Indoor Air Pollution

รศ .พญ . สวรรณ อ ท ยแสงสข ภาคว ชาก มารเวชศาสตร

มหาว ทยาล ยนเรศวร

Indoor Air Quality

• มความส ขสบาย โดยอณหภม ความชนสมพทธ ความเรวของลม

ยอมรบได• การหายใจสะดวก: O2, CO2 in appropriate concentration

• ไม กอให เก ดผลร ายต อส ขภาพ: gas, radioactive substances, vapor, อนภาคของสงสกปรก

Indoor Air pollutants

• Aeroallergens• Common air pollutants: particulate matters, ozone,

NO2, SO2• Others: CO, CO2, cigarette smoking, volatile organic

compounds (VOC)• Cancer-induced pollutants: radon, asbestos,

formaldehyde• Bioaerosols: bacteria, virus, mold

Indoor air quality ผศ.ดร. นภดนย อาชวาคม คณะวศวกรรมศาสตรจฬาลงกรณมหาวทยาลย

Aeroallergens• Allergens: substances that stimulate the

production of IgE in genetically disposed individuals

• Most allergens are proteins ranging in MW. from 5-100 Kilodalton

• Aeroallergens are airborne particles that induce allergic reactions in sensitized subjects and can cause respiratory, cutaneous, or conjunctival allergy

• Aeroallergens include

- Pollens - Fungal spores

- insect and mite feces - animal danders

- Dusts

Aeroallergens

• Indoor aeroallergens- House dust mites: Dermatophagoides pteronyssinus, D.farinae

- insect: cockroach (American, German cockroach)

- Animal danders: cat, dog

- Rodents: mouse, rats

- Fungus: Penicillium, Aspergillus, Cladosporium

0

10

20

30

40

50

60

70

skin te

st re

activ

ities (%

)

DP DFcockroa

ch cat

Dog

Bermuda g

rass

Johnson g

rass

Careless

weed

Acacia

oil palm

Cladosporium

Altern

aria

Aspergillus

Penic

illium

From 9 studies in AR, asthmatic Thai patients

House Dust mites (HDM, ตวไรฝน)

• แมลง 8 ขา มขนาด 0.1 – 1 mm.• ตวไรฝนกนอาหารพวกคราบไคล รงแค หรอสารอนทรยในฝน

• ชอบอาศยในบรเวณทมแสงสวางนอย อบชน และอบอน

• Major allergens: group I allergen พบในลำาตวและอจจาระของมน

• Life cycle 2 months• Mite fecal pellets size 10-35 µm (ไมครอน)• พบมากในทนอน หมอน ผาหม ตกตา

ผามาน เฟอรนเจอร

ความสำาคญของ House dust mites ตอการเกดโรคภมแพ

• Exposure to Group I antigen > 2 microgram/gram dust -> stimulate specific IgE production (sensitization threshold)

• Exposure to Group I antigen > 10 microgram/gram dust -> asthma symptom

Kuehr J, et al. JACI. 1994; 94: 44.

Platts-Mills TE. JACI. 1992; 89: 1046.

• Exposure to Group I antigen > 10 microgram/gram dust in the 1st yr of life -> ↑ risk of asthma development at 11 yrs of age

Sporik R, et al. NEJM. 1990; 323: 502.

ความสำาคญของแมลงสาบ (Cockroach) ตอการเกดโรคภมแพ

• ชอบอาศยในทชน อน ตามหองใตดนและกองขยะ• ชอบอาหารทมแปงและนำาตาล ถว ซากสตว• สถานทพบแมลงสาบมากเชน หองครว รานอาหาร รานขายของชำา

• ตวเตมวยมอาย 3 เดอน ลอกคราบบอยทำาใหมการ สะสมของ allergen

• Cockroach allergens มาจากนำาลาย อจจาระ สาร คดหลง เปลอกไข คราบ และซากของลำาตว

allergens พบมากทสดในหองครว• Cockroach allergen levels > 2 unit/gm dust

-> sensitization threshold ทำาใหเกด specific IgE ตอ cockroach

Eggleston PA, et al. JACI. 1998; 102:563.

ความสำาคญของแมลงสาบ (Cockroach) ตอการเกดโรคภมแพ

• Cockroach allergen levels: 0.05 – 2 unit/gm -> ↑ risk for asthma 8.3 เทา

• CR allergen levels > 2 unit/gm -> ↑risk for asthma 35.9 เทา

Litonjua AA, et al. JACI. 2001; 107: 41.

• Patients who were allergic to CR -> ↑ risk for airway hyper-responsiveness 4 times

Tepas EC, et al. Chest. 2006; 129: 1500.

• CR allergen level > 8 unit/gm -> ↑asthma hospitalization 3 เทา Rosenstreich DL, et al. NEJM. 1997;336:1356.

ความสำาคญของแมลงสาบ (Cockroach) ตอการเกดโรคภมแพ

• 20-48% of Homes without visible CR still contain detectable CR allergen in dust samples

Matsui EC, et al. JACI.2003; 112(1):87.

• CR allergen level > 8 unit/gm -> morbidity threshold ทำาใหเกดอาการหอบ

• CR allergen particles มขนาด > 10 ไมครอน ลอยในอากาศได < 30 นาท

• Study in asthmatic children showed bedding encasing, vacuuming and air cleaner (with HEPA filter); and / or cockroach controls by specialist -> ↓ asthma symptoms, ↓ absent school day, ↓ unscheduled doctor visit

Morgan WJ, et al. NEJM. 2004;351:1068.

ความสำาคญของสตวเลยงในบานตอการเกดโรคภมแพ

Cat and dog

ความสำาคญของสตวเลยงในบานตอการเกดโรคภมแพ

• Cat, dog allergens มขนาด 2-15 ไมครอน• Cat major allergens: Fel d 1 พบทโคนของ

ขนแมว ตอมไขมน รงแค นำาลาย และตอมททวารหนก• Dog major allergens: Can f 1 พบมากในนำาลายแตพบนอยในรงแค

• Mouse allergens มขนาด 2-20 ไมครอน• Mouse major allergen: Mus m 1 พบในปสสาวะ

เลอด ขน ตบของ mouse • Allergens เหลานมขนาดเลก ทำาใหลอยในอากาศได

นาน 2-3 ช.ม.• Cat allergen in the bed -> ↑ risk for cat

sensitization at age 2 yr

Chen CM, et al. JACI.2007;119:1148.

ความสำาคญของสตวเลยงในบานตอการเกดโรคภมแพ

• Sensitization level of cat allergen is 1 microgram/gm

• Sensitization level of dog allergen is 2 microgram/gm

Almqvist C. Clin Rev Allergy Immunol.2005;28:25.

• Cat sensitization -> risk factor for asthma development 3.5 times, AR development 5.4 times

Schafer T, et al. Allergy.2007;62:1282.

• Fel d 1 > 8 µg/gm, Can f 1 > 10 µg/gm -> threshold level for risk of asthma development

Ingram JM, et al. JACI.1995; 96: 449.

Cigarette smoking (passive or active)• Deleterious effects in asthmatic patients: ↑ risk of

hospitalization, poor asthma control, ↑ rate of decline of lung function

• ↑ risk of lung cancer• ↑ risk of COPD• ↑ risk of cardiovascular diseases• ↓ the effectiveness of inhaled and oral steroid• Exposure in pregnancy: ↑ risk of asthma and lower

respiratory infection in childrenGINA 2014

Common Air Pollutants• Caused by the burning of solid fuel, inefficient stoves:

- Particulate matter (PM)

- Ozone (O3)

- nitrogen dioxide (NO2)

- sulfur dioxide (SO2)• Others: CO, CO2, aldehydes, benzene, polyaromatic c. • Affect lungs: inflammation, ↓ciliary clearance,

impaired immune response (Bruce, Perez-Padilla, and Albalak 2000)

ฝนละออง : Particulate matter (PM)• PM2.5 : particles < 2.5 µm

- originates primarily from combustion sources• PM10: particle size 2.5-10 µm

- primarily produced by mechanical processes such as construction activities, road dust re-suspension and wind

PM2.5: 10 µg/m3 annual area or 25 µg/m3 24-hr mean

PM10: 20 µg/m3 annual area or 50 µg/m3 24-hr mean

WHO Air Quality Guideline

Ozone (O3)

• Formed in the atmosphere photochemical reactions in the presence of sunlight and precursor pollutants, such as the oxides of nitrogen (NO) and volatile organic compounds (VOC)

• ↓ lung function, airway inflammation• ↑ respiratory morbidity in children

O3 : 100 µg/m3 8-hour mean

WHO Air Quality Guideline

Nitrogen dioxide (NO2)

• A marker for the combustion-related pollutants• Most atmospheric NO2 is emitted as NO, which is

rapidly oxidized by ozone to NO2

• เกดจากการเผาไหมเชอเพลงในเครองยนตและ การเผาไหม

• ทำาลายเยอบหลอดลมสวนปลาย และถงลมทำาให ผนงถงลมบางโปงพอง ถงลมเลกๆ หลายอนแตก รวมกนเปนถงลมใหญ -> ถงลมนอย การยดหยน

ในการหายใจเขาออกนอยลง เกดโรคถงลมโปงพอง

Nitrogen dioxide (NO2)

• Bronchitis symptoms in asthmatic children• ↓ lung function growth in children

WHO Air Quality Guideline

NO2: 40 µg/m3 annual mean

200 µg/m3 1-hour mean

Sulfur dioxide (SO2)• เกดขนตามธรรมชาตเมอภเขาไฟระเบด• ปจจบน SO2 ในบรรยากาศเกอบทงหมดเกดจาก

กจกรรมของมนษย การเผาไหมนำามนเชอเพลง จากโรงงานไฟฟาทใชถานหนเปนเชอเพลง

• กาซมกลนฉนแสบจมก และจะมอนตรายมากขนเกาะ ตวกบฝนละอองคอทำาใหแสบตา ระคายคอ แนน

หนาอก• ความชนและออกซเจนในอากาศทำาให SO2 กลายเปน

ละอองกรดซลฟวรก ซงเปนฝนกรดทเปนอนตรายราย แรงตอเนอเยอบผวของรางกาย

WHO Air Quality Guideline

SO2: 40 µg/m3 annual mean or 200 µg/m3 1-hour mean

Carbon monoxide (CO)• จากการเผาไหมทไมสมบรณทงในเครองยนตและการเผาไหมทวไป

• รวมตวกบ hemoglobin ใน RBC ไดดกวาออกซเจน 200-250 เทา ทำาใหเลอดทถกนำาไปสสวนตาง ๆ

ของรางกายขาดออกซเจน• กาซไมมส ไมมกลน ไมมรส คาความเขมขนใน

ธรรมชาต 0.1 ppm พบในทอยอาศยประมาณ 0.5 – 5 ppm

• ถาไดรบ CO ปรมาณนอย ๆ -> เกดอาการหนามด วงเวยน ออนเพลย

• ถาไดรบเขาไปมาก -> ทำาใหตายได • คามาตรฐานของ CO เปน 9 ppm ( สวล 2538)

Indoor air quality ผศ.ดร. นภดนย อาชวาคม คณะวศวกรรมศาสตรจฬาลงกรณมหาวทยาลย

Carbon dioxide (CO2)

• Source: human breathing, ไอเสยจาเครองจกร เครองยนต และการหมกดองตางๆ

• เปนกาซไมมส ไมมกลน อยในธรรมชาตทความ เขมขน 340 ppm

• ถาไดรบปรมาณมาก เกน 1000 ppm เปนเวลา นาน จะรสกปวดศรษะ เมอยลา

• คามาตรฐานของ CO2 เปน 1000 ppmIndoor air quality ผศ.ดร. นภดนย อาชวาคม คณะวศวกรรมศาสตรจฬาลงกรณมหาวทยาลย

Volatile Organic Compounds (VOCs)

• สารประกอบอนทรยทระเหยเปนไอ (VOC)

- Benzene

- Methylene Chloride

- Toluene

- Styrene

- Tetrachloroethylene

Center of Excellence for Indoor Air Quality and Energy Management (IAQE): มจธ

Benzene

• ปลอยจากการสบบหร การเผาไหมของ เครองยนต กาว ส และสารทำาความสะอาด

• หากไดรบปรมาณทสงมาก -> รนแรงอาจ ทำาใหถงแกชวตได เกดอาการหมดความ

รสก อาการมนงง เกดอาการระคายเคอง ของดวงตา และทางเดนหายใจ

• เปนสารทกอใหเกดมะเรงในมนษยCenter of Excellence for Indoor Air Quality and Energy Management (IAQE):

มจธ

Methylene Chloride

• เปนสวนผสมในตวทำาละลาย สารลอกส สสเปรยและเปนสารปนเปอนในอากาศทพบไดทวไป

• ถาไดรบจะเกดผลกระทบตอระบบประสาท ระบบ การมองเหน และการไดยน

• หากไดรบในปรมาณมากจะสงผลกระทบตอเวลาท ใชในการตอบสนองตอสงตางๆ และการทรงตว

• การไดรบในความเขมขนสงเปนระยะเวลานาน จะทำาใหระบบประสาทถกทำาลายอยางถาวร

• อาจกอใหเกดมะเรงในมนษยCenter of Excellence for Indoor Air Quality and Energy Management (IAQE):

มจธ

Toluene• พบไดในนำามนเชอเพลง จากการเผาไหมของ

เครองยนต จากการสบบหร พบในส นำายาทาเลบ กาวและวสดทใชในอาคาร

• ผลกระทบตอสขภาพมตงแต วงเวยนศรษะ คลนไส อาเจยน ความสนใจ ตงใจลดลง เกดอาการเคลบเคลม

มผลกระทบตอระบบทางเดนหายใจ• อาจทำาใหเกดการระคายเคองตอดวงตา และเยอบ

ตางๆ ทำาลายระบบประสาทอาจทำาใหเสยการทรงตว เกดผลกระทบตอการพด การไดยน การควบคมกลาม

เนอ ความจำา และความสามารถในการคด• อาจทำาใหหวใจเตนผดปกต อาจทำาใหเสยชวตได อาจมผลกระทบตอไต

• จดเปนสารทกอใหเกดมะเรงในมนษย

Center of Excellence for Indoor Air Quality and Energy Management (IAQE):

มจธ

Styrene

• เปนสารทพบไดจากการเผาไหมของเครองยนต การสบบหร วสดกอสราง และอปกรณใชสอย

ตางๆ• สารทมผลกระทบตอระบบทางเดนหายใจ ทำาใหเกดอาการหดหอบ

• ทำาใหเกดอาการมนงง หดห สมาธสน วงเวยน ศรษะ เคลบเคลม คลนไส

• เกดการระคายเคองตอดวงตา และเยอบตางๆ• ผลกระทบตอระบบประสาท

Center of Excellence for Indoor Air Quality and Energy Management (IAQE):

มจธ

Tetrachloroethylene• เปนสารทใชเปนตวทำาละลายในนำายาซกแหง สาร

ทำาความสะอาดไขมนจากโลหะ นอกจากนยงพบใน วสดกอสรางอาคาร และผลตภณฑกำาจดรอยเปอน

นำามนหลอลน กาว และสารทำาความสะอาดไม• ทำาใหเกดผลกระทบตอตบ ไต และผลกระทบตอระบบ

ประสาทสวนกลางขนอยกบปรมาณทไดรบ ทำาใหเกด การเปลยนแปลงทางอารมณ พฤตกรรม การประสาน

งานกนระหวางระบบตางๆ และเกดภาวะไรความรสก• การไดรบเปนเวลานาน ในความเขมขนตำา ทำาใหการ

รบรแยลง ความตงใจและสตปญญาลดลง• จดใหเปนสารทกอใหเกดมะเรงในมนษย Center of Excellence for Indoor Air Quality and Energy Management (IAQE):

มจธ

Formaldehyde

• สารไมมส ตดไฟงายทอณหภมหอง มกลนรนแรง

• ใชในอตสาหกรรมเชน สารเหนยวสำาหรบผลต ไมอด แผนผงไมอด (ใชเปนกาวประสานเสนใย

ในแผนไมอดชนด medium density fiber board) การผลตยาง ฟลมถายรป หนง วตถ

ระเบด สยอม สารประทนผว นำายาดองศพ ดอง เนอเยอ โฟมทใชทำาฉนวนทำาความรอน

ผลตภณฑกระดาษไฟเบอรกลาส ผามานและ พรมปพน เปนสวนผสมของสารเคลอบผว

เฟอรนเจอรและโตะตตางๆ พนผนงไม สถาบนมะเรงแหงชาต กรมการแพทย

กระทรวงสาธารณสข

Formaldehyde > 0.1 ppm• ทำาใหเกดการระคายเคองตอระบบทางเดนหายใจสวน

บน เกดอาการระคายเคองดวงตา จมก ลำาคอ ทำาให เกดอาการนำามก นำาตาไหล

• ไอระเหยของฟอรมาลดไฮดยงทำาใหเกดการระคาย เคองตอผวหนง และยงเปนสาเหตหนงของอาการหอบ

หด• ผลกระทบตอระบบประสาท กอใหเกดอาการวงเวยน

ศรษะ ออนเพลย สภาวะบกพรองดานความทรงจำา และ สมาธ และเกดการเปลยนแปลงทางอารมณ

• ความผดปกตของระด และการเจรญพนธ• ระยะยาว เกด nasal sinus cancer, nasopharyngeal

cancer, brain cancer

สถาบนมะเรงแหงชาต กรมการแพทย กระทรวงสาธารณสข

Asbestos• แรธรรมชาตทปนอยในเนอหน มลกษณะเปนเสนใยละเอยด

• มคณสมบตพเศษคอทนไฟ ไมนำาความรอนและไฟฟา มความแขงเหนยว และยดหยน นำามาปนเปนเสนและ

ทอเปนผนได• ใชผลตกระเบองมงหลงคา กระเบองแผนเรยบ ฝา

เพดาน อสาหกรรมผลตทอนำาซเมนต กระเบองยางไว นลปพน ผาเบรก ฉนวนกนความรอน อตสาหกรรมสง

ทอ• การตด การขด การเลอย หรอดดแปลงเอาไปใชอยาง

ไมถกตอง ทำาใหเสนใย asbestos ถกปลอยออกมา -> หายใจเขาไป

• อนตราย: ปอดอกเสบ ปอดแขงเปนพงผด ( เหนอยงาย ไอเรอรง ขาด O2), lung cancer, มะเรงเยอหมปอด

(mesothelioma)

สถาบนมะเรงแหงชาต กรมการแพทยกระทรวงสาธารณสข

Radon• เปนกาซกมมนตรงส ไมมส ไมมกลน เกดจาการสลาย

ตวของแรเรดยม (ปะปนอยในดนและหนทวไปบนพนโลก)

• แหลงกำาเนด: ยเรเนยมในดน นำาบาดาล วสดกอสรางและกาซธรรมชาต

• ดน หนหรอทรายทมแรเรเดยมเจอปนมากอสรางอาคาร-> ปลอยกาซเรดอนออกมาตามปรมาณเรเดยมทปะปน

อย -> หายใจเขาปอด ละลายในเลอด ไปยงอวยวะ ตางๆ -> เปนสาเหตของ lung cancer อนดบ 2 รองจาก

บหร• คามาตรฐานในอาคารของ US EPA: < 148 Bq/m3• ในบานเรอนพนทลมนำาทะเลสาบสงขลา (2161 หลงคาเรอน) เปน 9-1307 Bq/m3 ( ไตรภพ ผองสวรรณและ

คณะ 2543)

สถาบนมะเรงแหงชาต กรมการแพทยกระทรวงสาธารณสข

Particulate Matter• Study of homes in developing countries:

- Conc. of PM10 averaged over 24-hr periods : 300- 3000 µg/m3

- During cooking, PM10 in the kitchen and near the fire: up to 30,000 µg/m3

Saksena, Thompson, Smith 2004

- In Kenyan Masai homes: a 24-hr average of CO was 50 ppm

Bruce and others 2002

กฎหมายไทยทเกยวของก บการควบคมค ณภาพอากาศในอาคาร

• ยงไมมหนวยงานใดกำาหนดคามาตรฐานคณภาพ อากาศภายในอาคารโดยตรง

• กฎหมายบางฉบบทเกยวของ ตวอยางเชน- ประกาศกระทรวงมหาดไทย เรอง ความปลอดภยใน

การทำางานเกยวกบภาวะแวดลอม (สารเคม) ลงวนท 30 พฤษภาคม 2520

- พรบ. คมครองแรงงาน พ.ศ. 2541+ กฎกระทรวงกำาหนดมาตรฐานในการบรหารและจดการดานความ

ปลอดภย อาชวอนามย และสภาพแวดลอมในการ ทำางานเกยวกบ ความรอน แสงสวาง และเสยง พ.ศ.

2549

- กฎกระทรวงฉบบท 33 (พ.ศ.2535) ออกตามความในพรบ.ควบคมอาคารพ.ศ. 2522 หมวด 2 ระบบระบาย

อากาศ ระบบไฟฟา และระบบปองกนเพลงไหม

ขอม ลในประเทศไทย : รายงานคณภาพอากาศนอกอาคาร

• กรมควบคมมลพษ กระทรวงทร พยากรธรรมชาตและส งแวดล อม http://www.pcd.go.th/กรมควบคมมลพษ

• กรมควบคมมลพษ• http://aqmthai.com/index.php

Allergen Avoidance

&

Allergen Elimination

House dust mite controls Strength of recommendation

• Cover mattress and pillows with impermeable covers +++

• Wash bedding in hot water weekly +++

• Vacuum carpets frequently ++

• Remove stuffed animals from bed ++

• Remove wall to wall carpeting ++

• Remove upholstered furniture and curtains ++

• Dehumidify +

• Apply acaricides 0

Sharma HP, et al. Pediatr Clin N Am. 2007; 54:103.

Cockroach Controls Strength of recommendation

• Exterminate with gel or bait traps+++

(professionally, if possible)• Appropriately store and discard food

+++• Clean thoroughly ++• Repair cracks and holes in structure

+

Sharma HP, et al. Pediatr Clin N Am. 2007; 54:103.

Cat and dog Controls Strength of recommendation

• Do not bring pet into home or find +++

a new home for existing pet• Clean home thoroughly after pet removal

+++• Remove carpets and upholstery after

++

pet removal• Install allergen-proof mattress and pillow

encasing ++• Restrict pet from bedroom

0• Use HEPA air filter in bedroom

0

Sharma HP, et al. Pediatr Clin N Am. 2007; 54: 103.

Interventions for Reducing exposure to indoor air pollution

• Source of pollution:

- Improved cooking device: improved stove with flue

- Alternative fuel-cooker combinations: kerosene, electricity, solar cooker, liquid petroleum gas

- Reduced need for the fire: solar water heating• Living environment

- Improved ventilation

- Kitchen design and placement of the stove• User behaviors: avoiding the smoke

Center of Excellence for Indoor Air Quality and Energy Management (IAQE): มจธ

Center of Excellence for Indoor Air Quality and Energy Management

(IAQE): มจธ