Expozice žáků aerosolu při hodinách tělesné výchovy

Obsah hlavního článku

Jiří Šafránek
http://orcid.org/0000-0002-4057-9665
Ivana Turčová
http://orcid.org/0000-0001-8591-8125
Martin Braniš
Michal Hájek

Abstrakt

Při zvýšené fyzické zátěži člověk nadýchá větší množství vzduchu včetně škodlivin a jiným způsobem než v klidovém režimu. Prostředí tělocvičen je v mnoha ohledech náchylné k vysokým koncentracím aerosolu (PM), který se v nich kumuluje a během tělesné výchovy (TV) se pohybem a činností cvičících resuspenduje. Koncentrace PM (především jeho hrubé frakce) se tak podle množství cvičenců a charakteru činnosti při cvičení výrazně zvyšují. Cílem naší studie bylo odhadnout expozici aerosolu za podmínek zvýšené ventilace u 32 cvičících dětí (18 dívek – 10 až 14 let a 14 chlapců – 10 až 13 let) na pražských základních školách.

Ke zjištění plicní ventilace jsme použili nepřímou metodu přepočtu srdeční frekvence (SF) na minutovou plicní ventilaci (VE) pomocí exponenciální regresní křivky. Provedli jsme laboratorní zátěžové vyšetření vybrané skupiny žáků a měření SF pomocí sport-testerů v průběhu hodiny TV. Výsledky klidových a zátěžových hodnot ventilace jsme porovnávali s hodnotami hmotnostních koncentrací aerosolu, které jsme v tělocvičně měřili kontinuálně fotometrem DustTrak a nízkoobjemovým kaskádovým impaktorem.

Výsledky ukázaly, že průměrný násobek plicní ventilace během cvičební jednotky dosáhl u sledované skupiny 3,8 násobku, oproti klidovým hodnotám. Průměrná SF respondentů za měřenou cvičební dobu byla 150,6 tepů·min-1. a vypočtená x̄ VE 24,4 l·min-1. Hodnoty násobku ventilace jednotlivých cvičenců za cvičební jednotku významně korelují (r = 0,78) s průměrnými hodnotami SF za stejnou dobu. Koncentrace aerosolu dosahovaly v měřených hodinách TV u PM2,5 22,4 až 24,4 [μg·m-3] a PM10 60,14 až 101,12 [μg·m-3]. Pokud by respondenti zvýšili ventilaci na vypočtený 3,8 násobek klidové hodnoty, jejich expozice PM by přesahovala limity hygienických požadavků pro školní prostředí dané dokumenty WHO. Ze 112 sledovaných dnů na třech pražských základních školách za výše uvedených podmínek násobku plicní ventilace bylo nadlimitních 89% dnů v tělocvičnách a 46% dnů venku.

Při zvýšené fyzické zátěži mohou odpovídat inhalační expozice stavům s nadlimitními koncentracemi škodlivin. V souvislosti s uvedenými poznatky lze doporučit, aby čistotě školního prostředí, kde dochází k vyšší fyzické zátěži, byla věnována větší péče, než místům, kde jsou žáci relativně v klidu.

Stažení

Data o stažení nejsou doposud dostupná.

Podrobnosti článku

Jak citovat
Šafránek, J., Turčová, I., Braniš, M., & Hájek, M. (2017). Expozice žáků aerosolu při hodinách tělesné výchovy. Envigogika, 12(2). https://doi.org/10.14712/18023061.554
Sekce
Recenzované články
Biografie autora

Jiří Šafránek, Univerzita Karlova v Praze, Fakulta tělesné výchovy a sportu

Univerzita Karlova v Praze, Fakulta tělesné výchovy a sportu, Katedra sportů v přírodě, José Martího 31, 162 52 Praha 6

Ivana Turčová, FTVS Katedra sportů v přírodě

Univerzita Karlova v Praze, Fakulta tělesné výchovy a sportu, Katedra sportů v přírodě, José Martího 31, 162 52 Praha 6

Martin Braniš, Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy

Významná osobnost českého akademického světa. Absolvent Přírodovědecké fakulty Univer- zity Karlovy v Praze. Od roku 1991 působil v Ústavu pro životní prostředí na téže fakultě, který spoluzakládal, a kde také téměř až do svého předčasného úmrtí, střídavě v roli ře- ditele a zástupce ředitele, pracoval. Byl autorem řady vědeckých a odborných publikací v oblasti ekologie a ochrany životního prostředí. V posledních letech svého života svůj vědecký zájem, který měl velký přesah do řady společenských a přírodních věd, směřo- val ke kvalitě ovzduší. Za mimořádný přínos pro životní prostředí byl v roce 2008 oceněn ministrem životního prostředí ČR.

Michal Hájek, Fakulta tělesné výchovy a sportů, Univerzita Karlova

Univerzita Karlova v Praze, Fakulta tělesné výchovy a sportu, Katedra sportů v přírodě, José Martího 31, 162 52 Praha 6

Reference

Atkinson, G. (1997). Air pollution and exercise. Sports Exercise and Injury, 3(1), 2-8.

Braniš, M., Šafránek, J., & Hytychová, A. (2009). Exposure of children to airborne particulate matter of different size fractions during indoor physical education at school. Building and Environment, 44(6), 1246-1252.

Braniš, M., Šafránek, J., & Hytychová, A. (2011). Indoor and outdoor sources of size-resolved mass concentration of particulate matter in a school gym - implications for exposure of exercising children. Environmental Science and Pollution Research, 18(4), 598-609.

Braniš, M., & Šafránek, J. (2011). Characterization of coarse particulate matter in school gyms. Environmental Research, 111(4), 485-491.

Brunekreef, B., & Forsberg, B. (2005). Epidemiological evidence of effects of coarse airborne particles on health. Eur. Respir. J., 26, 309–318.

Carlisle, A., & Sharp, N. (2001). Exercise and outdoor ambient air pollution. British Journal of Sports Medicine, 35, 214-222.

Daigle, C. C., Chalupa, D. C., Gibb, F. R., Morrow, P. E., Oberdorster, G., Uttel, M. J., & Frampton, M. W. (2003). Ultrafine particle deposition in humans during rest and exercise. Inhalation Toxicology, 15, 539-552.

DeKok, T. M. C. M., Driece H. A. L, Hogervorst J. G. F., & Briede J. J. (2006). Toxicological assessment of ambient and traffic-related particulate matter: A review of recent studies. Mutat Res, 613, 103–122.

Diapouli, E., Chaloulakou, A., & Spyrellis, N. (2007). Indoor and outdoor particulate matter concentrations at schools in the Athens area. Indoor and Built Environment, 16, 55-61.

Ekmekcioglu, D., & Keskin, S. S. (2007). Characterization of indoor air particulate matter in selected elementary schools in Istanbul Turkey. Indoor and Built Environment, 16(2), 169-176.

Fairclough, S., & Stratton, G. (2005). ‘Physical education makes you fit and healthy’. Physical education's contribution to young peopleʼs physical activity levels. Health Educational Research, 20(1), 14-23.

Fox, A., Harley, W., Feigley, C., Salzberg, D., Toole, C., Sebastian, A. et al. (2005). Large particles are responsible for elevated bacterial marker levels in school air upon occupation. J. Environ. Monit., 7, 450–456.

Fromme, H., Twardella, D., Dietrich, S., Heitmann, D., Schierl, R., Liebl, B., & Rüden, H. (2007). Particulate matter in the indoor air of classrooms - exploratory results from Munich and surrounding area. Atmospheric Environment, 41(4), 854–866.

Habil, M., & Taneja, A. (2011). Children’s exposure to indoor particulate matter in naturally ventilated schools in India. Indoor and Built Environment, 20(4), 430-448.

Iskandar, A., Jovanovic Andersen, Z., Bønnelykke, K., Ellermann, T., Kaae Andersen, K., & Bisgaard, H. (2012). Coarse and fine particles but not ultrafine particles in urban air trigger hospital admission for asthma in children. Thorax, 67, 252-257.

Kotlík, B., Kazmanová, H., Kratěnová, J., & Holcátová, I. (2001). Monitoring the indoor environment in the Czech Republic. Indoor and Built Environment, 10(3-4), 154-159.

Lee, S. C., & Chang, M. (2000). Indoor and outdoor air quality investigation at schools in Hong Kong, Chemosphere, 41, 109-113.

Mejía, J. F., Low Choy, S., Mengersen, K., & Morawska, L. (2011). Methodology for assessing exposure and impacts of air pollutants in school children: Data collection, analysis and health effects - A literature review. Atmospheric Environment, 45(4), 813-823.

Mermier, C. M., Samet, J. M., Lambert, W. E., & Chick, T. W. (1993). Assessment of heart rate as a predictor of ventilation. Research Report Health Effect Institute, (59), 19-55.

Misra, Ch., Singh, M., Shen, S., Sioutas, C., & Hall, P. (2002). Development and evaluation of a personal cascade impactor sampler. Journal of Aerosol Science, 33, 1027-1047.

Pope, C. A. III., Burnett, R. T., Thun, M. J., Calle, E. E., Krewski, D., Ito, K., & Thurston, G. D. (2002). Lung cancer, cardiopulmonary mortality, and long-term exposure to fine particulate air pollution. JAMA, 287, 1132-1141.

Pope, C. A. III., Rodermund, D. L., & Gee, M. M. (2007). Mortality effects of a copper smelter strike and reduced ambient sulphate particulate matter air pollution. Environmental Health Perspectives, 115, 679-683.

Pope, C. A. III, Ezzati, M., & Dockery, D. W. (2009). Fine-particulate air pollution and life expectancy in the United States. New England Journal Medicine, 360, 376-386.

Silverman, S., & Kulinna, P. H. (1999). What Are Children’s Heart-Rates during British Physical Education Lessons? The Journal of Physical Education, Recreation & Dance, 70(2), 8.

Stratton, G. (1996). Children’s heart rates during British physical education lessons. Journal of Teaching in Physical Education Paediatric Exercise Science, 8(3), 215-233.

Vaclavik-Bräuner, E., Forchhammer, L., Møller, P., Simonsen, J., Glasius, M.,Wahlin, P. et al. (2007). Exposure to ultrafine particles from ambient air and oxidative stress-induced cDNA damage. Environ Health Perspect, 115(8), 1171–82.

Wallis, L. A., Healy, M., Undy, M. B., & Maconochie, I. (2005). Age related reference ranges for respiration rate and heart rate from 4 to 16 years. Archives of Disease in Childhood, 90, 1117-1121.

Wang, G. Y., Pereira, B., & Mota, J. (2005). Indoor physical education measured by heart rate monitor. A case study in Portugal. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 45(2), 171-177.

WHO (2006). World Health Organization. Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulphur dioxide. Global update 2005. Summary of risk assessment [online]. c2006, [2012-02-28]. Available from: http://whqlibdoc.who.int/hq/2006/WHO_SDE_PHE_OEH_06.02_eng.pdf

Zuurbier, M., Hoek, G., Hazell, P., & Brunekreef, B. (2009). Minute ventilation of cyclists, car and bus passengers: an experimental study. Environmental Health, 8, 48.