Indoor air quality and health in schools.

OBJECTIVE: To determine whether indoor air quality in schools is associated with the prevalence of allergic and respiratory diseases in children.
METHODS: We evaluated 1,019 students at 51 elementary schools in the city of Coimbra, Portugal. We applied a questionnaire that included questions regarding the demographic, social, and behavioral characteristics of students, as well as the presence of smoking in the family. We also evaluated the indoor air quality in the schools.
RESULTS: In the indoor air of the schools evaluated, we identified mean concentrations of carbon dioxide (CO2) above the maximum reference value, especially during the fall and winter. The CO2 concentration was sometimes as high as 1,942 ppm, implying a considerable health risk for the children. The most prevalent symptoms and respiratory diseases identified in the children were sneezing, rales, wheezing, rhinitis, and asthma. Other signs and symptoms, such as poor concentration, cough, headache, and irritation of mucous membranes, were identified. Lack of concentration was associated with CO2 concentrations above the maximum recommended level in indoor air (p = 0.002). There were no other significant associations.
CONCLUSIONS: Most of the schools evaluated presented with reasonable air quality and thermal comfort. However, the concentrations of various pollutants, especially CO2, suggest the need for corrective interventions, such as reducing air pollutant sources and improving ventilation. There was a statistically significant association between lack of concentration in the children and exposure to high levels of CO2. The overall low level of pollution in the city of Coimbra might explain the lack of other significant associations.

Introduction

People spend, on average, over 80% of their time in buildings, being therefore exposed to higher concentrations of pollutants indoors than outdoors. Children are vulnerable to such exposure, being at an increased risk of developing respiratory diseases, such as asthma.( , ) Asthma is the leading cause of hospitalization and school absenteeism, negatively affecting learning and academic performance in students in Western countries.( , )

Numerous strategies can be implemented in order to reduce the risk of exposure to pollutants; good indoor air quality is indispensable and is achieved through appropriate room ventilation, as well as through ventilation and exhaust of combustion fumes and gases. Temperature control and humidity control are also indispensable. Other, practical, recommendations include daily breathing exercises and outdoor leisure activities.( )

Given that children spend a long time in school buildings, we can predict that the conditions in such buildings affect the incidence of respiratory symptoms.( , ) Several studies involving children have shown a positive association between exposure to air pollutants and increased morbidity and mortality from respiratory problems.( - )

The objective of the present study was to determine whether indoor air quality in elementary schools in the city of Coimbra, Portugal, is associated with the prevalence of allergic and respiratory diseases in children.

Methods

The study focused on public and private elementary (1st-4th grade) schools in the Municipality of Coimbra. The schools were selected on the basis of a comparative analysis of the 81 schools and 230 classrooms (the network of public and private elementary schools) in the Municipality of Coimbra, the 2008/2015 Education Charter of the Municipality of Coimbra being taken into consideration. Various generic, demographic, and social indicators were used in the analysis. When there was only one elementary school in a given parish, that school was necessarily chosen so that all of the parishes of the Municipality of Coimbra were represented. Other aspects were taken into consideration, including school size (larger schools being selected), school surroundings, human activity, nearby traffic, and industrial activity in the area. A non-probabilistic convenience sampling procedure was used in order to select the sample. The inclusion criteria were as follows: selection of at least one school per parish; use of the aforementioned comparison criteria; and authorization from the Direção Regional de Educação do Centro (DREC, Central Regional Education Board), school clusters, and school principals. The sample consisted of 51 schools, which corresponded to 81 classrooms (35 1st-grade classrooms, 34 4th-grade classrooms, and 12 mixed classrooms). Of the total of schools, 32 were located in predominantly urban parishes, 17 were located in moderately urban parishes, and 2 were located in predominantly rural parishes.( )

Indoor air quality was evaluated in the fall/winter and spring/summer. In order to characterize indoor air quality, we measured temperature, relative humidity (RH), and the concentrations of the following: carbon monoxide (CO); carbon dioxide (CO2); ozone (O3); nitrogen dioxide; sulfur dioxide (SO2); volatile organic compounds (VOCs); formaldehyde; particulate matter of 2.5 µm in diameter (PM2.5); and PM of 10 µm in diameter (PM10). The aforementioned measurements were performed in the fall/winter (between November of 2010 and February of 2011) and in the spring/summer (between March of 2011 and June of 2011).

According to Portuguese National technical standards NT-SCE-02,( ) pollutants should be measured in the representative period of activity, either 2-3 h after the initiation of activities or after equilibrium conditions have been reached. All measurements of indoor air quality were performed during regular classes, i.e., within approximately 2 h after the beginning of classes (in the morning or in the afternoon), by placing the equipment in the most central position in each classroom and at the level of the airways of the students in the sitting position. All measurements were performed in accordance with Portuguese National technical standards NT-SCE-02,( ) at 1 m from the floor and at least 3 m from the walls, between 10:30 a.m. and 5:30 p.m., for a period of 30 min, samples for the measurement of PM, VOCs, and the remaining parameters of indoor air quality being collected every 30 s, every 15 s, and every 60 s, respectively. All measurements were performed over the course of one week. On average, two measurements per day were performed in each classroom, depending on the size of the classroom.

Outdoor air quality was measured during recess, the measurements being performed at 1 m from the ground and at least 1 m from the external walls of the schools studied.( )

For real-time measurement of air quality parameters, the following portable devices were used: VelociCalc 9555-P (TSI Inc., Shoreview, MN, USA), in order to measure temperature, RH, and the concentrations of CO and CO2; series 500 handheld monitor (Aeroqual Ltd., Auckland, New Zealand), in order to measure the concentration of O3; QRAE (ERA Systems Europe ApS, Kastrup, Denmark), in order to measure the concentrations of nitrogen dioxide and SO2; Formaldemeter htV (PPM Technology, Caernarfon, UK), in order to measure formaldehyde; Voyager (Photovac Inc., Waltham, MA, USA), in order to measure the concentrations of VOCs; and DUSTTRACK (TSI Inc.), in order to measure the concentration of PM. The devices were calibrated before sampling, the "blank" (or zero) standard being used whenever necessary in order to compare the results obtained in cases of measurements performed after changing sensors. We took into consideration the conversion of the readings on the basis of the variations in temperature and pressure.

Information on the students was collected by a questionnaire that resulted from different pre-tests. Those pre-tests focused on the time it took parents or legal guardians to complete the questionnaire, as well as on their understanding of the questions depending on the topics covered. The final version covered the following topics: family characteristics (nuclear family, single-parent family, or extended family); housing characteristics (place of residence, mean length of stay, type of housing, and thermal conditions, among others); and information regarding symptoms/diseases and physical activity levels in the children studied. Envelopes containing the questionnaires were delivered to the teachers by the principal investigator, and the teachers instructed the students to deliver the questionnaires to their parents/legal guardians.

A non-probabilistic convenience sampling procedure was used in order to select elementary school children in the 1st-4th grade. Of a total of 4,319 children, 1,019 were selected.

We measured the weight and height of the children and subsequently calculated the body mass index, by dividing the weight (in kg) by height (in m2). Children with a body mass index above the 95th percentile were classified as overweight on the basis of the 2000 US Centers for Disease Control and Prevention percentile distribution for gender and age.( )

The results are presented by school, and the proportions were compared by the chi-square test and Fisher's exact test. For comparison of continuous variables, ANOVA or its non-parametric equivalent (i.e., the Kruskal-Wallis test) was used. The relative risk was estimated by calculating ORs and their 95% CIs. All statistical analyses were performed with the IBM SPSS Statistics software package, version 19.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA).

In the present study, we strategically divided the schools into two categories, on the basis of CO2 levels: no health risk (i.e., mean CO2 concentrations below the maximum reference value established by Portuguese government Decree-Law no. 79/2006, i.e., ≤ 984 ppm); and health risk (i.e., mean CO2 concentrations > 984 ppm).

Results

The mean age of 1st-grade students was 6.20 ± 0.42 years, and the mean age of 4th-grade students was 9.25 ± 0.48 years. Most (51.63%) of the children were male. There was a relatively uniform distribution of the 493 female children between the two grades studied. A similar trend was observed in male students.

By measuring weight and height, we found that 5% of the children included in the study were obese.

We also found that 84.6% of the children practiced sports. In 7 of the schools studied, 100% of the children practiced sports.

Regarding the level of education of the parents/legal guardians (by area of residence, i.e., parish), of the 1,014 respondents, 436 (43%) had finished college, and 48 (4.7%) had had only 4 years of schooling. Most of the parents/legal guardians resided in predominantly urban and moderately urban parishes (61% and 26%, respectively).

Regarding the age of the households where the children lived, we found that there were statistically significant differences: 71.3% of the households were less than 21 years of age, and 8.2% were over 40 years of age. In addition, 25.4% of the households had mold, and there were significant differences among the households in terms of the presence of moisture and a heating system (53.7% of the children having been found to live in households without heating systems).

The proportion of students living in households with heating and fewer signs of moisture was higher in the schools whose students had parents/legal guardians who had a higher level of education.

Table 1 shows the mean concentrations of indoor air quality parameters in the elementary schools in the two sampling periods, i.e., fall/winter and spring/summer.

Table 1

- Distribution of the concentrations of pollutants in the indoor air of the 81 classrooms studied, by season.a

Pollutants	Sampling period		Δfall/winter – spring/summer (mean)	Maximum reference value according to Portuguese law
	Fall/winter	Spring/summer
CO, ppm	0.42 ± 0.53*	0.14 ± 0.13	0.28	10.7
CO2, ppm	1578.16* ± 12.49	1152.80 ± 595.41	425.36	984
PM2.5, mg/m3	0.08 ± 0.04	0.10 ± 0.03	−0.02	Not mentioned
PM10, mg/m3	0.12 ± 0.05	0.11 ± 0.03	0.006	0.15
O3, ppm	0.002 ± 0.060	0.0009 ± 0.0040	0.001	0.10
VOCs, ppb	97.82 ± 73.72	90.51 ± 65.66	7.31	260
SO2, ppm	0.005 ± 0.020	0.004 ± 0.030	0.001	Not mentioned
Formaldehyde, ppm	0.01 ± 0.01*	0.02 ± 0.02	−0.01	0.08

: carbon monoxide

: carbon dioxide

: particulate matter of 2.5 µm in diameter

: particulate matter of 10 µm in diameter

: ozone

: volatile organic compounds

: sulfur dioxide

Values expressed as mean ± SD

< 0.0001 (Student's t-test for paired samples or Wilcoxon t-test)

Mean concentrations of CO and CO2 were significantly higher in the fall/winter than in the spring/summer (p < 0.001). There was a reduction of 0.28 ppm in the concentration of CO from one sampling period to another. Regarding CO2 levels, there was a reduction of 425.36 ppm in the spring/summer. We found mean CO2 concentrations that were well above the maximum reference value (i.e., 984 ppm) and therefore posed health risks to the children studying in those schools.

There were significant differences between the mean formaldehyde concentration measured in the fall/winter and that measured in the spring/summer. Mean formaldehyde concentrations were found to be significantly higher in the spring/summer than in the fall/winter, formaldehyde levels having increased by 0.0103 ppm. Although there were no significant differences between the two sampling periods in terms of the remaining parameters, the concentrations of PM10, O3, VOCs, and SO2 were found to be lower in the spring/summer than in the fall/winter. Conversely, the concentration of PM2.5 was found to be higher, although not significantly so.

In all but 2 classrooms, mean air temperatures in the fall/winter were found to be well below the reference value. In general, mean air temperatures in the spring/summer were found to be above the reference value, which was due to the external temperature and the fact that the classrooms had no cooling system.

In both sampling periods, RH values were found to be between the lower and upper limits (30-70%). However, in the fall/winter period, 7 schools had RH values above 70%.

Regarding the concentration of air pollutants in the outdoor air of the schools in the two sampling periods, mean concentrations of CO, CO2, PM2.5, PM10, and formaldehyde varied significantly. CO and CO2 levels were found to be significantly lower in the fall/winter than in the spring/summer. Conversely, PM2.5, PM10, and formaldehyde levels were found to be significantly higher in the spring/summer than in the fall/winter.

Table 2 shows the most prevalent symptoms and diseases in the children studied.

Table 2

- Signs, symptoms, and diseases in 1st- and 4th-grade children in the city of Coimbra, Portugal.

Signs, symptoms, and diseases		School grade						Total
		1st grade			4th grade
		n	% column	% line	n	% column	% line	n	% column
Asthma	No	451	89.3	50.2	448	87.2	49.8	899	88.2
	Yes	54	10.7	45.0	66	12.8	55.0	120	11.8
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Chronic bronchitis	No	495	98.0	49.6	502	97.7	50.4	997	97.8
	Yes	10	2.0	45.5	12	2.3	54.5	22	2.2
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Rales/wheezing	No	420	83.2	48.6	444	86.4	51.4	864	84.8
	Yes	85	16.8	54.8	70	13.6	45.2	155	15.2
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Sneezing attacks	No	382	75.6	50.3	377	73.3	49.7	759	74.5
	Yes	123	24.4	47.3	137	26.7	52.7	260	25.5
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Allergic rhinitis	No	426	84.4	51.0	409	79.6	49.0	835	81.9
	Yes	79	15.6	42.9	105	20.4	57.1	184	18.1
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1019	100.0
Breathing difficulties	No	459	90.9	50.1	457	88.9	49.9	916	89.9
	Yes	46	9.1	44.7	57	11.1	55.3	103	10.1
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Stress	No	499	98.8	49.9	502	97.7	50.1	1001	98.2
	Yes	6	1.2	33.3	12	2.3	66.7	18	1.8
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Dizziness	No	497	98.4	49.7	502	97.7	50.3	999	98.0
	Yes	8	1.6	40.0	12	2.3	60.0	20	2.0
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1019	100.0
Irritability	No	487	96.4	49.9	489	95.1	50.1	976	95.8
	Yes	18	3.6	41.9	25	4.9	58.1	43	4.2
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Headache	No	472	93.5	50.4	465	90.5	49.6	937	92.0
	Yes	33	6.5	40.2	49	9.5	59.8	82	8.0
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1019	100.0
Conjunctival irritation	No	483	95.6	49.8	486	94.6	50.2	969	95.1
	Yes	22	4.4	44.0	28	5.4	56.0	50	4.9
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Insomnia	No	486	96.2	49.7	492	95.7	50.3	978	96.0
	Yes	19	3.8	46.3	22	4.3	53.7	41	4.0
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1019	100.0
Cough	No	421	83.4	49.2	434	84.4	50.8	855	83.9
	Yes	84	16.6	51.2	80	15.6	48.8	164	16.1
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0
Lack of concentration	No	402	79.6	50.8	390	75.9	49.2	792	77.7
	Yes	103	20.4	45.4	124	24.1	54.6	227	22.3
	Total	505	100.0	49.6	514	100.0	50.4	1.019	100.0

The most prevalent symptoms/diseases in the 1st-grade children were as follows: sneezing attacks, in 24%; lack of concentration, in 20%; rales and wheezing, in 17%; cough, in 16%; and allergic rhinitis, in 16%. In the 4th-grade children, the most prevalent symptoms/diseases were as follows: sneezing attacks, in 27%; lack of concentration, in 24%; allergic rhinitis, in 20%; and cough, in 16%. When we compared the children who were in the 1st grade with those who were in the 4th grade in terms of the prevalence of each symptom, we found that rales and wheezing were more common in the 1st-grade children (having been found in 55%), as was cough (in 51%). The remaining symptoms/diseases were found to be more common in the children who were in the 4th grade.

Of all environmental parameters analyzed, CO2 levels showed the worst results, posing serious health risks. In the indoor air of the schools evaluated, mean CO2 concentrations were in general well above the maximum reference value (984 ppm), being sometimes as high as 1,942 ppm. Given that CO2 concentrations in indoor air were found to be much higher in the fall/winter than in the spring/summer, we sought to estimate the risk of symptoms/diseases in the elementary school children. The classrooms were classified as posing health risks or as posing no health risks on the basis of the reference value. The symptoms/diseases were reported by the parents/legal guardians through the questionnaire (Table 3).

Table 3

- Estimation of the risk of respiratory symptoms and diseases in the children who, during the fall/winter, were exposed to a mean carbon dioxide concentration that was above or below the maximum reference value.

Respiratory symptoms and diseases	Maximum reference value for carbon dioxide concentration							c2	df	p	OR	95% CI
	Above			Below		Total
	n		%	n	%	n	%
Asthma	Yes	100	11.7	20	12.3	120	11.8	0.046	1	0.831	0.946	0.567-1.579
	No	756	88.3	143	87.7	899	88.2
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Chronic bronchitis	Yes	18	2.1	4	2.5	22	2.2	0.080	1	0.777	0.854	0.285-2.556
	No	838	97.9	159	97.5	997	97.8
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Rales/wheezing	Yes	133	15.5	22	13.5	155	15.2	0.442	1	0.506	1.179	0.725-1.917
	No	723	84.5	141	86.5	864	84.8
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Sneezing attacks	Yes	223	26.1	37	22.7	260	25.5	0.810	1	0.368	1.200	0.807-1.784
	No	633	73.9	126	77.3	759	74.5
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Allergic rhinitis	Yes	160	18.7	24	14.7	184	18.1	1.457	1	0.227	1.331	0.835-2.122
	No	696	81.3	139	85.3	835	81.9
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Cough	Yes	141	16.5	23	14.1	164	16.1	0.565	1	0.452	1.200	0.745-1.933
	No	715	83.5	140	85.9	855	83.9
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Breathing difficulties	Yes	85	9.9	18	11.0	103	10.1	0.187	1	0.666	0.888	0.518-1.522
	No	771	90.1	145	89.0	916	89.9
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0

: degrees of freedom

We found no significant association between the presence/absence of asthma and exposure to classrooms with/without health risks (p = 0.831). However, the prevalence of asthma was 11.8% in the total population of children studied.

Chronic bronchitis occurred in 22 children (2.2%); however, we found no significant association between the disease and exposure to high CO2 levels in the classrooms during the fall/winter (p > 0.05). Rales/wheezing were reported in 155 children (prevalence, 15.2%), with no significant associations (p > 0.05). Although we found no association between sneezing attacks and exposure to high CO2 levels (p > 0.05), we found that, of the 856 children studying in classrooms with high CO2 levels (health risk), 223 (26.1%) had sneezing attacks.

We found no association of allergic rhinitis, cough, or breathing difficulties with exposure to classrooms with or without health risks because of CO2 levels (p > 0.05); however, of the total of children controlled for each symptom, 184 (18.9%) had rhinitis, 164 (16.1%) had cough, and 103 (10.1%) had breathing difficulties.

We sought to understand the distribution of non-respiratory symptoms by classroom with or without health risks during the fall/winter. The classification into presence or absence of health risks followed the methods described in the previous analysis (Table 4).

Table 4

- Estimation of the risk of non-respiratory signs and symptoms in the children who, during the fall/winter, were exposed to a mean carbon dioxide concentration that was above or below the maximum reference value.

Signs and symptoms	Maximum reference value for carbon dioxide concentration							c2	df	p	OR	95% CI
	Above			Below		Total
	n		%	n	%	n	%
Stress	Yes	14	1.6	4	2.5	18	1.8	0.529	1	0.467	0.661	0.215-2.034
	No	842	98.4	159	97.5	1001	98.2
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Dizziness	Yes	17	2.0	3	1.8	20	2.0	0.015	1	0.902	1.081	0.313-3.730
	No	839	98.0	160	98.2	999	98.0
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Irritability	Yes	40	4.7	3	1.8	43	4.2	2.718	1	0.099	2.614	0.799-8.554
	No	816	95.3	160	98.2	976	95.8
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Headache	Yes	70	8.2	12	7.4	82	8.0	0.123	1	0.726	1.121	0.593-2.118
	No	786	91.8	151	92.6	937	92.0
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Mucosal irritation	Yes	42	4.9	8	4.9	50	4.9	0.0001	1	0.999	1.000	0.460-2.171
	No	814	95.1	155	95.1	969	95.1
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Insomnia	Yes	33	3.9	8	4.9	41	4.0	0.393	1	0.531	0.777	0.352-1.714
	No	823	96.1	155	95.1	978	96.0
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0
Lack of concentration	Yes	206	24.1	21	12.9	227	22.3	9.888	1	0.002	2.143	1.320-3.478
	No	650	75.9	142	87.1	792	77.7
	Total	856	100.0	163	100.0	1019	100.0

: degrees of freedom

On the basis of the reports by the parents/legal guardians of the 1,019 children included in the present study, we calculated the prevalence of the following signs and symptoms: stress, 1.8%; dizziness, 2.0%; irritability, 4.2%; headache, 8%; mucosal irritation, 4.9%; and insomnia, 4.0%. None of the parameters evaluated were found to be significantly associated with the presence or absence of health risks in the classrooms (p > 0.05). Lack of concentration was found to be associated with exposure to indoor air in which CO2 levels were > 984 ppm (p = 0.002). The probability of having poor concentration was 2.143 times higher in the children who were exposed to CO2 levels > 984 ppm than in those who were not. Of the total of children investigated in the present study, 227 (22.3%) were found to have poor concentration.

We sought to determine whether asthma was associated with household exposure to tobacco smoke (Table 5). We found that 361 (35.43%) of the parents/legal guardians were smokers, and, of those, 252 (69.8%) had the habit of smoking in the household. Although we found no association between tobacco exposure and asthma (p > 0.05), 30 (11.9%) of the 252 children exposed to tobacco smoke had asthma.

Table 5

- Association between asthma in children and smoking parents/legal guardians (N = 361) smoking at home.

Parents/legal guardians smoking at home	Asthma in children			p	OR	95% CI
	Yes	No	TOTAL
Yes	30 (11.9)	222 (88.1)	252 (100.0)	0.305	1.502	0.687-3.280
No	9 (8.3)	100 (91.7)	109 (100.0)
TOTAL	39 (10.8)	322 (89.2)	361 (100.0)

Discussion

Children constitute a risk group and are vulnerable to poor indoor environmental quality. The development of respiratory diseases is associated with poor air quality in school buildings.( , )

In the present study, the concentrations of the pollutants analyzed were in general below the maximum reference value, the exception being the concentration of CO2. However, we found significant concentrations of certain parameters, namely PM10 and VOCs.

The results of the present study showed inadequate classroom air renewal. Because of the total volume of the classrooms, the total number of classroom occupants, and the climatic conditions, classroom ventilation during breaks is insufficient to reduce CO2 levels to acceptable levels. Several recent studies, some of which were conducted in Portugal,( , , ) showed high CO2 levels in schools as a result of high occupancy and inadequate ventilation.( - ) These results raise several questions to be answered by governments and those responsible for this area, especially after the latest restructuring carried out at the level of schools and school clusters. Large clusters increase the number of students per classroom and, consequently, reduce the number of classes, leading us to ask the following question: Won't this reduce indoor air quality and therefore have a negative impact on the health of children?

In the present study, the most prevalent symptoms/diseases were sneezing attacks, lack of concentration, allergic rhinitis, cough, rales/wheezing, and asthma. Other studies have reported similar results.( , , ) In addition, lack of concentration was associated with CO2 levels > 984 ppm in indoor air (p = 0.002). The probability of having poor concentration was 2.143 times higher in the children who were exposed to CO2 levels above the reference range than in those who were not. In one study, high CO2 levels in schools were associated with rales and cough in children.( )

Exposure to tobacco smoke in indoor environments results in an increased risk for bronchitis and asthma, among others.( , ) Of the 361 parents/legal guardians who were smokers, 30.2% did not smoke at home and 69.8% did. We therefore sought to determine whether there was a relationship between parents who smoked at home and symptoms/diseases in the children. We found that most of the parents/legal guardians who smoked at home had children with asthma (76.9%), chronic bronchitis, rales/wheezing (69.0%), sneezing attacks (56.0%), allergic rhinitis (65.0%), stress (66.7%), dizziness (85.7%), irritability (71.4%), headache (75.0%), irritation of the mucous membranes of the eyes (66.7%), dry cough (53%), insomnia (72.7%), breathing difficulties (70.5%), and lack of concentration (62.2%). The health effects of passive exposure to tobacco smoke have been the subject of numerous investigations. It is known that children are particularly susceptible, being at an increased risk of developing allergic airway disease, particularly bronchial asthma, and the diseases is more severe in children.( , ) Therefore-and on the basis of our results, which are worrisome from an environmental standpoint in schools-it is desirable that children be exposed to lower levels of all contaminants at home, including tobacco smoke contaminants.

Nowadays, people spend most of their time in enclosed spaces, such as school buildings. Poor indoor air quality in such buildings is associated with the development of respiratory diseases. In the present study, the most prevalent symptoms were sneezing attacks and lack of concentration.

Most of the schools studied had reasonable air quality and thermal comfort. However, the concentrations of various pollutants, especially CO2, suggest the need for corrective interventions, such as reducing air pollutant sources and improving ventilation. Several studies have shown high CO2 levels in schools as a result of high occupancy or inadequate ventilation.( , - ) We found a statistically significant association between poor concentration and exposure to high CO2 levels. One possible explanation for the lack of other significant associations is the overall low level of pollution in the city of Coimbra.

Potential limitations of the present study include the fact that the information regarding symptoms/diseases in the children was reported by their parents/legal guardians. The perception that parents/legal guardians have of their children might not correspond to reality.

The present study allowed us to assess the risks to which the population is exposed and provide guidelines for the development of measures to minimize these risks. We hope that our findings will contribute to environmental health planning in school buildings and the improvement of political strategies to promote quality of life.

Introdução

As pessoas passam, em média, mais de 80% do seu tempo em edifícios, o que as levam a ficar expostas a maiores concentrações de poluentes no ambiente interno do que as presentes no ambiente externo. As crianças constituem um grupo de risco vulnerável, podendo surgir um aumento de doenças respiratórias, tal como a asma.(1,2) A asma é a principal causa de hospitalização e de absentismo escolar, afetando negativamente a aprendizagem e o desempenho dos alunos em países ocidentais.(3,4)

São inúmeras as estratégias que podem ser implementadas para a diminuição do risco de exposição a fatores poluentes, sendo fundamental o cuidado com a boa qualidade do ar interno nos edifícios, através de condições de arejamento adequadas, assim como de ventilação e exaustão de fumos e gases oriundos de combustão. O controle da temperatura e da umidade é igualmente indispensável. São também muitos os conselhos práticos que podem ser referenciados, tais como realizar diariamente exercícios respiratórios e privilegiar atividades de lazer ao ar livre, entre muitas outras iniciativas.(5)

As crianças permanecem na escola muito tempo, podendo-se prever que as condições existentes naqueles edifícios afetam a incidência de sintomas respiratórios.(6,7) Vários estudos com crianças demonstram uma associação positiva entre a exposição a poluentes do ar com aumento da morbidade e mortalidade devido a problemas respiratórios.(8-10)

O objetivo do presente estudo foi avaliar a associação entre a qualidade do ar do ambiente interno em escolas do primeiro ciclo do ensino básico (EB1) na cidade de Coimbra, Portugal, e a prevalência de patologias alérgicas e respiratórias na população estudantil.

Métodos

O estudo incidiu sobre escolas EB1 pertencentes a todas as freguesias do Concelho de Coimbra, independentemente de serem de natureza pública ou privada. Essas escolas foram selecionadas a partir de uma análise comparativa entre o universo das 81 escolas e das 230 salas de aula (rede do primeiro ciclo de ensino básico público e privado) do Concelho de Coimbra, levando-se em consideração a Carta Educativa do Município de Coimbra 2008/2015. Utilizaram-se na comparação diversos indicadores genéricos, demográficos e sociais. Caso houvesse apenas uma escola EB1 em uma freguesia, essa era escolhida obrigatoriamente, no sentido de obter-se uma representatividade das freguesias do Concelho de Coimbra. Para além dessa questão, foram levados em consideração também diversos aspectos, tais como a seleção de escolas de maior dimensão, sua envolvência, sua atividade humana, o tráfego de automóveis nas proximidades da escola e a atividade industrial desenvolvida nas respectivas zonas. No que diz respeito ao método de seleção da amostra, optou-se por uma amostra do tipo não probabilística de conveniência. Os critérios de inclusão foram os seguintes: seleção de ao menos uma escola por freguesia, utilização dos critérios de comparação enumerados anteriormente e autorização da parte da Direção Regional de Educação do Centro (DREC), dos agrupamentos de escolas e dos diretores dessas para a participação no estudo. A amostra das instituições foi constituída por 51 escolas, correspondendo a 81 salas de aula (35, 34 e 12 salas do 1º ano, do 4º ano e mista, respectivamente). Do total das escolas, 32 encontravam-se localizadas em freguesias de tipologia predominantemente urbana, 17 localizavam-se em freguesias de tipologia medianamente urbana, e 2 localizavam-se em freguesias predominantemente rurais.(11)

Foi avaliada a qualidade do ar interno das salas de aula incluídas no estudo em duas ocasiões, nas estações outono/inverno e primavera/verão. Para caracterizar a qualidade do ar interno foram avaliadas a temperatura, a umidade relativa do ar (UR), assim como concentrações de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), ozônio (O3), dióxido de nitrogênio (NO2), dióxido de enxofre (SO2), compostos orgânicos voláteis (COVs), formaldeído, material particulado com diâmetro de 2,5 µm (MP2,5) e MP com diâmetro de 10 µm (MP10). As avaliações foram realizadas no outono/inverno (entre novembro de 2010 e fevereiro de 2011) e na primavera/verão (entre março de 2011 e junho de 2011).

A norma técnica governamental NT-SCE-02(12) menciona que as medições dos poluentes devem ser efetuadas no período representativo de ocupação, passadas entre duas a três horas após o início da atividade dos espaços ou quando tenham sido obtidas as condições de equilíbrio. As medições da qualidade do ar interno ocorreram no período normal de funcionamento das aulas, aproximadamente duas horas após o começo das aulas (da manhã ou da tarde), colocando-se o equipamento na posição mais central de cada sala e, sensivelmente, à altura das vias respiratórias dos alunos quando sentados. As medições foram efetuadas de acordo com o estabelecido pela norma técnica governamental,(12) a uma altura de 1 m do solo e a uma distância mínima de 3 m das paredes entre 10:30 e 17:30, durante um período de 30 min, com amostragens para MP a cada 30 s, para COVs a cada 15 s, e para os restantes parâmetros a cada 60 s. Foram realizadas essas medições durante uma semana. Dependendo das dimensões das salas de aula, fizeram-se, em média, duas medições por dia em cada sala.

As avaliações da qualidade do ar ambiente externo ocorreram no espaço de recreio dos alunos, à mesma altura a que foram efetuadas as medições da qualidade do ar interno, mas afastada ao menos 1 m das paredes exteriores das escolas em estudo.(13)

Utilizaram-se equipamentos portáteis específicos de leitura em tempo real: VelociCalc 9555-P (TSI Inc., Shoreview, MN, EUA), para a medição de temperatura, UR, e concentrações de CO e CO2; monitor série 500 (Aeroqual Ltd., Auckland, Nova Zelândia), para a medição da concentração de O3; QRAE (ERA Systems Europe ApS, Kastrup, Dinamarca) para a medição da concentração do NO2 e SO2; Formaldemeter htV (PPM Technology, Caernarfon, Reino Unido), para a avaliação de formaldeído; Voyager (Photovac Inc., Waltham, MA, EUA), para a medição da concentração de COVs; e DUSTTRACK (TSI Inc.); para a medição da concentração de MP. Os equipamentos foram calibrados antes de qualquer período de amostragem, recorrendo-se sempre que necessário ao "branco" ou padrão-zero, com base comparativa dos resultados encontrados nos casos de medidas com troca de sensores. Foi levada em consideração a conversão das leituras de acordo com as variações de temperatura e pressão.

As informações sobre os alunos foram recolhidas por um questionário que resultou de diferentes momentos de pré-teste. Esses momentos focaram no tempo de preenchimento por parte das famílias (pais e encarregados de educação) e compreensão das perguntas consoante as temáticas. A versão final, de forma genérica, debruçou-se sobre as seguintes áreas temáticas: características da família (nuclear, unipessoal ou alargada), características habitacionais (local de residência, tempo médio de permanência, tipo de habitação, condições térmicas, etc.) e informações relativas a sintomas/patologias e nível de atividade física das crianças. Os questionários foram entregues pelo investigador por carta (envelope) aos professores de cada sala, e esses a fizeram chegar através dos alunos aos seus pais/encarregados.

A seleção dos alunos do EB1 teve por base um tipo de amostragem não probabilístico e acidental/conveniência (técnica de amostragem). De um universo de 4.319 crianças do EB1, foram selecionadas 1.019.

Foram realizadas medições de peso e altura das crianças e, a partir dessas, foi calculado o índice de massa corpórea, dividindo-se o peso (kg) pelo quadrado da estatura (m). As crianças quando apresentavam esse índice acima do percentil 95 foram classificadas como com excesso de peso, utilizando-se a distribuição em percentis para sexo e idade elaborada pelo Centers for Disease Control and Prevention em 2000.(14)

A descrição dos resultados foi feita por escola, e as proporções foram comparadas pelo teste de qui-quadrado e teste exato de Fisher. Para a comparação das variáveis contínuas foi usada ANOVA ou seu equivalente não paramétrico, o teste de Kruskal-Wallis. Quanto à estimativa de risco relativo, essa foi estimada através de OR e respectivos IC95%. Utilizamos o programa IBM SPSS Statistics, versão 19.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, EUA), para as análises.

No presente estudo, optamos estrategicamente por classificar o nível de CO2 das instituições escolares em duas categorias: ausência de risco, caso o valor médio obtido fosse inferior à concentração máxima de referência de acordo com o Decreto-Lei no. 79/2006 do governo português ( ≤ 984 ppm); e presença de risco, caso os valores obtidos atingissem valores > 984 ppm.

Resultados

As médias de idade dos alunos que frequentavam o 1º e 4º anos foram de 6,20 ± 0,42 anos e 9,25 ± 0,48 anos, respectivamente. A maioria das crianças era do sexo masculino (51,63%). Observou-se, nas 493 crianças do sexo feminino, uma distribuição relativamente equilibrada nos dois anos estudados. Uma tendência semelhante foi observada nos alunos do sexo masculino.

Ao medirmos o peso e a altura, verificamos que 5% das crianças em estudo eram obesas.

Verificou-se ainda, que 84,6% das crianças praticavam esportes. Constatamos também que, em 7 escolas, 100% das crianças praticavam esportes.

Ao descrevermos o nível educacional dos pais/responsáveis por área de residência (freguesias), verificamos que, dos 1.014 respondentes, 436 (43%) tinham formação superior, e 48 (4,7%) desses somente tinha o EB1. Também constatamos que a maioria dos pais residia em freguesias predominantemente urbanas e medianamente urbanas (61% e 26%, respectivamente).

Relativamente à idade das habitações onde as crianças residiam, foi possível verificar que houve diferenças estatisticamente significativas: 71,3% das habitações tinham menos de 21 anos, e 8,2% tinham mais de 40 anos. Além disso, 25,4% das residências apresentavam bolores, e houve diferenças significativas em relação à presença de umidade nas habitações e à presença de sistema de aquecimento domiciliar (sua falta afetava 53,7% das crianças).

Foi possível ainda verificar que as escolas nas quais a escolaridade dos pais/responsáveis era mais elevada havia uma maior proporção de alunos com aquecimento nas suas habitações e com menos sinais de umidade em casa.

Os valores da concentração média dos parâmetros analíticos ambientais nos espaços internos nas diferentes instituições de ensino nos dois momentos de amostragem (outono/inverno e primavera/verão) estão descritos na Tabela 1.

Tabela 1

Distribuição dos valores da concentração de poluentes no ar ambiente interno das 81 salas de aula estudadas em função da estação do ano.a

Poluentes	Período de amostragem		Δoutono/inverno – primavera/verão (média)	Concentração máxima de referência na legislação portuguesa
	Outono/inverno	Primavera/verão
CO, ppm	0,42 ± 0,53*	0,14 ± 0,13	0,28	10,7
CO2, ppm	1578,16* ± 12,49	1152,80 ± 95,41	425,36	984
MP2,5, mg/m3	0,08 ± 0,04	0,10 ± 0,03	−0,02	Não há
MP10, mg/m3	0,12 ± 0,05	0,11 ± 0,03	0,006	0,15
O3, ppm	0,002 ± 0,060	0,0009 ± 0,0040	0,001	0,10
COVs, ppb	97,82 ± 73,72	90,51 ± 65,66	7,31	260
SO2, ppm	0,005 ± 0,020	0,004 ± 0,030	0,001	Não há
Formaldeído, ppm	0,01 ± 0,01*	0,02 ± 0,02	−0,01	0,08

: monóxido de carbono

: dióxido de carbono

: material particulado com diâmetro de 2,5 μm

: MP com diâmetro de 10μm

: ozônio

: compostos orgânicos voláteis

: dióxido de enxofre

Valores expressos em média ± dp

p < 0,0001 (teste t de Student para amostras pareadas ou teste T de Wilcoxon).

Como podemos observar, foi na amostragem durante o outono/inverno que se registraram valores médios de CO e CO2 significativamente superiores (p < 0,001) face à amostragem durante primavera/verão nos mesmos espaços de ensino. No que diz respeito ao parâmetro CO, a redução entre as duas fases de avaliação foi de 0,28 ppm. Ao nível do parâmetro analítico CO2, a redução desse parâmetro no período primavera/verão foi de 425,36 ppm. Devemos realçar que a concentração máxima de referência de CO2 (984 ppm) foi largamente ultrapassada, ou seja, os alunos nesses ambientes estão em presença de risco para a saúde.

Em sentido inverso, registraram-se alterações médias estatisticamente significativas entre a amostragem durante o outono/inverno face àquela durante a primavera/verão no que diz respeito ao parâmetro analítico formaldeído. A amostragem de primavera/verão revelou estimativas médias significativamente superiores de formaldeído em comparação com aquela de outono/inverno. O aumento nos níveis de formaldeído foi de 0,0103 ppm. Os restantes parâmetros, apesar de não apresentarem alterações estatisticamente significativas entre os dois momentos de avaliação, indicaram que os parâmetros MP10, O3, COVs e SO2 apresentaram uma redução na amostragem de primavera/verão em relação à de outono/inverno. Em sentido inverso, houve um aumento não significativo de MP2,5.

Verificamos também que, na amostragem durante o outono/inverno, as temperaturas médias do ar analisadas em todas as salas de aula, exceto em 2 escolas, estavam muito abaixo do valor de referência. Verificamos que, de uma forma geral, durante a primavera/verão, os valores das temperaturas do ar estavam acima do valor referenciado devido à temperatura exterior e ao fato das salas não possuírem sistema de arrefecimento.

Verificamos que, nos dois períodos de amostragem, os valores de UR estavam compreendidos entre os limites inferior e o superior (30-70%). No entanto, 7 escolas, no período outono/inverno, apresentaram valores de UR acima dos 70%.

Quando controlamos os poluentes atmosféricos nos espaços externos das diferentes escolas em estudo por estação do ano, constatamos que os parâmetros atmosféricos CO, CO2, MP2,5, MP10 e formaldeído revelaram uma variação média significativa. Em relação aos níveis de CO e CO2, esses revelaram uma redução significativa durante o outono/inverno em relação à primavera/verão. Em sentido inverso, registrou-se um agravamento dos níveis de MP2,5, MP10 e formaldeído durante a primavera/verão em relação ao outono/inverno.

Na Tabela 2 podemos observar a sintomatologia e as patologias mais prevalentes nas crianças estudadas.

Tabela 2

Sinais, sintomas e patologias nas crianças do primeiro e quarto anos no primeiro ciclo do ensino básico, Coimbra, Portugal.

Sinais, sintomas e patologias		Ano de escolaridade						Total
		1º ano			4º ano
		n	% coluna	% linha	n	% coluna	% linha	n	% coluna
Asma	Não	451	89,3	50,2	448	87,2	49,8	899	88,2
	Sim	54	10,7	45,0	66	12,8	55,0	120	11,8
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Bronquite crônica	Não	495	98,0	49,6	502	97,7	50,4	997	97,8
	Sim	10	2,0	45,5	12	2,3	54,5	22	2,2
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Estertores/sibilos	Não	420	83,2	48,6	444	86,4	51,4	864	84,8
	Sim	85	16,8	54,8	70	13,6	45,2	155	15,2
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Crises de espirros	Não	382	75,6	50,3	377	73,3	49,7	759	74,5
	Sim	123	24,4	47,3	137	26,7	52,7	260	25,5
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Rinite alérgica	Não	426	84,4	51,0	409	79,6	49,0	835	81,9
	Sim	79	15,6	42,9	105	20,4	57,1	184	18,1
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1019	100,0
Dificuldades respiratórias	Não	459	90,9	50,1	457	88,9	49,9	916	89,9
	Sim	46	9,1	44,7	57	11,1	55,3	103	10,1
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Estresse	Não	499	98,8	49,9	502	97,7	50,1	1001	98,2
	Sim	6	1,2	33,3	12	2,3	66,7	18	1,8
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Tonturas	Não	497	98,4	49,7	502	97,7	50,3	999	98,0
	Sim	8	1,6	40,0	12	2,3	60,0	20	2,0
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1019	100,0
Irritabilidade	Não	487	96,4	49,9	489	95,1	50,1	976	95,8
	Sim	18	3,6	41,9	25	4,9	58,1	43	4,2
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Dores de cabeça	Não	472	93,5	50,4	465	90,5	49,6	937	92,0
	Sim	33	6,5	40,2	49	9,5	59,8	82	8,0
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1019	100,0
Irritação mucosas olhos	Não	483	95,6	49,8	486	94,6	50,2	969	95,1
	Sim	22	4,4	44,0	28	5,4	56,0	50	4,9
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Insônia	Não	486	96,2	49,7	492	95,7	50,3	978	96,0
	Sim	19	3,8	46,3	22	4,3	53,7	41	4,0
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1019	100,0
Tosse	Não	421	83,4	49,2	434	84,4	50,8	855	83,9
	Sim	84	16,6	51,2	80	15,6	48,8	164	16,1
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0
Falta de concentração	Não	402	79,6	50,8	390	75,9	49,2	792	77,7
	Sim	103	20,4	45,4	124	24,1	54,6	227	22,3
	Total	505	100,0	49,6	514	100,0	50,4	1.019	100,0

Os sintomas/patologias mais prevalentes que as crianças do 1º ano do EB1 apresentaram foram: crise de espirros, em 24%; falta de concentração, em 20%; estertores e sibilos, em 17%; tosse, em 16%; e rinite alérgica, em 16%. Quanto às crianças que frequentavam o 4º ano do EB1, os sintomas/patologias mais prevalentes foram: crise de espirros, em 27%, falta de concentração, em 24%; rinite alérgica, em 20%; e tosse, em 16%. Quando comparamos a presença de cada sintoma em função do ano de escolaridade frequentado, constatamos que as crianças do 1º ano face àquelas do 4º ano apresentavam mais frequentemente estertores e sibilos, em 55%; e tosse, em 51%. Os restantes sintomas/patologias comparados revelaram ocorrer com maior frequência nas crianças que se encontravam no 4º ano do EB1.

Entre os parâmetros ambientais analisados, o nível de CO2 revelou os piores resultados, com elevado risco potencial. As concentrações médias de CO2 no interior das salas de aula encontravam-se, de uma forma geral, bastante acima da concentração máxima de referência (984 ppm), chegando a valores de até 1.942 ppm. Visto que as concentrações de CO2 encontradas nas salas de aula no outono/inverno apresentaram valores muito superiores às concentrações verificadas na primavera/verão, procuramos estimar o risco de sintomas/patologias das crianças expostas naquelas estações. As salas de aula foram categorizadas como com "presença de risco" ou "ausência de risco" em relação ao valor de referência. Os sintomas/patologias foram relatados pelos pais/responsáveis através do questionário (Tabela 3).

Tabela 3

Estimativa de risco de sintomas e patologias respiratórias das crianças expostas à concentração média superior ou inferior à concentração máxima de referência de dióxido de carbono durante o período de amostragem outono/inverno.

Sintomas e patologias respiratórias	Concentração máxima de referência de dióxido de carbono							c2	gl	p	OR	IC95%
	Superior			Inferior		Total
	n		%	n	%	n	%
Asma	Sim	100	11,7	20	12,3	120	11,8	0,046	1	0,831	0,946	0,567-1,579
	Não	756	88,3	143	87,7	899	88,2
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Bronquite crônica	Sim	18	2,1	4	2,5	22	2,2	0,080	1	0,777	0,854	0,285-2,556
	Não	838	97,9	159	97,5	997	97,8
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Estertores/sibilos	Sim	133	15,5	22	13,5	155	15,2	0,442	1	0,506	1,179	0,725-1,917
	Não	723	84,5	141	86,5	864	84,8
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Crise de espirros	Sim	223	26,1	37	22,7	260	25,5	0,810	1	0,368	1,200	0,807-1,784
	Não	633	73,9	126	77,3	759	74,5
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Rinite alérgica	Sim	160	18,7	24	14,7	184	18,1	1,457	1	0,227	1,331	0,835-2,122
	Não	696	81,3	139	85,3	835	81,9
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Tosse	Sim	141	16,5	23	14,1	164	16,1	0,565	1	0,452	1,200	0,745-1,933
	Não	715	83,5	140	85,9	855	83,9
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Dificuldades respiratórias	Sim	85	9,9	18	11,0	103	10,1	0,187	1	0,666	0,888	0,518-1,522
	Não	771	90,1	145	89,0	916	89,9
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0

: graus de liberdade.

Não se verificou uma associação significativa entre a presença/ausência de asma e a exposição a espaços de salas com presença/ausência de risco (p = 0,831). No entanto, a prevalência de asma foi de 11,8% no total da população de crianças em estudo.

A bronquite crônica ocorreu em 22 crianças (2,2%); porém, não se verificou uma associação significativa entre a presença dessa patologia e a exposição a valores de CO2 elevados nas salas de aula durante o outono/inverno (p > 0,05). Os sintomas estertores/sibilos foram relatados em 155 crianças (prevalência de 15,2%), e tampouco houve uma associação significativa (p > 0,05). Apesar de não se observar uma associação entre crise de espirros e exposição a valores de CO2 elevados (p > 0,05), verificamos que das 856 crianças expostas a salas com níveis de CO2 elevado (presença de risco), 223 (26,1%) sofriam desse sintoma.

No que diz respeito à rinite alérgica, tosse e dificuldades respiratórias, não houve associações significativas entre esses sintomas e exposição a salas com presença e ausência de risco face ao poluente atmosférico CO2 (p > 0,05); no entanto, 184 crianças (18,9%) sofriam de rinite, 164 (16,1%) apresentavam tosse, e 103 (10,1%) tinham dificuldades respiratórias face à totalidade das crianças controladas em função de cada sintoma.

Procuramos compreender a distribuição de sintomas não respiratórios em função das salas de aula classificadas como com presença ou ausência de risco durante a estação outono/inverno. A classificação de presença de risco e ausência de risco seguiu a mesma metodologia apresentada na análise anterior (Tabela 4).

Tabela 4

Estimativa de risco de sinais e sintomas não respiratórios das crianças expostas à concentração média inferior ou superior à concentração máxima de referência de dióxido de carbono durante o período de amostragem outono/inverno.

Sinais e sintomas	Concentração máxima de referência de dióxido de carbono							c2	gl	p	OR	IC95%
	Superior			Inferior		Total
	n		%	n	%	n	%
Estresse	Sim	14	1,6	4	2,5	18	1,8	0,529	1	0,467	0,661	0,215-2,034
	Não	842	98,4	159	97,5	1001	98,2
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Tonturas	Sim	17	2,0	3	1,8	20	2,0	0,015	1	0,902	1,081	0,313-3,730
	Não	839	98,0	160	98,2	999	98,0
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Irritabilidade	Sim	40	4,7	3	1,8	43	4,2	2,718	1	0,099	2,614	0,799-8,554
	Não	816	95,3	160	98,2	976	95,8
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Dores de cabeça	Sim	70	8,2	12	7,4	82	8,0	0,123	1	0,726	1,121	0,593-2,118
	Não	786	91,8	151	92,6	937	92,0
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Irritação das mucosas	Sim	42	4,9	8	4,9	50	4,9	0,0001	1	0,999	1,000	0,460-2,171
	Não	814	95,1	155	95,1	969	95,1
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Insônia	Sim	33	3,9	8	4,9	41	4,0	0,393	1	0,531	0,777	0,352-1,714
	Não	823	96,1	155	95,1	978	96,0
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0
Falta de concentração	Sim	206	24,1	21	12,9	227	22,3	9,888	1	0,002	2,143	1,320-3,478
	Não	650	75,9	142	87,1	792	77,7
	Total	856	100,0	163	100,0	1019	100,0

: graus de liberdade.

A partir do relato dos pais/responsáveis das 1.019 crianças do estudo, pudemos calcular a prevalência dos seguintes sinais e sintomas: estresse, 1,8%; tonturas, 2,0%; irritabilidade, 4,2%; dores de cabeça, 8%; irritação das mucosas, 4,9%; e insônia, 4,0%. Não houve associações significativas entre nenhum dos parâmetros avaliados e os tipos de riscos nos espaços de aula (p > 0,05). Em relação ao sinal "falta de concentração", constatou-se que essa estava associada a crianças expostas a ar interno nas salas de aula com valores de CO2 > 984 ppm (p = 0,002). A probabilidade de estar exposto a valores de CO2 > 984 ppm e apresentar falta de concentração foi 2,143 vezes maior do que nas crianças não expostas a essas concentrações. A prevalência desse sinal ocorreu em 227 crianças (22,3%) face à totalidade das crianças em estudo.

Procuramos verificar se a presença de asma nas crianças poderia estar relacionada com a exposição domiciliar ao fumo de tabaco (Tabela 5). Constatamos que 361 pais/responsáveis (35,43%) eram fumantes e, desses, 252 (69,8%) tinham por hábito fumar em casa. Não se verificou uma associação entre a exposição ao tabaco e a presença de asma (p > 0,05); no entanto, das 252 crianças expostas ao fumo de tabaco, 30 (11,9%) apresentavam asma.

Tabela 5

Distribuição de pais/responsáveis fumantes (N = 361) que fazem uso domiciliar de tabaco e sua relação com asma nas crianças.

Uso domiciliar de tabaco	Asma na criança			p	OR	IC95%
	Sim	Não	TOTAL
Sim	30 (11,9)	222 (88,1)	252 (100,0)	0,305	1,502	0,687-3,280
Não	9 (8,3)	100 (91,7)	109 (100,0)
TOTAL	39 (10,8)	322 (89,2)	361 (100,0)

Discussão

As crianças são um grupo de risco e podem apresentar vulnerabilidades quando expostas a um ambiente interior de menor qualidade. O desenvolvimento de patologias respiratórias está associado à fraca qualidade do ar em edifícios escolares.( , )

No presente estudo, as concentrações dos poluentes monitorizados estavam em geral abaixo da concentração máxima de referência, exceto a de CO2. No entanto, alguns dos parâmetros apresentavam valores significativos, nomeadamente COVs e MP10.

Constatou-se face aos resultados obtidos que existe uma fraca renovação de ar no interior das salas de aulas. A volumetria das salas, o número de ocupantes das salas e as condições climáticas no exterior não possibilitam que o arejamento das salas durante os intervalos seja suficiente para diminuir os níveis de CO2 a valores aceitáveis. Vários estudos recentes, alguns portugueses,( , , ) têm revelado a existência de teores de CO2 elevados em escolas devido à elevada densidade de ocupação e à insuficiente ventilação.( - ) Tais resultados levantam uma série de questões que deverão ser alvo de reflexão por parte dos governantes e de quem tem responsabilidades nessa área, em especial após as últimas reestruturações efetuadas ao nível das escolas e dos agrupamentos. Ao serem criados mega agrupamentos, aumentando, consequentemente, o número de alunos por sala, o número de turmas irá diminuir, o que nos leva a colocar a seguinte questão: Não estaremos a diminuir a qualidade do ar interno e, consequentemente, a diminuir a saúde das crianças?

No presente estudo, os sintomas/patologias mais prevalentes foram as crises de espirros, seguidas pela falta de concentração, rinite alérgica, tosse, estertores/sibilos e asma. Outros estudos referem resultados semelhantes a esses.( , , ) Verificou-se ainda, que a falta de concentração revelou estar associada ao ar interno das salas de aula com valores de CO2 > 984 ppm (p = 0,002). A probabilidade de crianças que estão expostas a valores acima dos níveis de referência para CO2 e ter falta de concentração foi 2,143 vezes maior do que nas crianças não expostas. Em um estudo, valores elevados de CO2 em escolas associaram-se a ocorrência de estertores e tosse em crianças.( )

A exposição ao fumo de tabaco em ambientes internos resulta em um aumento dos riscos para a bronquite, asma, entre outros.( , ) Dado termos verificado que, dos 361 pais/responsáveis fumantes, 30,2% não fumavam em casa e 69,8% fumavam na habitação, procuramos avaliar a relação existente entre os pais que fumavam dentro da habitação e a sintomatologia/patologia das crianças e verificamos que dos pais/responsáveis que fumavam dentro da habitação, a maioria desses tinham crianças com asma (76,9%), bronquite crônica, estertores/sibilos (69,0%), crise de espirros (56,0%), rinite alérgica (65,0%), estresse (66,7%), tonturas (85,7%), irritabilidade (71,4%), dores de cabeça (75,0%), irritação das mucosas dos olhos (66,7%), tosse seca (53%), insônia (72,7%), dificuldades respiratórias (70,5%) e falta de concentração (62,2%). Os efeitos para a saúde da exposição passiva ao fumo do tabaco têm sido alvo de inúmeras investigações. Sabe-se que as crianças são particularmente suscetíveis, com um risco aumentado de desenvolvimento de doença alérgica das vias aéreas, designadamente de asma brônquica, e há intensificação da gravidade da mesma.( , ) Nesse sentido, e face aos nossos resultados, que são preocupantes do ponto de vista ambiental nas escolas, seria desejável que as crianças estivessem expostas a valores inferiores de todos os contaminantes em casa, incluindo os contaminantes da exposição ao fumo do tabaco.

Hoje em dia, as pessoas passam a maior parte do tempo em locais fechados, como a escola. A fraca qualidade do ar nessas edificações associa-se ao desenvolvimento de patologias respiratórias. No presente estudo, o sintoma com maior prevalência foi crises de espirros, seguido por falta de concentração.

A maioria das escolas estudadas tinha uma qualidade do ar e conforto térmico razoáveis, embora a concentração de vários poluentes, sobretudo CO2, possa indicar a oportunidade de se efetuar intervenções corretivas, reduzindo as fontes emissoras e promovendo maior ventilação. Vários estudos têm revelado a existência de teores de CO2 elevados em escolas, causados quer pela elevada densidade de ocupação, quer pela insuficiente ventilação.( , - ) Verificamos uma associação estatisticamente significativa entre apresentar falta de concentração e estar exposto a valores elevados de CO2. Uma possível explicação para a falta de significância estatística para as outras variáveis estudadas é o baixo nível de poluição na cidade de Coimbra.

Como potenciais limitações do estudo, podemos considerar as informações referentes aos sintomas/patologias dos alunos, dado essas terem sido relatadas pelos pais/responsáveis. A percepção que pais/responsáveis têm em relação a suas crianças poderia eventualmente não corresponder à realidade.

O presente estudo permitiu avaliar os riscos a que a população está exposta e fornecer diretrizes para a elaboração de medidas que visem a minimização desses riscos. Espera-se que os resultados encontrados contribuam para o planejamento da saúde ambiental em edifícios escolares e para o aperfeiçoamento de estratégias políticas promotoras de qualidade de vida.