The Effect of Indoor Plants on Indoor Air Quality in Child Care Centers

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: In the modern settings, air quality is critical to children’s health. Preschool education has a significant impact on children’s health, which is determined by child care centers' compliance with sanitary and epidemiological regulations and established hygienic standards. According to Russian and international studies, low air quality, poor microclimate, and reduced comfort in indoor environments caused by carbon dioxide have a negative impact on children's functional status. This reduces functional capacity and cognitive performance while also compromising the immune system, which significantly increases the risk of morbidity in children. Notably, there are currently no standards for carbon dioxide (CO2) levels; as a result, it is a risk factor in institutions where children are housed both temporarily and regularly.

AIM: To evaluate the use of indoor plants to improve indoor air quality in child care centers.

METHODS: Microclimatic indicators and air quality were monitored in two playrooms of the Raduga combined-type kindergarten. A specific type of indoor plants was used; the selected plants were safe and harmless to children, with proven antibacterial, air-sanitizing, and gas-absorbing properties. EClerk-Eco-RHTC devices (Novosibirsk, Russia) were installed in the observation and control groups to continuously measure, monitor, and regulate air parameters essential for human health (temperature, relative humidity, CO2 concentration), alerting users when any value exceeded preset thresholds.

RESULTS: The air quality study in the Raduga kindergarten showed that the recommended indoor plants in rooms where children stay for extended periods provided a significant decrease in carbon dioxide levels in the observation group compared to the control group: by 1.3-fold (Kruskal–Wallis test, p < 0.05) and 1.2-fold (Kruskal–Wallis test, p < 0.05), respectively, when plants with leaf surface areas of 1.7 m2 and 2.5 m2 were placed in a 48 m2 room.

CONCLUSION: The effectiveness of improving air quality in playrooms of child care centers depends on the leaf surface area of the recommended plants and their rational distribution, taking into account the effective radius of impact. Indoor plants with a combination of phytoncidal, gas-absorbing, and transpiring properties improve indoor air quality and reduce CO2 concentrations in child care centers.

About the authors

Natalia F. Chuenko

Novosibirsk Scientific Research Institute of Hygiene

Author for correspondence.
Email: natali26.01.1983@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1961-3486
SPIN-code: 9709-3447
Russian Federation, Novosibirsk

Irina I. Novikova

Novosibirsk Scientific Research Institute of Hygiene

Email: novikova_ii@niig.su
ORCID iD: 0000-0003-1105-471X
SPIN-code: 3773-2898

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Novosibirsk

Maria A. Lobkis

Novosibirsk Scientific Research Institute of Hygiene

Email: lobkis_ma@niig.su
ORCID iD: 0000-0002-8483-5229
SPIN-code: 4387-9425
Russian Federation, Novosibirsk

Sergey P. Romanenko

Novosibirsk Scientific Research Institute of Hygiene

Email: romanenko_sp@niig.su
ORCID iD: 0000-0003-1375-0647
SPIN-code: 2107-5929

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Novosibirsk

Oleg A. Savchenko

Novosibirsk Scientific Research Institute of Hygiene

Email: savchenko_oa@niig.su
ORCID iD: 0000-0002-7110-7871
SPIN-code: 1029-6168

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Novosibirsk

Vladimir A. Shirinskii

Omsk State Medical University

Email: vash1007@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-1929-2620
SPIN-code: 3487-6456

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Omsk

Zhanna V. Gudinova

Omsk State Medical University

Email: gud@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-6869-6057
SPIN-code: 6178-8633

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Omsk

References

  1. Gritsina OP, Trankovskaya LV, Semaniv EV, Lisetskaya EA. Factors forming the health of modern children and adolescents. Pacific Medical Journal. 2020;(3):19–24. doi: 10.34215/1609-1175-2020-3-19-24 EDN: XHSVOV
  2. Mikhaylichenko KYu, Nazarov VA, Kondrashova AS, Chizhov AYa. Рarameters of the school environment as a factor that affects the health of pupils. RUDN Journal of Medicine. 2010;(4):342–347. EDN: MWEGHN
  3. Lobkis MA, Sarychev VV, Sorokina AV, Nazimkin NI. Hygienic significance of microclimate parameters and carbon dioxide content in providing a health-saving learning environment. In: All-Russian Scientific and Practical Conference «Current issues of hygiene and prevention». Novosibirsk; 2024. Р. 68–76. EDN: MUBVCP
  4. Kuzina AD. On the issue of normalization of microclimate parameters in clean rooms. In: International Scientific and Practical Conference «Modeling and analysis of complex technical and technological systems». Samara; 2018. Р. 74–78. (In Russ.) EDN: YQTNZL
  5. Gubernskiy YuD, Kalinina NV, Gaponova EB, Banin IM. Rationale for the permissible level of carbon dioxide in indoor air in residential and public buildings with the permanent human presence. Hygiene and Sanitation. 2014;93(6):37–41. EDN: TFANVV
  6. Mansurov RSh, Gurin MA, Rubel EV. The effect of carbon dioxide concentration on the human body. Universum: Tekhnicheskie Nauki. 2017;(8):20–23. EDN: ZEFMXZ
  7. Chuenko NF, Novikova II. Method of normalising the chemical composition and relative humidity of indoor air using indoor plants. Journal of New Medical Technologies, Eedition. 2024;18(5):77–83. doi: 10.24412/2075-4094-2024-5-2-3 doi: 10.24412/2075-4094-2024-5-2-3
  8. Chuenko NF, Novikova II, Lobkis MA, et al. Transpiring, phytoncidal and gas-absorbing properties of indoor plants and their role in improving the air quality in preschool environments. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2023;30(10):759–769. doi: 10.17816/humeco609574 EDN: LIVXQJ
  9. Patent RUS № 2823058 / 17.07.24. Byul. №20. Novikova II, Chuenko NF, Lobkis MA, et al. Method of improving air environment of closed rooms using transpiring and gas-absorbing properties of indoor plants. Available from: https://elibrary.ru/download/elibrary_68602146_35238015.PDF (In Russ.) EDN: ULKSLX
  10. Simoni M, Annesi-Maesano I, Sigsgaard T, et al. School air quality related to dry cough, rhinitis and nasal patency in children. Eur Respir J. 2010;35(4):742–749. doi: 10.1183/09031936.00016309
  11. Molnar P, Bellander T, Sellsten G, Boman J. Indoor and outdoor concentrations of PM 2.5 trace elements at homes, preschools and schools in Stockholm, Sweden. J Environ Monit. 2007;9(4):348–357. doi: 10.1039/B616858B
  12. Wolverton BC, McDonald RC, Watkins EA. Foliage plants for removing indoor air pollutants from energy-efficient homes. Econ Bot. 1984;38:224–228. doi: 10.1007/BF02858837
  13. Hong SH, Hong J, Yu J, Lim Y. Study of the removal difference in indoor particulate matter and volatile organic compounds through the application of plants. Environ Health Toxicol. 2017;32:e2017006. doi: 10.5620/eht. e2017006
  14. Agarwal P, Sarkar M, Chakraborty B, Banerjee T. Phytoremediation of air pollutants: prospects and challenges. In Phytomanagement of polluted sites. Elsevier; 2019. Р. 221–241. doi: 10.1016/B978-0-12-813912-7.00007-7
  15. Su Y, Liang H, Zhao S, et al. Removal efficiency and mechanisms of formaldehyde by five species of plants in air-plant-water system. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 2019;25(4):1059–1071. doi: 10.1080/10807039.2018.1474432
  16. Han KT, Ruan LW, Liao LS. Effects of indoor plants on human functions: a systematic review with meta-analyses. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(12):7454. doi: 10.3390/ijerph19127454
  17. Kim HH, Yeo IY, Lee JY. Higher attention capacity after improving indoor air quality by indoor plant placement in elementary school classrooms. The Horticulture Journal. 2020;89(3):319–327. doi: 10.2503/hortj.UTD-110
  18. Wolverton BC, Douglas WL, Bounds K. A study of interior landscape plants for indoor air pollution abatement. NASA Technical documents; 1989. 300 p.
  19. Torpy F, Clements N, Pollinger M, et al. Testing the single-pass VOC removal efficiency of an active green wall using methyl ethyl ketone (MEK). Air Qual Atmos Health. 2018;11(2):163–170. doi: 10.1007/s11869-017-0518-4
  20. Aydogan A, Cerone R. Review of the effects of plants on indoor environments. Indoor and Built Environment. 2021;30(4):442–460. doi: 10.1177/1420326X19900213
  21. Agafonova VV. Indoor air quality assessment in office buildings. Water Supply and Sanitary Technique. 2019;(3):61–64. EDN: YYORVB
  22. Volkova NG, Ceshkovskaja EYu. On the need to develop criteria for assessing the quality of the indoor environment, air quality, relative humidity and acoustic effects. In: Fundamental, exploratory and applied research of the Russian academy of architecture and building sciences on scientific support for the development of architecture, urban planning and the construction industry of the Russian Federation in 2019. Moscow; 2020. P. 143–151. EDN: IPRKXD

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Carbon dioxide concentration depending on leaf surface area

Download (62KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Carbon dioxide concentrations at control points in the study groups, ppm

Download (232KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 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».