SAÚDE AMBIENTAL EM AMBIENTE ESCOLAR

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SAÚDE AMBIENTAL EM AMBIENTE ESCOLAR

QUALIDADE DO AR INTERIOR

-2004-2006

Gabriela Ventura Silva

Laboratório da Qualidade do Ar Interior IDMEC-FEUP

Conferência Ambiente e Saúde: investigação e

desenvolvimento para o futuro

”

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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)

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Índice

• Os Objectivos do Projecto

• Os Métodos, as Estratégias e os Meios

• Os Resultados

• As Conclusões

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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.

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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.

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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 2004.

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.

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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 exterior 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

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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.

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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/m3 _{RSECE, 2006}

CO2(dióxido de carbono) 1800 mg/m3(1000 ppm) RSECE, 2006

Benzeno 0,005 mg/m3 Cinterior < Cexterior Proposta de Directiva Europeia, 2000 Formaldeído 0,1 mg/m3 _{RSECE, 2006} COVsT 0,600 mg/m3 _{RSECE, 2006} Alcanos 0,100 mg/m3 _{Seifert, 1990}

Hidrocarbonetos aromáticos 0,050 mg/m3 _{Seifert, 1990}

Terpenos 0,030 mg/m3 _{Seifert, 1990}

Hidrocarbonetos halogenados 0,030 mg/m3 _{Seifert, 1990}

Ésteres 0,020 mg/m3 _{Seifert, 1990}

Aldeídos 0,020 mg/m3 _{Seifert, 1990}

Outros 0,050 mg/m3 _{Seifert, 1990}

Partículas em suspensão

Inaláveis (PM10) 0,150 mg/m3 _{RSECE, 2006}

Ventilação 30 m3_/h.pessoa _{RSECE, 2006}

Conforto térmico

Temperatura Variável ASHRAE, 55-2004

Humidade Relativa 30 – 70 % CEN ISO 7730, 1995

Microbiológicos

Fungos 500 (UFC/m3₎ _{RSECE, 2006}

Bactérias 500 (UFC/m3₎ _{RSECE, 2006}

Alergenos Platts-Mills, 1989

Der p I 2 (μg/gpó)

Der f I 2 (μg/gpó)

Der II 2 (μg/gpó)

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Os Métodos, as Estratégias e os Meios

Parâmetro Valores limite de exposição Referências Conforto térmico

Temperatura Variável ASHRAE, 55-2004

Humidade Relativa 30 – 70 % CEN ISO 7730, 1995

Microbiológicos

Fungos 500 (UFC/m3₎ _{RSECE, 2006}

Bactérias 500 (UFC/m3₎ _{RSECE, 2006}

Alergenos Platts-Mills, 1989

Der p I 2 (μg/gpó)

Der f I 2 (μg/gpó)

Der II 2 (μg/g_pó)

Feld I 2 (μg/gpó)

Valores limite de exposição

Relativamente ao conforto térmico seguiu-se a norma 55-2004 da ASHRAE (Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy) para espaços sem ar condicionado, considerando limites de aceitabilidade de 80%.

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Os Métodos, as Estratégias e os Meios

Valores limite de exposição

Esta norma relaciona directamente a resposta térmica destes espaços com a temperatura do exterior 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: 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 5 10 15 20 25 30 35

Temperatura exterior média mensal (ºC)

Te m p e ra tu ra i n te ri o r (º C ) Limites de aceitabilidade de 80% Limites de aceitabilidade de 90% 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 5 10 15 20 25 30 35

Temperatura exterior média mensal (ºC)

Te m p e ra tu ra i n te ri o r (º C ) Limites de aceitabilidade de 80% Limites de aceitabilidade de 90%

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Os Resultados – Fase 1

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.

0 5 10 15 20 25 30 35

Sala 19 Sala 21 Sala 22 Exterior

T ( ºC ) Inverno-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-2ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-2ªfeira Verão-5ªfeira

(13)

Os Resultados – Fase 1

As taxas de renovação de ar observadas, com excepção da sala de aula 19, são muito baixas (valor médio de 3 m3_{/(h.ocupante)), claramente abaixo do nível}

recomendado de 30 m3_{/(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 m3_{/(h.ocupante)).}

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Sala 19 Sala 21 Sala 22

tax a d e ve n ti laç ão (m 3/h .p es soa) Inverno-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-2ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-2ªfeira Verão-5ªfeira

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Os Resultados – Fase 1

Foram observadas concentrações particularmente elevadas de dióxido de carbono (CO₂) principalmente no Inverno (~2100 ppm). Os níveis médios de CO₂ 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 CO₂ 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 CO₂ encontrados no Inverno. Na verdade, a ocupação máxima nas salas de aula recomendada pela ASHRAE é de 50 pessoas/100 m2 _{enquanto nesta escola a ocupação média é de 66}

pessoas/100 m2_. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

C (C O2 ) (p p m) Inverno-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-2ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-2ªfeira Verão-5ªfeira

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Os Resultados – Fase 1

As concentrações de COVs observadas estão abaixo do limite recomendado de 600 µg/m3 _{(RSECE, 2006) verificando-se que a sala de aula 22 apresentou valores}

próximos, por ter sido pintada cinco meses antes da avaliação de Inverno.

0 100 200 300 400 500 600

C (C O V sT) ( m g/ m 3) Inverno-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-2ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-2ªfeira Verão-5ªfeira

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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

_{(RSECE, 2006).}

O ar exterior parece ser uma fonte importante das partículas, dado que a

razão entre as PM10 no interior e no exterior 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):

Parâmetro

Valores medidos Interior

Exterior Sala 19 Sala 21 Sala 22

Dia 9 Dia 12 Dia 9 Dia 12 Dia 9 Dia 12 Dia 9 Dia 12 Contaminação física

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Os Resultados – Fase 1

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.

0 5 10 15 20 25 30 35 40

C (fo rma ld eí d o) ( m g/ m 3) Inverno-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-2ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-2ªfeira Verão-5ªfeira

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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.

Os níveis de fungos observados

foram sempre inferiores ao nível

_.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

b ac té ri as (U F C /m 3)  Inverno-2ªfeira Inverno-5ªfeira Primavera-2ªfeira Primavera-5ªfeira Verão-2ªfeira Verão-5ªfeira

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Os Resultados – Fase 2

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 55-2004.

Os valores médios da humidade relativa estavam dentro da escala de

conforto de 30-70%, com excepção da escola B com 77% de HR.

10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 A B C D E F G H I T(ºC ) Outubro Novembro Dezembro Janeiro

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Os Resultados – Fase 2

Foram observadas elevadas concentrações de CO₂ em todas as escolas com valores médios que excedem o limite de 1000 ppm.

A fraca ventilação deve-se à baixa temperatura exterior que leva a manter as janelas e portas fechadas. O que, associado com salas de aula ‘sobrelotadas’, justifica os elevados níveis de CO₂ registados. A ocupação máxima em salas de aula que a ASHRAE recomenda é de 50 ocupantes/100m2_{. Nestas escolas foi observado um}

valor médio de 59 ocupantes/100m2_.

Dióxido de carbono

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 A B C D E F G H I Escola C (C O2 ) (p p m ) sala x sala y

(21)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 A B C D E F G H I Escola C(CO V sT ) (m g /m 3 ) sala x sala y exterior

Os Resultados – Fase 2

Compostos Orgânicos Voláteis

As concentrações de COVs no interior geralmente excederam os níveis no exterior. O valor médio de COVsT medido no exterior (excluindo a escola C) foi de 112 µg/m3

com um mínimo de 54 µg/m3 _{e um máximo de 263 µg/m}3_.

O nível de COVsT medido no interior de 4 salas de aula excedeu o limite recomendado de 600 µg/m3_.

O interior das outras 14 salas de aula registou uma média aritmética de 226 µg/m3

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Os Resultados – Fase 2

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.

Compostos Orgânicos Voláteis

0% 20% 40% 60% 80% 100% s a la 23 s a la 26 e xt e ri or s a la 11 s a la 17 e xt e ri or s a la 10 s a la 13 e xt e ri or s a la 9 s a la 11 e xt e ri or s a la 1 s a la 25 e xt e ri or s a la 2 s a la 3 e xt e ri or s a la 21 s a la 22 e xt e ri or s a la 7 s a la 8 e xt e ri or s a la 14 s a la 28 e xt e ri or Outros Hidrocarbonetos halogenados Ésteres Terpenos Hidrocarbonetos aromáticos Éteres e glicóis Aldeídos e Cetonas Alcanos

Escola B Escola C Escola D Escola E Escola F Escola G Escola H Escola I

Escola A COVsT 294 66 96 COVsT 226 724 110 COVsT 646 224 408 COVsT 200 143 95 COVsT 86 72 62 COVsT 197 305 263 COVsT 481 1178 54 COVsT 1805 222 105 COVsT 224 197 110

(23)

0% 20% 40% 60% 80% 100% s a la 23 s a la 26 e xt e ri or s a la 11 s a la 17 e xt e ri or s a la 10 s a la 13 e xt e ri or s a la 9 s a la 11 e xt e ri or s a la 1 s a la 25 e xt e ri or s a la 2 s a la 3 e xt e ri or s a la 21 s a la 22 e xt e ri or s a la 7 s a la 8 e xt e ri or s a la 14 s a la 28 e xt e ri or Outros Hidrocarbonetos halogenados Ésteres Terpenos Hidrocarbonetos aromáticos Éteres e glicóis Aldeídos e Cetonas Alcanos

Escola B Escola C Escola D Escola E Escola F Escola G Escola H Escola I

Escola A COVsT 294 66 96 COVsT 226 724 110 COVsT 646 224 408 COVsT 200 143 95 COVsT 86 72 62 COVsT 197 305 263 COVsT 481 1178 54 COVsT 1805 222 105 COVsT 224 197 110

Os Resultados – Fase 2

Por ex., na escola G, uma sala de aula apresentou valores de COVsT na ordem de 1200

µg/m3_{, 49% correspondendo a hidrocarbonetos aromáticos e 26% a alcanos, enquanto que}

a outra apresentou somente 500 µg/m3 _{de COVsT, 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.

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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, 55-2004)

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 exterior. O nível de COVsT 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.

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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, CO₂e COVs.

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 CO₂ as escolas foram classificadas em Boas (correspondem às ‘menos más’), Intermédias, e Más.

Quanto às concentrações de compostos orgânicos voláteis as escolas foram também classificadas em Boas, Intermédias, e Más.

Classificação Escolas Confortáveis C, D, E, F e I Húmidas A e B Classificação Escolas ‘Boas’ [CO2] ~1400 ppm D e E Intermédias [CO2] ~1850 ppm A, B, C e H Más [CO2] >2100 ppm F, G e I Classificação Escolas Boas [COVs] <250 μg/m3 _{A, D, E, F e I} Intermédias [COVs] ~450 μg/m3 _{B e C} Más [COVs] >800 μg/m3 _{G e H}

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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).

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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

associaramse 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.

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Recomendações

 um aumento da taxa de ventilação parece ser necessário.

 no caso da poluição do ar exterior, 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.

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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

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SAÚDE AMBIENTAL EM AMBIENTE ESCOLAR