كيف تؤثر جودة الهواء الداخلي على الأداء الأكاديمي للطلاب

يعد تلوث الهواء، الذي يؤثر على جميع سكان العالم تقريباً، أحد أكثر المخاوف الصحية حاليًا. إن التزام دولة الإمارات العربية المتحدة باتفاقية باريس وهدف المباني الصفرية بحلول عام ٢٠٥٠ يسلط الضوء على التزامها القوي بتعزيز بيئة معيشية أنظف وأكثر صداقة للبيئة.

تحظى مسألة جودة الهواء الداخلي (IAQ) بأهمية كبيرة في دولة الإمارات العربية المتحدة، وخاصة في دبي، التي أصبحت واحدة من أكثر المدن ازدحاما وأسرع المدن نموا في كل من الشرق الأوسط والعالم. يمكن أن تؤثر جودة الهواء الداخلي بشكل كبير على الصحة والرفاهية العامة لأولئك الذين يشغلون المباني. هناك عوامل متعددة، مثل المستويات المرتفعة من الملوثات في الهواء، وعدم كفاية التهوية، واستخدام مواد ومنتجات محددة تنبعث منها مواد كيميائية ضارة، يمكن أن تساهم في إضعاف جودة الهواء الداخلي.

من أجل معالجة المخاوف المتعلقة بجودة الهواء الداخلي في دولة الإمارات العربية المتحدة، تم إنشاء العديد من المنظمات والمبادرات بهدف تعزيز ممارسات البناء المستدامة وتحسين جودة البيئة الداخلية. إحدى هذه المنظمات هي مجلس الإمارات للأبنية الخضراء (Emirates GBC)، الذي يسعى جاهداً لتحسين الجودة الداخلية في المباني من خلال وضع معايير وإرشادات للأبنية الخضراء. بالإضافة إلى ذلك، فإن هيئة الصحة بدبي (DHA) ومجلس أبوظبي للجودة والمطابقة (QCC) هما هيئات حكومية مكرسة لتحسين الجودة الداخلية في المباني من خلال مجموعة من المبادرات والبرامج.

بالإضافة إلى ذلك، لدى دولة الإمارات العربية المتحدة العديد من قوانين ولوائح البناء لمعالجة المخاوف المتعلقة بجودة الهواء الداخلي. على سبيل المثال، تنص لوائح البناء الوطنية في دولة الإمارات العربية المتحدة على وجوب تصميم المباني وتشييدها بطريقة تعمل على تحسين جودة الهواء الداخلي. تحدد هذه اللوائح أيضًا المتطلبات المحددة للتهوية والترشيح واستخدام المواد والمنتجات التي لا تنبعث منها مواد كيميائية خطرة.

كيفية تحسين جودة الهواء في القاعات الدراسية من أجل صحّة الطلاب وأدائهم

تؤثر البيئة التعليمية تأثيرا كبيراً على صحة الطلاب وسلامتهم. فمن المعروف منذ عقود أن سوء نوعية الهواء في البيئات التعليمية يؤثر على أداء الطلاب وصحّتهم الجسديّة. تُظهر مجموعة كبيرة من الأبحاث أن سوء التهوية والتلوث، اللذان ينتشران بشكل كبير حول المدارس، لهما تأثير كبير على الطلاّب كم المعلمين وغيرهم من الموظفين. فالجميع يتأثّر بجودة الهواء داخل المباني ولهم الحق في بيئة عمل ودراسة آمنة.

تأثير مشكلة جودة الهواء الداخلي

يشعر معظم الطلاب في قاعات الدراسة المغلقة بالنعاس في بعض الأوقات من اليوم. قد يكون ذلك نتيجة لنقص الهواء "النقي" وتراكم ثاني أكسيد الكربون المنبعث في التنفس بسبب نقص التهوية. ثاني أكسيد الكربون هو مجرد واحدة من الملوثات المسجلة بمستويات عالية في المدارس.

تتأثر جودة الهواء الداخلي بثلاثة عوامل رئيسية:

• جودة الهواء الخارجي

• الأنشطة البشرية في المبنى

• مواد البناء والمعدات والأثاث في المبنى

تخضع المدارس في المدن والبلدات لمستويات عالية من التلوث وغالبا ما تكون من المناطق المحيطة.

مصادر الملوثات في الأماكن المغلقة

يمكن أن يكون الهواء الذي نتنفسه داخل المباني ملوثاً بسبب عناصر داخلية وخارجية. إحدى المشاكل الكبيرة هي وجود الكثير من السيارات أمام المدارس في الصباح وبعد المدرسة. تنتج السيارات دخانًا ملوّثاً ينتشر في الهواء ويمكن أن يصيب الأطفال بالمرض. يختلط دخان السيارات بأشياء سيئة أخرى في الهواء مثل الأوساخ والدخان الناتج عن الحرائق.

يمكن تصنيف ملوثات الهواء الداخلي إلى مركبات عضوية متطايرة (VOCs) وغير عضوية وجسيمات حيوية.

مركبات عضوية متطايرة

هناك عدد كبير من المركبات العضوية المتطايرة التي يمكن أن تلوث الهواء الداخلي. يتم تنظيم بعضها في العديد من البلدان، مثل المواد المسرطنة الفورمالدهايد والبنزين، ولكن المركبات السامة الأخرى لم يتم تنظيمها بعد. وتشمل هذه المبيدات الحشرية، ومثبطات اللهب، ومركبات ثنائي الفينيل عديد الكلور، والفثالات الموجودة في العديد من المنتجات المصنعة.

أما داخل المدارس، فتشكل مواد البناء، والدهانات، والأرضيات، والأثاث، ومنتجات التنظيف، والمعدات الإلكترونية، والعديد من أنواع المنتجات المستخدمة في التدريس، بما في ذلك المواد الفنية والعلمية، مصادر للمركبات العضوية الثابتة.

يطلق البشر مجموعة من المركبات العضوية المتطايرة من أجسامهم والمنتجات التي يستخدموها، مثل الصابون والعطور. يمكن أن تؤدي الكثافة العالية للأشخاص في المدرسة إلى أن يكون الناس مصدرا رئيسيا للمركبات العضوية المتطايرة.

ملوثات محمولة جوا غير عضوية في الأماكن المغلقة

ومن أهم الملوثات غير العضوية التي تتسبب في تدني جودة الهواء ثاني هي أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والأوزون والرادون. ولديها كلها تأثيرات مختلفة تتراوح بين تهيج العين والأنف والحنجرة والصداع وتلف الجهاز التنفسي وأمراض القلب والأوعية الدموية إلى تلف الدماغ والسرطانات.

مادة الجسيمات (PM1. 0، PM2. 5، PM10)

تتكون الجسيمات من جسيمات صلبة أو سائلة محمولة في الهواء تأتي من مجموعة واسعة من المصادر الطبيعية والصناعية وغيرها من المصادر المشتقة من الإنسان، وخاصة عوادم المركبات وغيرها من منتجات الاحتراق. ويمكن أن تتكون من مئات من المواد الكيميائية والمعادن والمواد العضوية المختلفة، بما في ذلك العديد من السموم ومثيرات الحساسية.

وتصنف عموما إلى ثلاثة أحجام: خشن (PM10)، غرامة (PM2.5) و ألترافين (PM1.0)، وفقا لقطر الجسيمات في ميكرونات. يمكن أن تدخل جميع الأحجام إلى الرئتين؛ ويمكن أن تدخل الأحجام الصغيرة إلى المسالك الهوائية الصغيرة وتمر إلى الدم وإلى أعضاء متعددة في الجسم. ترتبط الجسيمات بمجموعة واسعة من الأمراض، من أمراض الجهاز التنفسي والقلب إلى مرض السكري.

ملوثات حيوية

تتكون الملوثات الحيوية في الأماكن المغلقة من مسببات الحساسية والكائنات متناهية الصغر. تستمد مثيرات الحساسية من حبوب اللقاح ووبر الحيوانات والغبار والعث والصراصير وبعض النباتات والفطريات والكائنات الدقيقة. تنقل الفيروسات والبكتيريا إلى داخل المباني بشكل رئيسي عن طريق الأشخاص، على أجسامهم وملابسهم وأحذيتهم، ولكن يتم أيضا حملها في جزيئات ذبابة تدخل إلى المباني.

ينمو العفن في الأماكن الرطبة نتيجة التسربات وعدم وجود هواء نقي كافٍ. هذه الأشياء تجعل من الممكن للعفن أن ينمو على الأسطح والأشياء، ويطلق جزيئات صغيرة تسمى الجراثيم والمواد الكيميائية ذات الرائحة الكريهة عندما يتحلل.

لماذا الأطفال أكثر عرضة لخطر سوء جودة الهواء في الفصول الدراسية؟

تلوث الهواء أمر سيء للجميع، لكنه يمكن أن يكون ضارًا بشكل خاص للأطفال لأن أجسامهم لا تزال في طور النمو. يتمتع الأطفال بجهاز مناعة أضعف وتكون رئاتهم أكبر حجمًا مقارنة بأجسامهم. كما أنهم يتنفسون بشكل أسرع من البالغين، لذلك يمتصون أشياء أكثر ضررًا في الهواء.

يقضي الأطفال الصغار الكثير من الوقت بالقرب من الأرض لأنهم أقصر قامة ويحبون اللعب على الأرض. وهذا يعني أنهم أكثر عرضة للتلامس مع الأشياء الموجودة في الغبار على الأرض، مثل الحشرات الصغيرة، وفراء الحيوانات الأليفة، والعفن، وحبوب اللقاح، والأوساخ. قد تكون هناك في بعض الأحيان أشياء ضارّة من الخارج، مثل ملوّثات المصانع أو السيارات.

تأثير جودة الهواء على الأداء الأكاديمي للأطفال

أظهرت الأبحاث على مدى عقود أن لسوء جودة الهواء في المدارس تأثيرات مختلفة على صحة الأطفال، وقدرتهم على التعلم والأداء الأكاديمي.

قامت وكالة حماية البيئة الأمريكية بمراجعة الأدبيات العلمية حول تأثير جودة الهواء على الأداء الأكاديمي وقسمت نتائج العديد من الأوراق البحثية إلى الفئات التالية:

• أدت زيادة التهوية عبر أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء أو فتح النوافذ في الفصول الدراسية إلى درجات أعلى في اختبارات قياسية في الرياضيات والقراءة.

• إذا جعلنا الهواء داخل منازلنا أنظف من خلال التخلص من الأشياء القذرة أو السماح بدخول المزيد من الهواء النقي، فيمكن أن يساعد ذلك الأطفال على القيام بالأشياء بشكل أسرع وأفضل.

• إذا كان مبنى المدرسة في حالة سيئة للغاية، فقد لا يأتي المزيد من الطلاب إلى المدرسة وربما يتوقفون عن الذهاب إلى المدرسة تمامًا.

• صرّح العديد من المعلمين في منطقتين بالولايات المتحدة إن المشكلة الأكثر شيوعًا التي تجعل التعليم سيئًا هي عندما يكون الهواء داخل المباني غير نظيف تمامًا.

• تتضمن أسباب التلوث التي ترتبط في الغالب بمشاكل التنفس، مثل الربو، الأضرار الناجمة عن الرطوبة، والحساسيات الحيوانية والبيولوجية، وNO2، والرطوبة أو الأتربة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، ومعدلات التهوية المنخفضة، والفورمالديهايد، ومنتجات التنظيف، والملوثات الخارجية وعوادم المركبات. في الولايات المتحدة، يعاني ما يقرب من واحد من كل ثلاثة عشر طفلاً من الربو، وهو السبب الرئيسي لغياب الطلاب عن المدرسة بسبب مرض مزمن.

• معدلات التهوية الأعلى تقلل من انتقال الأمراض المعدية ومعدلات الأمراض التنفسية.

• التحكم في درجة الحرارة والرطوبة النسبية للحفاظ على الأطفال في "منطقة الراحة" له أكبر تأثير إيجابي على المهام العقلية التي تتطلب التركيز.

• الغبار الجوي أو السطحي يؤثر على الصحة في المدارس.

كيف يمكن للمؤسسات التعليمية تحسين جودة الهواء داخل المنازل؟

يمكن للمؤسسات التعليمية إتخاذ إجراءات مختلفة، بما في ذلك مراقبة جودة الهواء في الأماكن المغلقة، وتحسين التهوية ووضع أجهزة تنقية الهواء المحمولة في الغرف.

مراقبة جودة الهواء

الخطوة الأولى في تحسين جودة الهواء هي مراقبته حتى تُعرف العوامل الحاسمة في كل غرفة. عادة ما تكون العوامل التي يتم قياسها هي ثاني أكسيد الكربون، والمركبات العضوية المتطايرة، والجسيمات، والرطوبة، ودرجة الحرارة. يتيح ذلك التخطيط لأكثر التدابير فعالية على المدى الطويل والإشارة إلى الإجراءات الفورية التي يمكن إتخاذها للأشخاص الموجودين في الغرفة عند الوصول إلى مستويات جودة الهواء الحرجة. أجهزة مراقبة جودة الهواء التي تستشعر العديد من الملوثات وتسجل البيانات باستمرار هي تقريبا بحجم الهاتف الذكي ومن السهل وضعها على جدار الغرفة.

وتتمثل فوائد الرصد فيما يلي:

• حماية الأطفال والموظفين - معرفة مستوى الملوثات في الهواء يساعدك على تحديد أسباب التلوث واتخاذ الإجراءات اللازمة لحماية صحة وسلامة موظفيك وطلابك.

• رؤى البيانات - يتيح لك تسجيل البيانات تحليل جودة الهواء وتصويرها لإظهار الاتجاهات ونتائج الإجراءات المتخذة وتحديد أسباب المشكلات مثل المرض والتغيب.

• الميزنة - يتيح لك تحسين الإجراءات المتخذة، مثل التدفئة والتهوية، للتحكم في تكاليف الطاقة عن طريق الحد من خسائر الطاقة غير الضرورية.

• تعزيز الأداء - تؤثر الملوثات، وخاصة ثاني أكسيد الكربون، على الأداء الإدراكي للأطفال والموظفين. تسمح المراقبة بالتحكم الفعال في التهوية للحفاظ على مستوى منخفض من ثاني أكسيد الكربون والملوثات الأخرى.

• تحسين مستوى الراحة في المباني - تحسين التحكم في درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون والملوثات الأخرى يحسن مستويات الراحة والرفاهية.

• إدارة المباني - سيكون لدى مديري المرافق أدلة إضافية لتبرير الصيانة والاستثمار في نظم إدارة الهواء وصيانة المباني وتحسينها.

• الامتثال للأنظمة والمعايير - يقوم عدد متزايد من البلدان بسن تشريعات للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وغيره من مستويات الملوثات في المباني. تتطلب معايير البناء المختلفة، مثل WellBuilding و ASHRAE، قيودا على مستويات التلوث وتحديد معدلات التهوية.

تحسين التهوية

هناك ثلاثة تدابير يمكن لمديري المباني إتخاذها لتحسين جودة الهواء في الأماكن المغلقة.

• أنظمة التهوية الميكانيكية أكثر فعالية في بيئات مثل الإمارات العربية المتحدة، حيث لا ينصح بالتهوية الطبيعية خلال الفصول الحارة والرطبة وخلال العواصف الرملية. أفضل إستراتيجية هي إستخدام التهوية الهجينة: التهوية الطبيعية في منتصف الفصول والميكانيكية في ظروف الطقس الأكثر تطرفا. من المهم أيضا التحقق من شدة الهواء في غلاف المبنى للتأكد من وجود تسرب محدود للهواء الخارجي غير المعاد تدويره، ومنع التلوث الخارجي من الاختراق.

• تشبه أجهزة تنقية الهواء الآلات التي تقوم بتنظيف الهواء الذي نتنفسه. لديهم مرشحات خاصة تزيل الأشياء الصغيرة الموجودة في الهواء والتي يمكن أن تصيبنا بالمرض، مثل الجراثيم والمواد الكيميائية. لكنهم لا يستطيعون إخراج الغاز الذي نتنفسه والذي يسمى ثاني أكسيد الكربون. لكي يعملوا بشكل جيد، يحتاجون إلى تنظيف الهواء في الغرفة خمس مرات على الأقل كل ساعة.

وبشكل عام، يبدو أن قضية تعرّق الأبنية تؤخذ على محمل الجد في دولة الإمارات العربية المتحدة، حيث تعمل منظمات ومبادرات مختلفة على تعزيز ممارسات البناء المستدام وتحسين نوعية البيئة الداخلية. لكن من المهم دائما الاستمرار في المراقبة ومعالجة أية مخاوف قد تنشأ لضمان حماية الطلاب.