах есть работающая приточная вентиляция. В вагоне нет пыли и поддерживается нормальный уровень концентрации углекислого газа. © victorborisov.livejournal.com

Вышел на «Баррикадной», чтобы пересесть на «Оку». Обратите внимание на то, сколько частиц PM2.5 в воздухе на самой станции. А вот в «Оке» почти полный порядок, мало пыли и почти в норме концентрация углекислого газа. Правда, всё равно присутствует ощущение застоявшегося воздуха. То есть фильтры в системе кондиционирования грязные и на них живут и размножаются бактерии.© victorborisov.livejournal.com

После этого я сделал перерыв и зашёл в кафе с нормально работающей вентиляцией. Обратите внимание, что в кафе пыли меньше, чем на улице. А по графику концентрации углекислого газа наглядно видно, в какое время в кафе зашли новые посетители. 

Вообще по концентрации СО2 можно даже посчитать, сколько человек зашло и вышло из вагона.

Снова сел в «Ласточку» на МЦК. Душный воздух, пропахший плесенью. Сенсор не обманывает — концентрация СО2 превышает ПДК. Пыли тоже нет, значит, уличный воздух либо хорошо фильтруется, либо просто не поступает. Обратите внимание на резкие пики на графике во время остановок — хорошо видно, как вагон проветривается за счёт открытых дверей.© victorborisov.livejournal.com

И снова попадаем в подземный ад. На этот раз на Арбатско-Покровскую линию. Здесь нас поджидают «Русичи», у которых, как мы помним, приточная вентиляция не работает.© victorborisov.livejournal.com

Сначала я сел в вагон, в котором было открыто одно окно. Я проехал одну станцию и для чистоты эксперимента перешёл в соседний вагон. Но и в соседнем вагоне обнаружилось открытое окно (примерно в 10 метрах от меня). © victorborisov.livejournal.com

В этот момент кто-то закрыл это единственное окно. И тут мы видим по графику, что концентрация СО2 ушла далеко за 1500 ppm. Запершило в горле и зачесались глаза. Это просто невыносимо регулярно ездить в таких вагонах.© victorborisov.livejournal.com

Пересаживаемся на Солнцевский радиус Калининско-Солнцевской линии. Почему-то на станции «Парк Победы» очень много пыли (осталась со строительства?). Вагоны здесь новые и практически пустые — пыли нет, концентрация углекислого газа в норме.© victorborisov.livejournal.com

Чтобы добраться до дома, сажусь на троллейбус. И тут меня поджидает ещё одно открытие. Дышать в нём нечем, т.к. окна закрыты (на улице же холодно). Двери открываются очень кратковременно, и салон через них вентилируется очень плохо. Отсутствие пыли по сравнению с улицей говорит о том, что вентиляции в троллейбусах нет в принципе. 

Предполагаю, что аналогичная история и с автобусами, оснащёнными кондиционерами, т.к. летом хорошо видно, как стёкла в них покрыты конденсатом (существует почти прямая связь между уровнем влажности и концентрацией СО2). Попробую найти время и прокатиться ещё на новых автобусах и трамваях с измерителем.© victorborisov.livejournal.com

Перед самым домом заскочил ещё в одно кафе, в котором в принципе отсутствует приточная вентиляция (кажется, это даже нарушение противопожарных норм).

И еще раз хочу напомнить, что кондиционер не подаёт свежий воздух! Обычно кондиционер работает в режиме рециркуляции и охлаждает внутренний воздух. Но для человека очень важно дышать чистым воздухом с низкой концентрацией углекислого газа. 

Поэтому если система кондиционирования не совмещена с приточной вентиляцией, то при включенном кондиционере ВСЕГДА нужно держать открытым окно. Также на фильтрах кондиционера, который долго работает в режиме рециркуляции в помещении с людьми поселяются и размножаются опасные вирусы и бактерии, которые потом попадают обратно в воздух.© victorborisov.livejournal.com

Выводы 

Во-первых, не стоит ездить на поездах «Русич» (Кольцевая и Арбатско-Покровская линии). 

Категорически не стоит ездить на «Русичах», если вы аллергик или астматик. 

Во-вторых, это же относится к наземному транспорту и некоторым «Ласточкам» на МЦК. Чтобы как-то исправить ситуацию, в «Русичах» и на наземном транспорте нужно открывать форточки и люки. 

Плохо, что обычно они закрыты на трёхгранный ключ, который не у всех есть с собой.

Обслуживающим организациям нужно уделять повышенное внимание работоспособности приточной вентиляции и очистке фильтров на поездах «Ока» и «Ласточка». Забитая или неработающая вентиляция — нарушение нормативов СП 2.5.1337-03. Возможно, вентиляцию не включают для экономии энергоресурсов, возможно, обслуживающий персонал просто не знает, как ей пользоваться.

Но факт остаётся фактом: в вагонах без кондиционеров, со сквозными вентиляционными отверстиями в крыше, проблем с вентиляцией нет. Так же как и нет проблем с вентиляцией на самих станциях метро. 

Проблема с вентиляцией есть в подвижном составе. Страшно представить, какая концентрация углекислого газа будет в вагонах без приточной вентиляции в час пик.