Carbon dioxide concentration in the air of school gyms during classes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

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.

About the authors

Inna V. Mylnikova

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research

Author for correspondence.
Email: inna.mylnikova.phd.ms@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0169-4513
SPIN-code: 4281-2705
Scopus Author ID: 6506373026
ResearcherId: U-5372-2017

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

Russian Federation, Angarsk

Andrey N. Kudaev

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research

Email: andrej_baikal@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6809-4707
SPIN-code: 1547-8390
Russian Federation, Angarsk

Natalya V. Efimova

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research

Email: medecolab@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-7218-2147
SPIN-code: 4537-9381
Scopus Author ID: 7005798073
ResearcherId: P-2135-2015

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Angarsk

References

  1. Kuchma 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: 10.18821/1560-9561-2018-21-1-31-37
  2. Pronina 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.).
  3. 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.
  4. Rzyankina 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: 10.35177/1994-5191-2020-3-124-129
  5. Shustova SA, Miroshkina TA. Protective mechanisms of the lungs. I.P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2020;28(4):567–577. doi: 10.23888/PAVLOVJ2020284567-577
  6. Tainio M, Jovanovic AZ, Nieuwenhuijsen MJ, et al. Air pollution, physical activit. Environ Int. 2021;147:105954. doi: 10.1016/j.envint.2020.105954
  7. Andrade 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.2017.11.001
  8. Du 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.12706
  9. Eliseeva OV. To substantiate the maximum allowable concentration of carbon dioxide in the air. Gigiena i sanitariya. 1964;8:16–21. (In Russ.).
  10. 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: 10.35627/2219-5238/2021-335-2-22-27
  11. Shendell 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: 10.1155/2021/5580616
  12. SP 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.).
  13. 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.).
  14. National 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.).
  15. GOST 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.).
  16. 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.).
  17. 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.).
  18. 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.
  19. 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.2013.02.0045
  20. Kuchma 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: 10.47470/0016-9900-2021-100-9-998-1003
  21. Kuchma 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-2021-65-4-325-333

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Three-dimensional graph of the distribution of carbon dioxide in the air of the central part of the sports hall 1: х – height, m; y – temporary measurement points, min.; z – CO2 concentration, ppm; FU – background level.

Download (154KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Three-dimensional graph of the distribution of carbon dioxide in the air of the central part of the sports hall 2: х – height, m; y – temporary measurement points, min; z – CO2 concentration, ppm; FU – background level.

Download (147KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».