Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Экология человека1728-08692949-1444Eco-Vector51458710.17816/humeco514587ORIGINAL STUDY ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleCarbon dioxide concentration in the air of school gyms during classesСодержание диоксида углерода в воздушной среде спортивных залов общеобразовательной организации во время учебных занятийhttps://orcid.org/0000-0002-0169-45136506373026U-5372-20174281-2705MylnikovaInna V.МыльниковаИнна Владимировна
Russian Federation

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

д-р мед. наук, доцент

inna.mylnikova.phd.ms@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6809-47071547-8390KudaevAndrey N.КудаевАндрей Николаевич
Russian Federation
andrej_baikal@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7218-21477005798073P-2135-20154537-9381EfimovaNatalya V.ЕфимоваНаталья Васильевна
Russian Federation

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

д-р мед. наук, профессор

medecolab@inbox.ruEast-Siberian Institute of Medical and Ecological ResearchВосточно-Сибирский институт медико-экологических исследований160320242512202330107717802706202318022024Copyright ©; 2023, Eco-VectorCopyright ©; 2023, Эко-Вектор2023Eco-VectorЭко-Векторhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/514587

BACKGROUND: Elevated levels of carbon dioxide in gym air can diminish the benefits of physical activity and pose health risks for children..

AIM: to access carbon dioxide concentration in the air of school gyms during physical education classes.

MATERIAL AND METHODS: A total of 612 measurements were taken to estimate the concentration of carbon dioxide in the air. These measurements were conducted in two separate gymnasiums: in Gym 1, designated for primary classes with an area of 77 m2, and Gym 2, used by middle and high school students with an area of 293 m2. Measurements were taken at 12 different points, both around the perimeter and in the central part of each gym. The height when measuremenmts were taken ranged from 0 to 230 cm. To assess the carbon dioxide concentration in the gym air, the background level was calculated based on GOST 30494-2011 standards (761.5 ppm). Student’s t-tests for independent samples were used to compare the data. Additionally, a regression analysis was utilized to estimate the spatial distribution of carbon dioxide within the gymnasiums.

RESULTS: In Gym 1, the initial concentrations ranged from 845 to 1267 ppm, slightly exceeding the expected throughput. Throughout the training session, the carbon dioxide content increased by 1.6 to 2.3 times. By the end of the session, the carbon dioxide content reached 1934 to 1948 ppm at an estimated respiration level of 1.0 to 1.9 m. In Gym 2, the carbon dioxide content increased by 1.1 to 1.2 times by the end of the class. At a height of 0.0 to 1.7 m, the concentration of carbon dioxide was measured at 1016 to 1023 ppm.

CONCLUSION: After 20 minutes of training at the expected intensity, carbon dioxide levels in the air exceed not only the background level of 761.5 ppm, but also the permissible level of 1000 ppm. This study highlights the importance of daily monitoring of carbon dioxide levels in school gymnasiums during training sessions and sporting events. Such monitoring is crucial for ensuring the health and safety of students and athletes.

Обоснование. Содержание диоксида углерода в воздухе помещений для занятий спортом может не только снизить положительное влияние физической активности на детей, но и повысить у них риск возникновения проблем со здоровьем.

Цель. Анализ концентрации и распределения диоксида углерода в воздушной среде спортивных залов общеобразовательной организации в процессе занятий детей физической культурой.

Материал и методы. Произведено 612 замеров концентрации диоксида углерода в спортивных залах общеобразовательной организации: в спортзале 1 для начальных классов (площадь — 77 м2) и в спортзале 2 для средних и старших классов (площадь — 293 м2). Измерения проведены по периметру и в центральной части помещений в 12 точках (высота от 0 до 230 см). Для оценки концентрации диоксида углерода в воздухе спортзалов использовано значение фонового уровня, рассчитанного по ГОСТ 30494-2011 (761,5 ppm). Сравнение показателей выполнено с помощью критерия Стьюдента для независимых групп. При оценке распределения диоксида углерода в пространстве использован регрессионный анализ.

Результаты. В спортзале 1 исходные концентрации диоксида углерода составили 845–1267 ppm и незначительно превысили фоновый уровень. В динамике учебного занятия содержание диоксида углерода увеличилось в 1,6–2,3 раза. К концу занятия содержание диоксида углерода на уровне предполагаемого дыхания (1,0–1,9 м) составило 1934–1948 ppm. В спортзале 2 содержание диоксида углерода к концу занятия увеличилось в 1,1–1,2 раза. На высоте 0,0–1,7 м концентрация диоксида углерода составила 1016–1023 ppm.

Заключение. Уже через 20 мин занятия на высоте предполагаемого дыхания концентрация диоксида углерода превышает не только фоновый (761,5 ррm), но и допустимый (1000,0 ррm) уровень. Проведенное исследование свидетельствует о необходимости мониторинга содержания диоксида углерода в воздухе спортзалов общеобразовательных организаций в дни учебных занятий и спортивных мероприятий.

carbon dioxideindoor airschool gymsдиоксид углеродавоздушная среда помещенийспортивные залы общеобразовательной организацииKuchma VR. Medically-preventive foundations of health safety of pupils over the decade of childhood in Russia (2018-2027). Russian Pediatric Journal. 2018;21(1):31-37. EDN: YWJEWK doi: 10.18821/1560-9561-2018-21-1-31-37Кучма В.Р. Медико-профилактические основы здоровьесбережения обучающихся в Десятилетие детства в России (2018–2027 гг.) // Российский педиатрический журнал. 2018. Т. 21, № 1. С. 31–37. EDN: YWJEWK. doi: 10.18821/1560-9561-2018-21-1-31-37Pronina TN, Karpovich NV, Polyanskaya YuN. The level of carbon dioxide content in classrooms and the degree of comfort of students. Problems of school and university medicine and health. 2015;3:32–35. (In Russ.).Пронина Т.Н., Карпович Н.В., Полянская Ю.Н. Уровень содержания углекислого газа в учебных помещениях и степень комфорта учащихся // Вопросы школьной и университетской медицины. 2015. № 3. С. 32–35.Alegría-Sala A, Clèries Tardío E, Casals LC. CO2 Concentrations and Thermal Comfort Analysis at Onsite and Online Educational Environments. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(23):16039. doi: 10.3390/ijerph192316039.Alegría-Sala A., Clèries Tardío E., Casals L.C., et al. CO2 Concentrations and Thermal Comfort Analysis at Onsite and Online Educational Environments // Int. J. Environ Res Public Health. 2022. Vol. 19, N 23. P.16039. doi: 10.3390/ijerph192316039Rzyankina MF, Kostromina SA, Vasil’eva ZhB. School medicine: results and prospects for the development of the scientific direction. Far East Medical Journal. 2020;3:124–130. doi: 10.35177/1994-5191-2020-3-124-129Рзянкина М.Ф., Костромина С.А., Васильева Ж.Б. Школьная медицина: итоги и перспективы развития научного направления // Дальневосточный медицинский журнал. 2020. № 3. С. 124–130. doi: 10.35177/1994-5191-2020-3-124-129Shustova SA, Miroshkina TA. Protective mechanisms of the lungs. I.P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2020;28(4):567–577. doi:10.23888/PAVLOVJ2020284567-577Шустова С. А., Мирошкина Т.А. Защитные механизмы легких // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. 2020. Т. 28, № 4. С. 567–577. doi: 10.23888/PAVLOVJ2020284567-577Tainio M, Jovanovic AZ, Nieuwenhuijsen MJ, et al. Air pollution, physical activit. Environ Int. 2021;147:105954. doi: 10.1016/j.envint.2020.105954Tainio M., Jovanovic A.Z., Nieuwenhuijsen M.J., et al. Air pollution, physical activity and health: A mapping review of the evidence // Environ Int. 2021. Vol. 147. P. 105954. doi: 10.1016/j.envint.2020.105954Andrade A, Dominski FH. Indoor air quality of environments used for physical exercise and sports practice: Systematic review. J Environ Manage. 2018;206:577–586. doi: 10.1016/j.jenvman.2017.11.001Andrade A., Dominski F.H. Indoor air quality of environments used for physical exercise and sports practice: Systematic review // J. Environ Manage. 2018, Vol. 206. P. 577–586. doi: 10.1016/j.jenvman.2017.11.001Du B, Tandoc MC, Mack ML, Siegel JA. Indoor CO2 concentrations and cognitive function: A critical review. Indoor Air. 2020;30(6): 1067–1082. doi: 10.1111/ina.12706Du B., Tandoc M.C., Mack M.L., Siegel J.A. Indoor CO2 concentrations and cognitive function: A critical review // Indoor Air. 2020. Vol. 30, N 6. P. 1067–1082. doi: 10.1111/ina.12706Eliseeva OV. To substantiate the maximum allowable concentration of carbon dioxide in the air. Gigiena i sanitariya. 1964;8:16–21. (In Russ.).Елисеева О.В. К обоснованию предельно допустимой концентрации двуокиси углерода в воздухе // Гигиена и санитария. 1964. № 8. С. 16–21.Davletova NKh, Tafeeva EA. Analysis of changes in the concentration of carbon dioxide in indoor air of a sports university. Zdorov’e Naseleniya i Sreda Obitaniya. 2021;2:22–27. EDN: RWIEWN. doi: 10.35627/2219-5238/2021-335-2-22-27Давлетова Н.Х., Тафеева Е.А. Анализ изменения концентрации диоксида углерода в воздухе учебных помещений спортивного вуза // Здоровье населения и среда обитания. 2021, № 2. С. 22–27. EDN: RWIEWN. doi: 10.35627/2219-5238/2021-335-2-22-27Shendell DG, Gonzalez LN, Panchella JA, Morrell J. Time-Resolved Characterization of Indoor Air Quality due to Human Activity and Likely Outdoor Sources during Early Evening Secondary School Wrestling Matches. J Environ Public Health. 2021;7:5580616. doi: 10.1155/2021/5580616Shendell D.G., Gonzalez L.N., Panchella J.A., Morrell J. Time-Resolved Characterization of Indoor Air Quality due to Human Activity and Likely Outdoor Sources during Early Evening Secondary School Wrestling Matches // J. Environ Public Health. 2021, N 7. P. 5580616. doi: 10.1155/2021/5580616SP 2/4/3648-20 «Sanitary and epidemiological requirements for organizations of education and training, recreation and health improvement of children and youth». Available at: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/74993644/ Link is active on 04 April 2023. (In Russ.).CП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи». Доступно по: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/74993644/ Ссылка активна на 04 апреля 2023.SanPin 1.2.3685-21 «Hygienic standards and requirements for ensuring the safety and (or) harmlessness of environmental factors for humans». Available at: https://fsvps.gov.ru/sites/default/files/npa-files/2021/01/28/sanpin1.2.3685-21.pdf Link is active on 04 April 2023. (In Russ.).СанПин 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». Доступно по: https://fsvps.gov.ru/sites/default/files/npa-files/2021/01/28/sanpin1.2.3685-21.pdfNational standard RF GOST R ISO 16000-26-2015 «Air of enclosed spaces. Part 26. Sampling in determining the content of carbon dioxide CO2» Available at: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/486/4293759114.pdf. (In Russ.).Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 16000-26-2015 «Воздух замкнутых помещений. Часть 26. Отбор проб при определении содержания диоксида углерода СО2». Доступно по: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/486/4293759114.pdfGOST 30494–2011. Buildings residential and public. The parameters of the microclimate in the premises. Available at: http://docs.cntd.ru/document/gost-30494-2011. Link is active on November 21, 2022. (In Russ.).ГОСТ 30494–2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. Доступно по: http://docs.cntd.ru/document/gost-30494-2011. Ссылка активна на 21 ноября 2022.GOST R EN 13779–2007 Ventilation in non-residential buildings. Technical requirements for ventilation and air conditioning systems Available at: http://docs.cntd.ru/document/gost-r-en-13779-2007. The link is active as of November 21, 2022. (In Russ.).ГОСТ Р ЕН 13779–2007 Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к системам вентиляции и кондиционирования. Доступно по: http://docs.cntd.ru/document/gost-r-en-13779-2007. Ссылка активна на 21 ноября 2022.Min. Sports of the Russian Federation No. 649 dated 19.08.2021 «On the recommended standards and norms for the provision of the population with sports infrastructure» Available at: https://rulaws.ru/acts/Prikaz-Minsporta-Rossii-ot-19.08.2021-N-649. (In Russ.).Приказ Министерства спорта РФ № 649 от 19.08.2021 г. «О рекомендованных нормативах и нормах обеспеченности населения объектами спортивной инфраструктуры». Доступно по: https://rulaws.ru/acts/Prikaz-Minsporta-Rossii-ot-19.08.2021-N-649.Gubernsky YuD, Kalinina NV, Gaponova EB, Banin IM. Justification of the permissible level of carbon dioxide in the air of residential and public buildings. Gigiena i sanitariya. 2014;93(6):37–41. (In Russ.). EDN: TFANVV.Губернский Ю.Д., Калинина Н.В., Гапонова Е.Б., Банин И.М. Обоснование допустимого уровня содержания диоксида углерода в воздухе помещений жилых и общественных зданий // Гигиена и санитария. 2014. Т. 93, № 6. С. 37–41. EDN: TFANVV.Alves CA, Calvo AI, Castro A, et al. Indoor Air Quality in Two University Sports Facilities. Aerosol Air Qual. Res. 2013;13:1723–1730. doi: 10.4209/aaqr.2013.02.0045Alves C.A., Calvo A.I., Castro A., et al. Indoor Air Quality in Two University Sports Facilities // Aerosol Air Qual. Res. 2013. N 13. P. 1723–1730. doi: 10.4209/aaqr.2013.02.0045Kuchma VR, Stepanova MI. Hygienic requirements for modern architectural and planning solutions for school buildings. Gigiena i sanitariya. 2021;100(9):998–1003. EDN: QTNEMZ. doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-9-998-1003Кучма В.Р., Степанова М.И. Гигиенические требования к современным архитектурно-планировочным решениям школьных зданий // Гигиена и санитария. 2021. Т. 100, № 9. С. 998–1003. EDN: QTNEMZ. doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-9-998-1003Kuchma VR, Rapoport IK, Sukhareva LM, et al. Health of children and adolescents in school ontogenesis as a basis for improving the system of medical support and sanitary and epidemiological well-being of students. Health Сare of the Russian Federation. 2021;65(4):325–333. EDN: QSJGDO. doi: 10.47470/0044-197X-2021-65-4-325-333Кучма В.Р., Рапопорт И.К., Сухарева Л.М., и др. Здоровье детей и подростков в школьном онтогенезе как основа совершенствования системы медицинского обеспечения и санитарно-эпидемиологического благополучия обучающихся // Здравоохранение Российской Федерации. 2021. Т. 65, № 4. С. 325–333. EDN: QSJGDO doi: 10.47470/0044-197X-2021-65-4-325-333