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44. Qualità dell'aria interna

Editor del capitolo:  Saverio Guardino Sola


 

Sommario 

Figure e tabelle

Qualità dell'aria interna: introduzione
Saverio Guardino Sola

Natura e fonti di contaminanti chimici indoor
Derrick Crump

Radon
Maria José Berenguer

Fumo di tabacco
Dietrich Hoffmann e Ernst L. Wynder

Regolamento sul fumo
Saverio Guardino Sola

Misurazione e valutazione degli inquinanti chimici
M. Gracia Rosell Farrás

Contaminazione biologica
Brian Flanngan

Regolamenti, Raccomandazioni, Linee Guida e Standard
Maria José Berenguer

tavoli

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1. Classificazione degli inquinanti organici indoor
2. Emissione di formaldeide da una varietà di materiali
3. Ttl. composti organici volatili concentrati, rivestimenti per pareti/pavimenti
4. Prodotti di consumo e altre fonti di prodotti organici volatili
5. Principali tipi e concentrazioni nel Regno Unito urbano
6. Misure sul campo di ossidi di azoto e monossido di carbonio
7. Agenti tossici e cancerogeni nel fumo di sigaretta
8. Agenti tossici e cancerogeni dal fumo di tabacco
9. Cotinina urinaria nei non fumatori
10 Metodologia per il prelievo dei campioni
11 Metodi di rilevamento dei gas nell'aria interna
12 Metodi utilizzati per l'analisi degli inquinanti chimici
13 Limiti di rilevamento inferiori per alcuni gas
14 Tipi di funghi che possono causare rinite e/o asma
15 Microrganismi e alveoliti allergiche estrinseche
16 Microrganismi nell'aria interna non industriale e nella polvere
17 Standard di qualità dell'aria stabiliti dall'EPA statunitense
18 Linee guida dell'OMS per il fastidio non canceroso e non olfattivo
19 Valori guida dell'OMS basati su effetti sensoriali o fastidio
20 Valori di riferimento per il radon di tre organizzazioni

Cifre

Punta su una miniatura per vedere la didascalia della figura, fai clic per vedere la figura nel contesto dell'articolo.

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Mercoledì, marzo 09 2011 17: 05

Qualità dell'aria interna: introduzione

Il nesso tra l'uso di un edificio sia come luogo di lavoro che come abitazione e la comparsa, in taluni casi, di disagi e sintomi che possono essere la definizione stessa di una malattia è un dato non più contestabile. Il principale responsabile è la contaminazione di vario genere all'interno dell'edificio, e questa contaminazione viene solitamente definita "scarsa qualità dell'aria interna". Gli effetti negativi dovuti alla cattiva qualità dell'aria negli spazi chiusi colpiscono un numero considerevole di persone, poiché è stato dimostrato che gli abitanti delle città trascorrono tra il 58 e il 78% del loro tempo in un ambiente interno più o meno contaminato. Questi problemi sono aumentati con la costruzione di edifici progettati per essere più ermetici e che riciclano aria con una percentuale minore di aria nuova dall'esterno per essere più efficienti dal punto di vista energetico. Il fatto che gli edifici che non offrono ventilazione naturale presentino rischi di esposizione a contaminanti è ormai generalmente accettato.

Il termine aria interna trova applicazione solitamente in ambienti interni non industriali: edifici per uffici, edifici pubblici (scuole, ospedali, teatri, ristoranti, ecc.) e abitazioni private. Le concentrazioni di contaminanti nell'aria interna di queste strutture sono generalmente dello stesso ordine di quelle che si trovano comunemente nell'aria esterna e sono molto inferiori a quelle che si trovano nell'aria nei locali industriali, dove vengono applicati standard relativamente noti per valutare l'aria qualità. Ciononostante, molti occupanti degli edifici si lamentano della qualità dell'aria che respirano ed è quindi necessario indagare sulla situazione. La qualità dell'aria interna ha cominciato a essere considerata un problema alla fine degli anni '1960, anche se i primi studi sono apparsi solo una decina di anni dopo.

Anche se sembrerebbe logico pensare che una buona qualità dell'aria si basi sulla presenza nell'aria dei componenti necessari in opportune proporzioni, in realtà è l'utilizzatore, attraverso la respirazione, il miglior giudice della sua qualità. Questo perché l'aria inalata viene percepita perfettamente attraverso i sensi, in quanto l'essere umano è sensibile agli effetti olfattivi e irritanti di circa mezzo milione di composti chimici. Di conseguenza, se gli occupanti di un edificio sono nel complesso soddisfatti dell'aria, si dice che sia di alta qualità; se sono insoddisfatti, è di scarsa qualità. Questo significa che è possibile prevedere in base alla sua composizione come verrà percepita l'aria? Sì, ma solo in parte. Questo metodo funziona bene in ambienti industriali, dove sono noti composti chimici specifici legati alla produzione, e le loro concentrazioni nell'aria vengono misurate e confrontate con i valori limite di soglia. Ma negli edifici non industriali dove nell'aria possono esserci migliaia di sostanze chimiche ma in concentrazioni così basse da essere, forse, migliaia di volte inferiori ai limiti fissati per gli ambienti industriali, la situazione è diversa. Nella maggior parte di questi casi le informazioni sulla composizione chimica dell'aria indoor non ci permettono di prevedere come l'aria verrà percepita, poiché l'effetto combinato di migliaia di questi contaminanti, insieme a temperatura e umidità, può produrre un'aria percepita come irritante , fallo o stantio, cioè di scarsa qualità. La situazione è paragonabile a quanto accade con la composizione dettagliata di un alimento e il suo gusto: l'analisi chimica è inadeguata per prevedere se il cibo avrà un sapore buono o cattivo. Per questo motivo, quando si progetta un impianto di ventilazione e la sua regolare manutenzione, raramente è necessaria un'analisi chimica esaustiva dell'aria interna.

Un altro punto di vista è che le persone sono considerate le uniche fonti di contaminazione dell'aria interna. Questo sarebbe sicuramente vero se si trattasse di materiali da costruzione, mobili e sistemi di ventilazione così come si usavano 50 anni fa, quando predominavano mattoni, legno e acciaio. Ma con i materiali moderni la situazione è cambiata. Tutti i materiali contaminano, alcuni poco e altri molto, e insieme contribuiscono al deterioramento della qualità dell'aria interna.

I cambiamenti nella salute di una persona dovuti alla scarsa qualità dell'aria interna possono manifestarsi come un'ampia gamma di sintomi acuti e cronici e sotto forma di una serie di malattie specifiche. Questi sono illustrati nella figura 1. Anche se la cattiva qualità dell'aria indoor si traduce solo in pochi casi in malattie completamente sviluppate, può dar luogo a malessere, stress, assenteismo e perdita di produttività (con concomitanti aumenti dei costi di produzione); e le accuse sui problemi relativi all'edificio possono trasformarsi rapidamente in conflitti tra gli occupanti, i loro datori di lavoro ei proprietari degli edifici.

Figura 1. Sintomi e malattie legati alla qualità dell'aria indoor.

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Normalmente è difficile stabilire con precisione in che misura la scarsa qualità dell'aria indoor possa nuocere alla salute, poiché non si dispone di informazioni sufficienti sulla relazione tra esposizione ed effetto alle concentrazioni in cui si trovano solitamente i contaminanti. Quindi, è necessario prendere le informazioni ottenute a dosi elevate, come con le esposizioni in ambienti industriali, ed estrapolare a dosi molto più basse con un corrispondente margine di errore. Inoltre, per molti contaminanti presenti nell'aria, sono ben noti gli effetti dell'esposizione acuta, mentre esistono notevoli lacune nei dati riguardanti sia le esposizioni a lungo termine a basse concentrazioni che le miscele di diversi contaminanti. I concetti di livello senza effetto (NOEL), effetto dannoso ed effetto tollerabile, già confusi anche nell'ambito della tossicologia industriale, sono qui ancora più difficili da definire. Gli studi conclusivi sull'argomento sono pochi, sia che si tratti di edifici e uffici pubblici che di abitazioni private.

Esistono serie di standard per la qualità dell'aria esterna e su cui si fa affidamento per proteggere la popolazione in generale. Sono stati ottenuti misurando gli effetti negativi sulla salute derivanti dall'esposizione a contaminanti nell'ambiente. Questi standard sono quindi utili come linee guida generali per una qualità accettabile dell'aria interna, come nel caso di quelli proposti dall'Organizzazione Mondiale della Sanità. Criteri tecnici come il valore limite di soglia dell'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) negli Stati Uniti e i valori limite legalmente stabiliti per gli ambienti industriali in diversi paesi sono stati fissati per la popolazione attiva, adulta e per specifiche durate di esposizione , e non può quindi essere applicato direttamente alla popolazione generale. L'American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) negli Stati Uniti ha sviluppato una serie di standard e raccomandazioni che sono ampiamente utilizzati nella valutazione della qualità dell'aria interna.

Un altro aspetto che dovrebbe essere considerato come parte della qualità dell'aria interna è il suo odore, perché l'odore è spesso il parametro che finisce per essere il fattore determinante. La combinazione di un certo odore con il lieve effetto irritante di un composto nell'aria interna può portarci a definirne la qualità come “fresco” e “pulito” o come “stantio” e “inquinato”. L'olfatto è quindi molto importante quando si definisce la qualità dell'aria interna. Mentre gli odori dipendono oggettivamente dalla presenza di composti in quantità superiori alle loro soglie olfattive, molto spesso sono valutati da un punto di vista strettamente soggettivo. Va inoltre tenuto presente che la percezione di un odore può derivare dagli odori di molti composti diversi e che anche la temperatura e l'umidità possono influenzarne le caratteristiche. Dal punto di vista della percezione sono quattro le caratteristiche che ci permettono di definire e misurare gli odori: intensità, qualità, tollerabilità e soglia. Quando si considera l'aria interna, tuttavia, è molto difficile "misurare" gli odori dal punto di vista chimico. Per questo motivo la tendenza è quella di eliminare gli odori “cattivi” e di utilizzare, al loro posto, quelli ritenuti buoni per conferire all'aria una qualità gradevole. Il tentativo di mascherare i cattivi odori con quelli buoni di solito finisce con un fallimento, perché odori di qualità molto diverse possono essere riconosciuti separatamente e portare a risultati imprevedibili.

Un fenomeno noto come sindrome da edificio malato si verifica quando più del 20% degli occupanti di un edificio si lamenta della qualità dell'aria o presenta sintomi definiti. È evidenziato da una varietà di problemi fisici e ambientali associati ad ambienti interni non industriali. Le caratteristiche più comuni osservate nei casi di sindrome dell'edificio malato sono le seguenti: le persone colpite lamentano sintomi aspecifici simili al comune raffreddore o malattie respiratorie; gli edifici sono efficienti dal punto di vista del risparmio energetico e sono di moderna progettazione e costruzione o recentemente ristrutturati con nuovi materiali; e gli occupanti non possono controllare la temperatura, l'umidità e l'illuminazione del posto di lavoro. La distribuzione percentuale stimata delle cause più comuni di sindrome dell'edificio malato è una ventilazione inadeguata dovuta alla mancanza di manutenzione; scarsa distribuzione e insufficiente apporto di aria fresca (dal 50 al 52%); contaminazione generata all'interno, anche da macchine per ufficio, fumo di tabacco e prodotti per la pulizia (dal 17 al 19%); contaminazione dall'esterno dell'edificio dovuta al posizionamento inadeguato delle prese d'aria e delle prese d'aria (11%); contaminazione microbiologica da acqua stagnante nei condotti del sistema di ventilazione, umidificatori e torri frigorifere (5%); e formaldeide e altri composti organici emessi dai materiali da costruzione e decorazione (dal 3 al 4%). Pertanto, la ventilazione è citata come un importante fattore che contribuisce nella maggior parte dei casi.

Un'altra questione di diversa natura è quella delle malattie edilizie, meno frequenti, ma spesso più gravi, e accompagnate da segni clinici ben definiti e chiari riscontri di laboratorio. Esempi di malattie legate all'edilizia sono la polmonite da ipersensibilità, la febbre da umidificatore, la legionellosi e la febbre di Pontiac. Un'opinione abbastanza generale tra i ricercatori è che queste condizioni dovrebbero essere considerate separatamente dalla sindrome dell'edificio malato.

Sono stati condotti studi per accertare sia le cause dei problemi di qualità dell'aria sia le loro possibili soluzioni. Negli ultimi anni, la conoscenza dei contaminanti presenti nell'aria indoor e dei fattori che contribuiscono al declino della qualità dell'aria indoor è notevolmente aumentata, anche se la strada da percorrere è lunga. Gli studi condotti negli ultimi 20 anni hanno dimostrato che la presenza di contaminanti in molti ambienti interni è superiore a quanto previsto e inoltre sono stati individuati contaminanti diversi da quelli presenti nell'aria esterna. Ciò contraddice l'ipotesi che gli ambienti interni senza attività industriale siano relativamente privi di contaminanti e che nel peggiore dei casi possano riflettere la composizione dell'aria esterna. Contaminanti come il radon e la formaldeide sono identificati quasi esclusivamente nell'ambiente interno.

La qualità dell'aria interna, compresa quella delle abitazioni, è diventata una questione di salute ambientale allo stesso modo di quanto è accaduto con il controllo della qualità dell'aria esterna e dell'esposizione sul posto di lavoro. Sebbene, come già accennato, una persona urbana trascorra dal 58 al 78% del suo tempo al chiuso, va ricordato che le persone più suscettibili, ovvero gli anziani, i bambini piccoli e i malati, sono quelle che trascorrono la maggior parte del loro tempo al chiuso. Questo tema cominciò ad essere di particolare attualità a partire dal 1973 circa, quando, a causa della crisi energetica, gli sforzi rivolti al risparmio energetico si concentrarono nel ridurre il più possibile l'ingresso di aria esterna negli ambienti interni al fine di minimizzare i costi di riscaldamento e raffrescamento edifici. Sebbene non tutti i problemi relativi alla qualità dell'aria indoor siano il risultato di azioni mirate al risparmio energetico, è un dato di fatto che con il diffondersi di questa politica le lamentele sulla qualità dell'aria indoor hanno iniziato ad aumentare e tutti i problemi sono comparsi.

Un altro elemento che richiede attenzione è la presenza di microrganismi nell'aria interna che possono causare problemi sia di natura infettiva che allergica. Non va dimenticato che i microrganismi sono una componente normale ed essenziale degli ecosistemi. Ad esempio, batteri e funghi saprofiti, che traggono il loro nutrimento da materiale organico morto nell'ambiente, si trovano normalmente nel suolo e nell'atmosfera, e la loro presenza può essere rilevata anche all'interno. Negli ultimi anni i problemi di contaminazione biologica negli ambienti interni hanno ricevuto una notevole attenzione.

L'epidemia del morbo del legionario nel 1976 è il caso più discusso di malattia causata da un microrganismo presente nell'ambiente interno. Altri agenti infettivi, come i virus che possono causare malattie respiratorie acute, sono rilevabili in ambienti interni, soprattutto se la densità di occupazione è elevata e c'è molto ricircolo d'aria. Infatti, non è noto fino a che punto i microrganismi oi loro componenti siano implicati nell'insorgenza di condizioni associate all'edilizia. I protocolli per la dimostrazione e l'analisi di molti tipi di agenti microbici sono stati sviluppati solo in misura limitata e, nei casi in cui sono disponibili, l'interpretazione dei risultati è talvolta incoerente.

Aspetti del sistema di ventilazione

La qualità dell'aria interna in un edificio è funzione di una serie di variabili che includono la qualità dell'aria esterna, la progettazione del sistema di ventilazione e condizionamento dell'aria, le condizioni in cui questo sistema opera ed è servito, la compartimentazione dell'edificio e la presenza di fonti interne di contaminanti e la loro entità. (Vedi figura 2) A titolo di sintesi si può notare che i difetti più comuni sono il risultato di una ventilazione inadeguata, contaminazione generata all'interno e contaminazione proveniente dall'esterno.

Figura 2. Schema dell'edificio che mostra le fonti di inquinanti interni ed esterni.

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Per quanto riguarda il primo di questi problemi, le cause di una ventilazione inadeguata possono essere: un insufficiente apporto di aria fresca a causa di un elevato livello di ricircolo dell'aria o di un basso volume di immissione; errato posizionamento e orientamento nell'edificio dei punti di presa dell'aria esterna; cattiva distribuzione e conseguente miscelazione incompleta con l'aria dei locali, che può produrre stratificazioni, zone non ventilate, differenze di pressione impreviste che danno origine a correnti d'aria indesiderate e continue variazioni delle caratteristiche termoigrometriche avvertibili man mano che ci si sposta all'interno dell'edificio - e non corretta filtrazione del aria per mancanza di manutenzione o progettazione inadeguata del sistema di filtraggio, carenza particolarmente grave dove l'aria esterna è di scarsa qualità o dove c'è un elevato livello di ricircolo.

Origini dei contaminanti

La contaminazione indoor ha origini diverse: gli occupanti stessi; materiali inadeguati o con difetti tecnici utilizzati nella costruzione dell'edificio; il lavoro svolto all'interno; uso eccessivo o improprio di normali prodotti (antiparassitari, disinfettanti, prodotti utilizzati per la pulizia e la lucidatura); gas di combustione (da fumo, cucine, mense e laboratori); e la contaminazione incrociata proveniente da altre zone poco ventilate che poi si diffonde verso le zone limitrofe e le interessa. Va tenuto presente che le sostanze emesse nell'aria interna hanno una possibilità di diluizione molto minore rispetto a quelle emesse nell'aria esterna, data la differenza dei volumi d'aria disponibili. Per quanto riguarda la contaminazione biologica, la sua origine è più frequentemente dovuta alla presenza di acqua stagnante, materiali impregnati d'acqua, scarichi e quant'altro, e alla cattiva manutenzione di umidificatori e torri frigorifere.

Infine, vanno considerate anche le contaminazioni provenienti dall'esterno. Per quanto riguarda l'attività umana, si possono citare tre fonti principali: la combustione in fonti fisse (centrali elettriche); combustione in fonti in movimento (veicoli); e processi industriali. I cinque principali contaminanti emessi da queste sorgenti sono il monossido di carbonio, gli ossidi di zolfo, gli ossidi di azoto, i composti organici volatili (compresi gli idrocarburi), gli idrocarburi policiclici aromatici e le particelle. La combustione interna nei veicoli è la principale fonte di monossido di carbonio e idrocarburi ed è un'importante fonte di ossidi di azoto. La combustione in fonti fisse è la principale origine degli ossidi di zolfo. I processi industriali e le fonti fisse di combustione generano più della metà delle particelle emesse nell'aria dall'attività umana e i processi industriali possono essere una fonte di composti organici volatili. Ci sono anche contaminanti generati naturalmente che vengono espulsi attraverso l'aria, come particelle di polvere vulcanica, suolo e sale marino, spore e microrganismi. La composizione dell'aria esterna varia da luogo a luogo, in funzione sia della presenza e della natura delle fonti di contaminazione nelle vicinanze, sia della direzione del vento prevalente. Se non ci sono fonti che generano contaminanti, la concentrazione di alcuni contaminanti che si trovano tipicamente nell'aria esterna “pulita” è la seguente: anidride carbonica, 320 ppm; ozono, 0.02 ppm: monossido di carbonio, 0.12 ppm; ossido nitrico, 0.003 ppm; e biossido di azoto, 0.001 ppm. Tuttavia, l'aria urbana contiene sempre concentrazioni molto più elevate di questi contaminanti.

A parte la presenza dei contaminanti provenienti dall'esterno, capita talvolta che l'aria contaminata dall'edificio stesso venga espulsa all'esterno per poi rientrare nuovamente all'interno attraverso le prese d'aria dell'impianto di climatizzazione. Un altro possibile modo attraverso il quale i contaminanti possono entrare dall'esterno è l'infiltrazione attraverso le fondamenta dell'edificio (ad esempio, radon, vapori di carburante, effluenti fognari, fertilizzanti, insetticidi e disinfettanti). È stato dimostrato che quando la concentrazione di un contaminante nell'aria esterna aumenta, aumenta anche la sua concentrazione nell'aria all'interno dell'edificio, sebbene più lentamente (una relazione corrispondente si ha quando la concentrazione diminuisce); si dice quindi che gli edifici esercitino un effetto schermante nei confronti degli agenti contaminanti esterni. Tuttavia, l'ambiente interno non è, ovviamente, un riflesso esatto delle condizioni esterne.

I contaminanti presenti nell'aria interna si diluiscono nell'aria esterna che entra nell'edificio e la accompagnano all'uscita. Quando la concentrazione di un contaminante nell'aria esterna è inferiore a quella interna, lo scambio di aria interna ed esterna comporterà una riduzione della concentrazione del contaminante nell'aria all'interno dell'edificio. Se un contaminante proviene dall'esterno e non dall'interno, questo interscambio comporterà un aumento della sua concentrazione interna, come accennato in precedenza.

I modelli per il bilancio delle quantità di contaminanti nell'aria interna si basano sul calcolo del loro accumulo, in unità di massa rispetto al tempo, dalla differenza tra la quantità che entra più quella generata all'interno e quella che esce con l'aria più quella che è eliminato con altri mezzi. Se sono disponibili valori appropriati per ciascuno dei fattori dell'equazione, la concentrazione interna può essere stimata per un'ampia gamma di condizioni. L'uso di questa tecnica rende possibile il confronto di diverse alternative per controllare un problema di contaminazione indoor.

Gli edifici con bassi tassi di interscambio con l'aria esterna sono classificati come sigillati o ad alta efficienza energetica. Sono efficienti dal punto di vista energetico perché in inverno entra meno aria fredda, riducendo l'energia necessaria per riscaldare l'aria alla temperatura ambiente, abbattendo così i costi di riscaldamento. Quando il clima è caldo, viene utilizzata meno energia anche per raffreddare l'aria. Se l'edificio non ha questa proprietà, viene ventilato attraverso porte e finestre aperte mediante un processo di ventilazione naturale. Pur essendo chiuse, le differenze di pressione, dovute sia al vento che al gradiente termico esistente tra l'interno e l'esterno, costringono l'aria ad entrare attraverso fessure e fessure, giunti di finestre e porte, camini e altre aperture, dando luogo a a quella che viene chiamata ventilazione per infiltrazione.

La ventilazione di un edificio è misurata in rinnovi all'ora. Un rinnovo all'ora significa che ogni ora entra dall'esterno un volume d'aria pari al volume dell'edificio; allo stesso modo ogni ora viene espulso all'esterno un uguale volume di aria interna. Se non c'è ventilazione forzata (con un ventilatore) questo valore è difficile da determinare, anche se si ritiene che vari tra 0.2 e 2.0 rinnovamenti all'ora. Se si assume che gli altri parametri siano invariati, la concentrazione di contaminanti generati all'interno sarà inferiore negli edifici con valori di rinnovo elevati, sebbene un valore di rinnovo elevato non sia una garanzia completa della qualità dell'aria interna. Fatta eccezione per le zone a forte inquinamento atmosferico, gli edifici più aperti avranno una minore concentrazione di contaminanti nell'aria interna rispetto a quelli costruiti in modo più chiuso. Tuttavia, gli edifici più aperti sono meno efficienti dal punto di vista energetico. Il conflitto tra efficienza energetica e qualità dell'aria è di grande importanza.

Gran parte delle azioni intraprese per ridurre i costi energetici influisce in misura maggiore o minore sulla qualità dell'aria interna. Oltre a ridurre la velocità con cui l'aria circola all'interno dell'edificio, gli sforzi per aumentare l'isolamento e l'impermeabilizzazione dell'edificio comportano l'installazione di materiali che possono essere fonti di contaminazione interna. Anche altre azioni, come l'integrazione di sistemi di riscaldamento centralizzati vecchi e spesso inefficienti con fonti secondarie che riscaldano o consumano l'aria interna, possono aumentare i livelli di contaminanti nell'aria interna.

Tra i contaminanti la cui presenza nell'aria interna è più frequentemente citata, oltre a quelli provenienti dall'esterno, vi sono metalli, amianto e altri materiali fibrosi, formaldeide, ozono, pesticidi e composti organici in genere, radon, polveri domestiche e aerosol biologici. Insieme a questi, si può trovare un'ampia varietà di tipi di microrganismi, come funghi, batteri, virus e protozoi. Di questi, i funghi ei batteri saprofiti sono relativamente ben noti, probabilmente perché è disponibile una tecnologia per misurarli in aria. Lo stesso non vale per agenti quali virus, rickettsie, clamidie, protozoi e molti funghi e batteri patogeni, per la cui dimostrazione e conta non è ancora disponibile alcuna metodologia. Tra gli agenti infettivi meritano particolare menzione: Legionella pneumophila, Mycobacterium avio, virus, Coxiella burnetii ed Capsulatum Histoplasma; e tra gli allergeni: Cladosporium, Penicillium ed Citophaga.

Indagare sulla qualità dell'aria interna

L'esperienza finora insegna che le tecniche tradizionali utilizzate nell'igiene industriale e nel riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria non sempre forniscono attualmente risultati soddisfacenti per risolvere i problemi sempre più comuni della qualità dell'aria interna, sebbene la conoscenza di base di queste tecniche consenta buone approssimazioni per affrontare o ridurre i problemi in modo rapido ed economico. La soluzione di problemi di qualità dell'aria indoor richiede spesso, oltre a uno o più esperti in riscaldamento, ventilazione e condizionamento e igiene industriale, specialisti in controllo della qualità dell'aria indoor, chimica analitica, tossicologia, medicina ambientale, microbiologia, e anche epidemiologia e psicologia.

Quando si realizza uno studio sulla qualità dell'aria indoor, gli obiettivi che si prefigge influiranno profondamente sulla sua progettazione e sulle attività dirette al campionamento e alla valutazione, poiché in alcuni casi saranno necessarie procedure che diano una risposta rapida, mentre in altri saranno richiesti valori complessivi di interesse. La durata del programma sarà dettata dal tempo necessario per ottenere campioni rappresentativi, e dipenderà anche dalla stagione e dalle condizioni meteorologiche. Se l'obiettivo è quello di effettuare uno studio sull'effetto dell'esposizione, oltre ai campioni a lungo ea breve termine per la valutazione dei picchi, saranno necessari campioni personali per l'accertamento dell'esposizione diretta degli individui.

Per alcuni contaminanti sono disponibili metodi ben convalidati e ampiamente utilizzati, ma per la maggior parte non è così. Le tecniche per misurare i livelli di molti contaminanti presenti negli ambienti interni sono normalmente derivate da applicazioni di igiene industriale ma, dato che le concentrazioni di interesse nell'aria interna sono solitamente molto inferiori a quelle che si verificano negli ambienti industriali, questi metodi sono spesso inappropriati. Per quanto riguarda i metodi di misura utilizzati nella contaminazione atmosferica, essi operano con margini di concentrazioni simili, ma sono disponibili per relativamente pochi contaminanti e presentano difficoltà nell'uso indoor, come si verificherebbe, ad esempio, con un campionatore ad alto volume per la determinazione del particolato , che da un lato risulterebbe troppo rumoroso e dall'altro potrebbe modificare la qualità stessa dell'aria interna.

La determinazione dei contaminanti nell'aria interna viene solitamente effettuata utilizzando diverse procedure: con monitoraggi continui, campionatori attivi a tempo pieno, campionatori passivi a tempo pieno, campionamento diretto e campionatori personali. Esistono attualmente procedure adeguate per misurare i livelli di formaldeide, ossidi di carbonio e azoto, composti organici volatili e radon, tra gli altri. I contaminanti biologici vengono misurati con tecniche di sedimentazione su piastre di coltura aperte o, oggi più frequentemente, utilizzando sistemi attivi che fanno impattare l'aria su piastre contenenti nutrimento, che vengono successivamente coltivate, esprimendo la quantità di microrganismi presenti in colonia- unità formanti per metro cubo.

Quando si indaga su un problema di qualità dell'aria indoor, si è soliti progettare preventivamente una strategia pratica consistente in un'approssimazione per fasi. Questa approssimazione inizia con una prima fase, l'indagine iniziale, che può essere effettuata utilizzando tecniche di igiene industriale. Deve essere strutturato in modo tale che il ricercatore non debba essere uno specialista nel campo della qualità dell'aria interna per svolgere il proprio lavoro. Viene effettuato un sopralluogo generale dell'edificio e ne vengono verificati gli impianti, in particolare per quanto riguarda la regolazione e l'adeguato funzionamento dell'impianto di riscaldamento, ventilazione e condizionamento, secondo le norme stabilite al momento della sua installazione. È importante a questo proposito considerare se le persone colpite sono in grado di modificare le condizioni del loro ambiente. Se l'edificio non dispone di sistemi di ventilazione forzata, si dovrà studiare il grado di efficacia della ventilazione naturale esistente. Se dopo la revisione - e l'adeguamento se necessario - le condizioni operative degli impianti di ventilazione risultano adeguate alle norme, e se nonostante ciò i reclami persistono, dovrà seguire un'indagine tecnica di tipo generale per determinare il grado e la natura del problema . Questa prima indagine dovrebbe anche permettere di valutare se i problemi possano essere considerati solo dal punto di vista funzionale dell'edificio o se sia necessario l'intervento di specialisti in igiene, psicologia o altre discipline.

Se il problema non viene identificato e risolto in questa prima fase, possono seguire altre fasi che comportano indagini più specializzate che si concentrano sui potenziali problemi individuati nella prima fase. Le indagini successive possono includere un'analisi più dettagliata del sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'edificio, una valutazione più ampia della presenza di materiali sospettati di emettere gas e particelle, un'analisi chimica dettagliata dell'aria ambiente nell'edificio e valutazioni mediche o epidemiologiche per rilevare segni di malattia.

Per quanto riguarda il sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria, le apparecchiature di refrigerazione devono essere controllate per garantire che non vi sia crescita microbica in esse o accumulo di acqua nelle loro vaschette di raccolta, le unità di ventilazione devono essere controllate per vedere se sono il corretto funzionamento, i sistemi di aspirazione e ripresa dell'aria devono essere esaminati in vari punti per verificarne la tenuta stagna e deve essere controllato l'interno di un numero rappresentativo di condotti per confermare l'assenza di microrganismi. Quest'ultima considerazione è particolarmente importante quando si utilizzano umidificatori. Queste unità richiedono programmi di manutenzione, funzionamento e ispezione particolarmente accurati al fine di prevenire la crescita di microrganismi, che possono propagarsi all'interno dell'impianto di climatizzazione.

Le opzioni generalmente considerate per migliorare la qualità dell'aria interna in un edificio sono l'eliminazione della sorgente; il suo isolamento o ventilazione indipendente; separare la fonte da coloro che potrebbero essere interessati; pulizia generale dell'edificio; e l'aumento del controllo e miglioramento del sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento. Ciò può richiedere qualsiasi cosa, dalle modifiche in punti particolari a un nuovo design. Il processo è spesso di natura ripetitiva, cosicché lo studio deve essere ripreso più volte, utilizzando ogni volta tecniche più sofisticate. Una descrizione più dettagliata delle tecniche di controllo sarà trovata altrove in questo Enciclopedia.

Infine, va sottolineato che, anche con le indagini più complete sulla qualità dell'aria interna, potrebbe essere impossibile stabilire una chiara relazione tra le caratteristiche e la composizione dell'aria interna e la salute e il comfort degli occupanti dell'edificio in esame . Solo l'accumulo di esperienza da un lato, e la progettazione razionale della ventilazione, dell'occupazione e della compartimentazione degli edifici dall'altro, sono possibili garanzie fin dall'inizio di ottenere una qualità dell'aria interna adeguata per la maggior parte degli occupanti di un edificio.

 

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Mercoledì, marzo 09 2011 21: 49

Natura e fonti di contaminanti chimici indoor

Inquinanti chimici caratteristici

I contaminanti chimici dell'aria interna possono presentarsi come gas e vapori (inorganici e organici) e particolato. La loro presenza nell'ambiente interno è il risultato dell'ingresso nell'edificio dall'ambiente esterno o della loro generazione all'interno dell'edificio. L'importanza relativa di queste origini interne ed esterne varia a seconda dei diversi inquinanti e può variare nel tempo.

I principali inquinanti chimici comunemente presenti nell'aria interna sono i seguenti:

  1. anidride carbonica (CO2), che è un prodotto metabolico e spesso utilizzato come indicatore del livello generale di inquinamento atmosferico correlato alla presenza di esseri umani in ambienti chiusi
  2. monossido di carbonio (CO), ossidi di azoto (NOx) e anidride solforosa (SO2), che sono gas di combustione inorganici formati prevalentemente durante la combustione di combustibili e ozono (O3), che è un prodotto di reazioni fotochimiche in atmosfere inquinate, ma può anche essere rilasciato da alcune fonti interne
  3. composti organici che provengono da una varietà di fonti interne ed esterne. Centinaia di sostanze chimiche organiche si trovano nell'aria interna, sebbene la maggior parte sia presente a concentrazioni molto basse. Questi possono essere raggruppati in base ai loro punti di ebollizione e una classificazione ampiamente utilizzata, mostrata nella Tabella 1, identifica quattro gruppi di composti organici: (1) composti organici molto volatili (VVOC); (2) volatili (VOC); (3) semivolatile (SVOC); e (4) composti organici associati al particolato (POM). Le sostanze organiche in fase particellare vengono disciolte o adsorbite su materiale particolato. Possono verificarsi sia nella fase vapore che particellare a seconda della loro volatilità. Ad esempio, gli idrocarburi poliaromatici (IPA) costituiti da due anelli benzenici fusi (ad esempio, naftalene) si trovano principalmente nella fase vapore e quelli costituiti da cinque anelli (ad esempio, benz[a]pirene) si trovano prevalentemente nella fase particellare.

 

Tabella 1. Classificazione degli inquinanti organici indoor

Categoria

Descrizione

Abbreviazione

Intervallo di ebollizione (ºC)

Metodi di campionamento tipicamente utilizzati negli studi sul campo

1

Composti organici molto volatili (gassosi).

VVOC

0 a 50-100

Campionamento a lotti; adsorbimento su carbone

2

Composti organici volatili

VOC

50-100 a 240-260

Adsorbimento su Tenax, nero molecolare di carbonio o carbone di legna

3

Composti organici semivolatili

SVOC

240-260 a 380-400

Adsorbimento su schiuma poliuretanica o XAD-2

4

Composti organici associati a particolato o materia organica particellare


POM


380


Filtri di raccolta

 

Una caratteristica importante dei contaminanti dell'aria interna è che le loro concentrazioni variano sia spazialmente che temporalmente in misura maggiore di quanto non sia comune all'esterno. Ciò è dovuto alla grande varietà di sorgenti, al funzionamento intermittente di alcune delle sorgenti e ai vari pozzi presenti.

Le concentrazioni di contaminanti che derivano principalmente da fonti di combustione sono soggette a variazioni temporali molto ampie e sono intermittenti. Rilasci episodici di composti organici volatili dovuti ad attività umane come la pittura portano anche a grandi variazioni di emissione nel tempo. Altre emissioni, come il rilascio di formaldeide dai prodotti a base di legno, possono variare con le fluttuazioni di temperatura e umidità nell'edificio, ma l'emissione è continua. L'emissione di sostanze chimiche organiche da altri materiali può essere meno dipendente dalle condizioni di temperatura e umidità, ma le loro concentrazioni nell'aria interna saranno notevolmente influenzate dalle condizioni di ventilazione.

Le variazioni spaziali all'interno di una stanza tendono ad essere meno pronunciate delle variazioni temporali. All'interno di un edificio possono esserci grandi differenze nel caso di fonti localizzate, ad esempio fotocopiatrici in un ufficio centrale, fornelli a gas nella cucina del ristorante e fumo di tabacco limitato a un'area designata.

Fonti all'interno dell'edificio

Livelli elevati di inquinanti generati dalla combustione, in particolare biossido di azoto e monossido di carbonio negli spazi interni, di solito derivano da apparecchi di combustione non ventilati, mal ventilati o sottoposti a cattiva manutenzione e dal fumo di prodotti del tabacco. I riscaldatori d'ambiente a cherosene e gas non ventilati emettono quantità significative di CO, CO2, NOx, COSÌ2, particolato e formaldeide. Anche le stufe ei forni a gas rilasciano questi prodotti direttamente nell'aria interna. In condizioni operative normali, i riscaldatori ad aria forzata alimentati a gas e gli scaldacqua non devono rilasciare prodotti di combustione nell'aria interna. Tuttavia, con apparecchi difettosi possono verificarsi fuoriuscite di fumi e correnti d'aria quando il locale è depressurizzato da sistemi di scarico concorrenti e in determinate condizioni meteorologiche.

Fumo di tabacco ambientale

La contaminazione dell'aria interna dal fumo di tabacco deriva dal fumo laterale e dal fumo principale esalato, solitamente indicato come fumo di tabacco ambientale (ETS). Diverse migliaia di componenti diversi sono stati identificati nel fumo di tabacco e la quantità totale dei singoli componenti varia a seconda del tipo di sigaretta e delle condizioni di generazione del fumo. Le principali sostanze chimiche associate all'ETS sono nicotina, nitrosammine, IPA, CO, CO2, NOx, acroleina, formaldeide e acido cianidrico.

Materiali da costruzione e arredi

I materiali che hanno ricevuto maggiore attenzione come fonti di inquinamento dell'aria interna sono stati i pannelli a base di legno contenenti resina di urea formaldeide (UF) e l'isolamento delle pareti a intercapedine di UF (UFFI). L'emissione di formaldeide da questi prodotti si traduce in livelli elevati di formaldeide negli edifici e questo è stato associato a molte denunce di scarsa qualità dell'aria interna nei paesi sviluppati, in particolare durante la fine degli anni '1970 e l'inizio degli anni '1980. La tabella 2 fornisce esempi di materiali che rilasciano formaldeide negli edifici. Questi mostrano che i tassi di emissione più elevati possono essere associati ai prodotti a base di legno e UFFI che sono prodotti spesso ampiamente utilizzati negli edifici. Il pannello truciolare è prodotto da particelle di legno fini (circa 1 mm) che vengono miscelate con resine UF (dal 6 all'8% in peso) e pressate in pannelli di legno. Trova largo impiego per pavimentazioni, boiserie, scaffalature e componenti di armadi e mobili. Gli strati di legno duro sono incollati con resina UF e sono comunemente usati per rivestimenti murali decorativi e componenti di mobili. Il pannello di fibra a media densità (MDF) contiene particelle di legno più fini rispetto a quelle utilizzate nei pannelli truciolari e anche queste sono legate con resina UF. L'MDF viene spesso utilizzato per i mobili. La fonte primaria di formaldeide in tutti questi prodotti è la formaldeide residua intrappolata nella resina a causa della sua presenza in eccesso necessaria per la reazione con l'urea durante la fabbricazione della resina. Il rilascio è quindi massimo quando il prodotto è nuovo e diminuisce a una velocità dipendente dallo spessore del prodotto, dalla forza di emissione iniziale, dalla presenza di altre fonti di formaldeide, dal clima locale e dal comportamento degli occupanti. Il tasso di declino iniziale delle emissioni può essere del 50% nei primi otto-nove mesi, seguito da un tasso di declino molto più lento. L'emissione secondaria può verificarsi a causa dell'idrolisi della resina UF e quindi i tassi di emissione aumentano durante i periodi di temperatura e umidità elevate. Notevoli sforzi da parte dei produttori hanno portato allo sviluppo di materiali a bassa emissione mediante l'uso di rapporti più bassi (cioè più vicini a 1:1) di urea rispetto alla formaldeide per la produzione di resina e l'uso di scavenger di formaldeide. La regolamentazione e la domanda dei consumatori hanno portato a un uso diffuso di questi prodotti in alcuni paesi.

Tabella 2. Tassi di emissione di formaldeide da una varietà di materiali da costruzione, arredi e prodotti di consumo

 

Intervallo dei tassi di emissione di formaldeide (mg/m2/giorno)

Fibra di legno a media densità

17,600-55,000

Pannellatura in multistrato di legno duro

1,500-34,000

Truciolare

2,000-25,000

Isolamento in schiuma di urea-formaldeide

1,200-19,200

Compensato di legno tenero

240-720

Prodotti di carta

260-680

Prodotti in fibra di vetro

400-470

Abbigliamento

35-570

Pavimentazione resiliente

240

Moquette

0-65

Tessuto da tappezzeria

0-7

 

I materiali da costruzione e gli arredi rilasciano un'ampia gamma di altri COV che sono stati oggetto di crescenti preoccupazioni negli anni '1980 e '1990. L'emissione può essere una miscela complessa di singoli composti, sebbene alcuni possano essere dominanti. Uno studio su 42 materiali da costruzione ha identificato 62 diverse specie chimiche. Questi COV erano principalmente idrocarburi alifatici e aromatici, i loro derivati ​​dell'ossigeno e terpeni. I composti con le più alte concentrazioni di emissione allo stato stazionario, in ordine decrescente, erano toluene, m-xilene, terpene, n-butilacetato, n-butanolo, n-esano, p-xilene, etossietilacetato, n-eptano e o-xilene. La complessità delle emissioni ha fatto sì che le emissioni e le concentrazioni nell'aria siano spesso riportate come concentrazione o rilascio di composti organici volatili totali (TVOC). La tabella 3 fornisce esempi di tassi di emissione di TVOC per una gamma di prodotti da costruzione. Questi mostrano che esistono differenze significative nelle emissioni tra i prodotti, il che significa che se fossero disponibili dati adeguati i materiali potrebbero essere selezionati in fase di progettazione per ridurre al minimo il rilascio di VOC negli edifici di nuova costruzione.

Tabella 3. Concentrazioni totali di composti organici volatili (TVOC) e tassi di emissione associati a vari rivestimenti e rivestimenti per pavimenti e pareti

Tipo di materiale

Concentrazioni (mg/m3)

Tasso di emissione
(mg / m
2ora)

Wallpaper

Vinile e carta

0.95

0.04

Vinile e fibre di vetro

7.18

0.30

Carta stampata

0.74

0.03

rivestimento murale

assiano

0.09

0.005

PVCa

2.43

0.10

Tessile

39.60

1.60

Tessile

1.98

0.08

Copertura del pavimento

Linoleum

5.19

0.22

Fibre sintetiche

1.62

0.12

Gomma

28.40

1.40

Plastica morbida

3.84

0.59

PVC omogeneo

54.80

2.30

Rivestimenti

Lattice acrilico

2.00

0.43

Vernice, resina epossidica trasparente

5.45

1.30

Vernice, poliuretano,
bicomponente

28.90

4.70

Vernice, indurita con acido

3.50

0.83

a PVC, cloruro di polivinile.

È stato dimostrato che i preservanti del legno sono una fonte di pentaclorofenolo e lindano nell'aria e nella polvere all'interno degli edifici. Sono utilizzati principalmente per la protezione del legno per l'esposizione all'aperto e sono utilizzati anche nei biocidi applicati per il trattamento del marciume secco e il controllo degli insetti.

Prodotti di consumo e altre fonti indoor

La varietà e il numero di prodotti di consumo e per la casa cambiano costantemente e le loro emissioni chimiche dipendono dai modelli di utilizzo. I prodotti che possono contribuire ai livelli di VOC indoor includono prodotti aerosol, prodotti per l'igiene personale, solventi, adesivi e vernici. La tabella 4 illustra i principali componenti chimici in una gamma di prodotti di consumo.

Tabella 4. Componenti ed emissioni da prodotti di consumo e altre fonti di composti organici volatili (VOC)

Fonte

Compound

Tasso di emissione

Detergenti e

Cloroformio
1,2-dicloroetano
1,1,1-tricloroetano
Tetracloruro di carbonio
m-diclorobenzene
p-diclorobenzene
n-decano
n-Undecano

15 μg/m2.h
1.2 μg/m2.h
37 μg/m2.h
71 μg/m2.h
0.6 μg/m2.h
0.4 µg/m2.h
0.2 μg/m2.h
1.1 μg/m2.h

Torta di falena

p-diclorobenzene

14,000 μg/m2.h

Vestiti lavati a secco

tetracloroetilene

0.5-1 mg/m2.h

Cera per pavimenti liquida

TVOC (trimetilpentene e
isomeri del dodecano)

96 g / m2.h

Cera per cuoio in pasta

TVOC (pinene e 2-metil-
1-propanolo)

3.3 g / m2.h

Detergente

TVOC (limonene, pinene e
mircene)

240 mg/mXNUMX2.h

Emissioni umane

Acetone
acetaldeide
Acido acetico
Alcool metilico

50.7 mg / die
6.2 mg / die
19.9 mg / die
74.4 mg / die

Carta per fotocopiatrice

Formaldehyde

0.4 μg/forma

Umidificatore a vapore

dietilamminoetanolo,
cicloesilamina

-

Fotocopiatrice bagnata

2,2,4-trimetileptano

-

Solventi domestici

Toluene, etilbenzene

-

Sverniciatori

Diclorometano, metanolo

-

Sverniciatori

Diclorometano, toluene,
propano

-

Protezione del tessuto

1,1,1-tricloroetano, pro-
pane, distillati di petrolio

-

Vernice al lattice

2-propanolo, butanone, etil-
benzene, toluene

-

Deodorante per ambienti

Nonano, decano, etil-
eptano, limonene

-

Acqua della doccia

Cloroformio, tricloroetilene

-

 

Altri COV sono stati associati ad altre fonti. Il cloroformio viene introdotto nell'aria interna principalmente come risultato dell'erogazione o del riscaldamento dell'acqua del rubinetto. Le fotocopiatrici a processo liquido rilasciano isodecani nell'aria. Gli insetticidi usati per controllare scarafaggi, termiti, pulci, mosche, formiche e acari sono ampiamente usati come spray, nebulizzatori, polveri, strisce impregnate, esche e collari per animali domestici. I composti includono diazinon, paradiclorobenzene, pentaclorofenolo, clordano, malathion, naftalene e aldrina.

Altre fonti includono occupanti (anidride carbonica e odori), apparecchiature per ufficio (COV e ozono), crescita di muffe (COV, ammoniaca, anidride carbonica), terreno contaminato (metano, COV) e purificatori d'aria elettronici e generatori di ioni negativi (ozono).

Contributo dell'ambiente esterno

La tabella 5 mostra i rapporti interni-esterni tipici per i principali tipi di inquinanti presenti nell'aria interna e le concentrazioni medie misurate nell'aria esterna delle aree urbane nel Regno Unito. L'anidride solforosa nell'aria interna è normalmente di origine esterna e deriva da fonti sia naturali che antropiche. La combustione di combustibili fossili contenenti zolfo e la fusione di minerali di solfuro sono le principali fonti di anidride solforosa nella troposfera. I livelli di fondo sono molto bassi (1 ppb) ma nelle aree urbane le concentrazioni orarie massime possono essere comprese tra 0.1 e 0.5 ppm. L'anidride solforosa può entrare in un edificio nell'aria utilizzata per la ventilazione e può infiltrarsi attraverso piccole fessure nella struttura dell'edificio. Ciò dipende dalla tenuta all'aria dell'edificio, dalle condizioni meteorologiche e dalle temperature interne. Una volta all'interno, l'aria in entrata si mescolerà e sarà diluita dall'aria interna. L'anidride solforosa che viene a contatto con i materiali da costruzione e d'arredo viene adsorbita e questo può ridurre notevolmente la concentrazione interna rispetto a quella esterna, in particolare quando i livelli di anidride solforosa esterna sono elevati.

Tabella 5. Principali tipi di contaminanti chimici dell'aria interna e relative concentrazioni nelle aree urbane del Regno Unito

Sostanza/gruppo di
sostanze

Rapporto di concentrazioni
interno esterno

Tipico contesto urbano
centrazioni

diossido di zolfo

~ 0.5

10-20 pp

Diossido di azoto

≤5-12 (sorgenti interne)

10-45 pp

Ozono

0.1-0.3

15-60 pp

Diossido di carbonio

1-10

350 ppm

Monossido di carbonio

≤5-11 (fonte interna)

0.2-10 ppm

Formaldehyde

≤ 10

0.003 mg/mXNUMX3

Altri composti organici
toluene
Benzene
m- e p-xileni

1-50



5.2 μg/m3
6.3 μg/m3
5.6 μg/m3

Particelle sospese

0.5-1 (escluso ETSa)
2-10 (incluso ETS)

50-150 μg/m3

a ETS, fumo di tabacco ambientale.

Gli ossidi di azoto sono un prodotto della combustione e le fonti principali includono i gas di scarico delle automobili, le centrali elettriche alimentate a combustibili fossili e i riscaldatori domestici. L'ossido nitrico (NO) è relativamente non tossico ma può essere ossidato a biossido di azoto (NO2), in particolare durante gli episodi di inquinamento fotochimico. Le concentrazioni di fondo di biossido di azoto sono di circa 1 ppb ma possono raggiungere 0.5 ppm nelle aree urbane. L'esterno è la principale fonte di biossido di azoto negli edifici senza apparecchi a combustibile non ventilati. Come per l'anidride solforosa, l'adsorbimento da parte delle superfici interne riduce la concentrazione all'interno rispetto a quella all'aperto.

L'ozono è prodotto nella troposfera da reazioni fotochimiche in atmosfere inquinate, e la sua generazione è funzione dell'intensità della luce solare e della concentrazione di ossidi di azoto, idrocarburi reattivi e monossido di carbonio. Nei siti remoti, le concentrazioni di fondo di ozono sono comprese tra 10 e 20 ppb e possono superare i 120 ppb nelle aree urbane nei mesi estivi. Le concentrazioni indoor sono significativamente inferiori a causa della reazione con le superfici indoor e della mancanza di fonti forti.

Si stima che il rilascio di monossido di carbonio a seguito di attività antropiche rappresenti il ​​30% di quello presente nell'atmosfera dell'emisfero settentrionale. I livelli di fondo sono di circa 0.19 ppm e nelle aree urbane un andamento diurno delle concentrazioni è correlato all'uso dell'autoveicolo con livelli orari di picco che vanno da 3 ppm a 50-60 ppm. È una sostanza relativamente non reattiva e quindi non viene esaurita dalla reazione o dall'adsorbimento su superfici interne. Fonti interne come apparecchi a combustibile non ventilati quindi si aggiungono al livello di fondo altrimenti dovuto all'aria esterna.

La relazione indoor-outdoor dei composti organici è specifica del composto e può variare nel tempo. Per i composti con forti fonti interne come la formaldeide, le concentrazioni interne sono generalmente dominanti. Per la formaldeide le concentrazioni all'aperto sono generalmente inferiori a 0.005 mg/m3 e le concentrazioni indoor sono dieci volte superiori ai valori outdoor. Altri composti come il benzene hanno forti fonti esterne, i veicoli a benzina sono di particolare importanza. Le fonti interne di benzene includono l'ETS e queste determinano concentrazioni medie negli edifici nel Regno Unito di 1.3 volte superiori a quelle all'aperto. L'ambiente interno non sembra essere un deposito significativo per questo composto e pertanto non è protettivo contro il benzene proveniente dall'esterno.

Concentrazioni tipiche negli edifici

Le concentrazioni di monossido di carbonio negli ambienti interni variano comunemente da 1 a 5 ppm. La tabella 6 riassume i risultati riportati in 25 studi. Le concentrazioni sono più elevate in presenza di fumo di tabacco ambientale, anche se è eccezionale che le concentrazioni superino i 15 ppm.

Tabella 6. Riepilogo delle misurazioni in campo degli ossidi di azoto (NOx) e monossido di carbonio (CO)

Website

NOx valori (ppb)

Valori medi di CO
(Ppm)

Uffici

Sigarette
Control

42-51
-

1.0-2.8
1.2-2.5

Altri luoghi di lavoro

Sigarette
Control

NDa all'82 ottobre
27

1.4-4.2
1.7-3.5

Trasporti in Damanhur

Sigarette
Control

150-330
-

1.6-33
0-5.9

Ristoranti e caffetterie

Sigarette
Control

5-120
4-115

1.2-9.9
0.5-7.1

Bar e taverne

Sigarette
Control

195
4-115

3-17
~ 1-9.2

a ND = non rilevato.

Le concentrazioni di biossido di azoto all'interno sono tipicamente comprese tra 29 e 46 ppb. Se sono presenti fonti particolari come stufe a gas, le concentrazioni possono essere significativamente più elevate e il fumo può avere un effetto misurabile (vedi tabella 6).

Molti COV sono presenti nell'ambiente interno a concentrazioni che vanno da circa 2 a 20 mg/m3. Un database statunitense contenente 52,000 record su 71 sostanze chimiche in abitazioni, edifici pubblici e uffici è riassunto nella Figura 3. Gli ambienti in cui il fumo intenso e/o la scarsa ventilazione creano alte concentrazioni di ETS possono produrre concentrazioni di VOC da 50 a 200 mg/m3. I materiali da costruzione contribuiscono in modo significativo alle concentrazioni indoor ed è probabile che le nuove abitazioni contengano un numero maggiore di composti superiore a 100 mg/m3. Il rinnovamento e la verniciatura contribuiscono a livelli di COV significativamente più elevati. Le concentrazioni di composti come acetato di etile, 1,1,1-tricloroetano e limonene possono superare i 20 mg/m3 durante le attività degli occupanti e durante l'assenza dei residenti, la concentrazione di una gamma di COV può diminuire di circa il 50%. Sono stati descritti casi specifici di elevate concentrazioni di contaminanti dovuti a materiali e arredi associati a reclami degli occupanti. Questi includono acqua ragia minerale da corsi impermeabilizzanti iniettati, naftalene da prodotti contenenti catrame di carbone, etilesanolo da pavimenti in vinile e formaldeide da prodotti a base di legno.

Figura 1. Concentrazioni indoor giornaliere di composti selezionati per siti indoor.

AIR030T7

L'elevato numero di VOC individuali che si verificano negli edifici rende difficile dettagliare le concentrazioni per più di composti selezionati. Il concetto di TVOC è stato utilizzato come misura della miscela di composti presenti. Non esiste una definizione ampiamente utilizzata per quanto riguarda la gamma di composti rappresentati dal TVOC, ma alcuni ricercatori hanno proposto di limitare le concentrazioni al di sotto di 300 mg/m3 dovrebbe ridurre al minimo i reclami degli occupanti sulla qualità dell'aria interna.

I pesticidi utilizzati all'interno hanno una volatilità relativamente bassa e le concentrazioni si verificano nell'intervallo basso di microgrammi per metro cubo. I composti volatilizzati possono contaminare la polvere e tutte le superfici interne a causa della loro bassa pressione di vapore e della tendenza ad essere adsorbiti dai materiali interni. Anche le concentrazioni di IPA nell'aria sono fortemente influenzate dalla loro distribuzione tra le fasi gassose e aerosol. Il fumo degli occupanti può avere un forte effetto sulle concentrazioni dell'aria interna. Le concentrazioni di IPA variano tipicamente da 0.1 a 99 ng/m3.

 

 

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Venerdì, Marzo 11 2011 16: 26

Radon

La maggior parte delle radiazioni a cui un essere umano sarà esposto nel corso della vita proviene da sorgenti naturali nello spazio o da materiali presenti nella crosta terrestre. I materiali radioattivi possono influenzare l'organismo dall'esterno o, se inalati o ingeriti con il cibo, dall'interno. La dose ricevuta può essere molto variabile perché dipende, da un lato, dalla quantità di minerali radioattivi presenti nella zona del mondo in cui vive la persona, che è correlata alla quantità di nuclidi radioattivi nell'aria e alla quantità trovata sia nel cibo e soprattutto nell'acqua potabile - e, dall'altro, sull'uso di alcuni materiali da costruzione e sull'uso del gas o del carbone come combustibile, nonché sul tipo di costruzione impiegato e sulle abitudini tradizionali delle persone in una determinata località .

Oggi il radon è considerato la fonte più diffusa di radiazioni naturali. Insieme alle sue "figlie", o radionuclidi formati dalla sua disintegrazione, il radon costituisce circa i tre quarti della dose effettiva equivalente alla quale l'uomo è esposto a causa delle sorgenti naturali terrestri. a causa della deposizione di sostanze radioattive nella regione bronchiale.

Il radon è un gas incolore, inodore e insapore sette volte più pesante dell'aria. Due isotopi si verificano più frequentemente. Uno è il radon-222, un radionuclide presente nella serie radioattiva dalla disintegrazione dell'uranio-238; la sua principale fonte nell'ambiente sono le rocce e il suolo in cui si trova il suo predecessore, il radio-226. L'altro è il radon-220 della serie radioattiva del torio, che ha un'incidenza inferiore rispetto al radon-222.

L'uranio si trova ampiamente nella crosta terrestre. La concentrazione media di radio nel suolo è dell'ordine di 25 Bq/kg. Un Becquerel (Bq) è l'unità del sistema internazionale e rappresenta un'unità di attività radionuclidica equivalente a una disintegrazione al secondo. La concentrazione media di gas radon nell'atmosfera sulla superficie terrestre è di 3 Bq/m3, con un range da 0.1 (sopra gli oceani) a 10 Bq/m3. Il livello dipende dalla porosità del suolo, dalla concentrazione locale di radio-226 e dalla pressione atmosferica. Dato che l'emivita del radon-222 è di 3.823 giorni, la maggior parte del dosaggio non è causata dal gas ma dalle figlie del radon.

Il radon si trova nei materiali esistenti e fluisce dalla terra ovunque. Per le sue caratteristiche si disperde facilmente all'aperto, ma tende a concentrarsi in ambienti chiusi, in particolare in grotte ed edifici, e soprattutto in ambienti più bassi dove la sua eliminazione è difficile senza un'adeguata ventilazione. Nelle regioni temperate, si stima che le concentrazioni di radon all'interno siano dell'ordine di otto volte superiori rispetto alle concentrazioni all'aperto.

L'esposizione al radon della maggior parte della popolazione, quindi, avviene per la maggior parte all'interno degli edifici. Le concentrazioni medie di radon dipendono, sostanzialmente, dalle caratteristiche geologiche del suolo, dai materiali di costruzione utilizzati per l'edificio e dalla quantità di ventilazione che riceve.

La principale fonte di radon negli ambienti interni è il radio presente nel terreno su cui poggia l'edificio o nei materiali impiegati per la sua costruzione. Altre fonti significative, anche se la loro influenza relativa è molto minore, sono l'aria esterna, l'acqua e il gas naturale. La figura 1 mostra il contributo che ciascuna fonte apporta al totale.

Figura 1. Sorgenti di radon in ambiente indoor.

AIR035F1

I materiali da costruzione più comuni, come legno, mattoni e blocchi di calcestruzzo, emettono relativamente poco radon, a differenza del granito e della pietra pomice. Tuttavia, i problemi principali sono causati dall'uso di materiali naturali come l'ardesia di allume nella produzione di materiali da costruzione. Un'altra fonte di problemi è stata l'uso di sottoprodotti del trattamento dei minerali fosfatici, l'uso di sottoprodotti della produzione di alluminio, l'uso di scorie o scorie dal trattamento del minerale di ferro negli altiforni e l'uso di ceneri derivanti dalla combustione del carbone. Inoltre, in alcuni casi, nella costruzione sono stati utilizzati anche residui derivati ​​dall'estrazione dell'uranio.

Il radon può immettere acqua e gas naturale nel sottosuolo. L'acqua utilizzata per l'approvvigionamento di un edificio, soprattutto se proveniente da pozzi profondi, può contenere quantità significative di radon. Se quest'acqua viene utilizzata per cucinare, l'ebollizione può liberare gran parte del radon in essa contenuto. Se l'acqua viene consumata fredda, il corpo elimina prontamente il gas, quindi bere quest'acqua non rappresenta generalmente un rischio significativo. La combustione del gas naturale nelle stufe senza canna fumaria, nei termosifoni e negli altri elettrodomestici può anche portare ad un aumento del radon negli ambienti interni, soprattutto nelle abitazioni. A volte il problema è più acuto nei bagni, perché il radon nell'acqua e nel gas naturale utilizzato per lo scaldabagno si accumula se non c'è abbastanza ventilazione.

Dato che solo pochi anni fa i possibili effetti del radon sulla popolazione in generale erano sconosciuti, i dati disponibili sulle concentrazioni riscontrate negli ambienti interni sono limitati a quei Paesi che, per loro caratteristiche o circostanze particolari, sono più sensibili a questo problema . Quello che si sa per certo è che è possibile trovare concentrazioni negli spazi interni molto superiori alle concentrazioni riscontrate all'aperto nella stessa regione. A Helsinki (Finlandia), ad esempio, sono state riscontrate concentrazioni di radon nell'aria interna cinquemila volte superiori alle concentrazioni normalmente riscontrabili all'aperto. Ciò può essere dovuto in gran parte ad interventi di risparmio energetico che possono favorire sensibilmente la concentrazione di radon negli ambienti interni, soprattutto se fortemente coibentati. Gli edifici finora studiati in diversi paesi e regioni mostrano che le concentrazioni di radon riscontrate al loro interno presentano una distribuzione che si avvicina al logaritmo normale. Vale la pena notare che un piccolo numero di edifici in ciascuna regione mostra concentrazioni dieci volte superiori alla mediana. I valori di riferimento per il radon negli spazi interni e le raccomandazioni correttive di varie organizzazioni sono riportati in "Regolamenti, raccomandazioni, linee guida e standard" in questo capitolo.

In conclusione, la via principale per prevenire le esposizioni al radon si basa sull'evitare di costruire in aree che per loro natura emettono una maggiore quantità di radon nell'aria. Dove ciò non è possibile, i pavimenti e le pareti devono essere adeguatamente sigillati e i materiali da costruzione non devono essere utilizzati se contengono materiale radioattivo. Gli spazi interni, in particolare gli scantinati, dovrebbero avere un'adeguata ventilazione.

 

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Venerdì, Marzo 11 2011 16: 52

Fumo di tabacco

Nel 1985 il Surgeon General del Servizio Sanitario Pubblico degli Stati Uniti ha riesaminato le conseguenze sulla salute del fumo per quanto riguarda il cancro e le malattie polmonari croniche sul posto di lavoro. Si è concluso che per la maggior parte dei lavoratori statunitensi il fumo di sigaretta rappresenta una maggiore causa di morte e disabilità rispetto all'ambiente di lavoro. Tuttavia, il controllo del fumo e una riduzione dell'esposizione ad agenti pericolosi sul posto di lavoro sono essenziali, poiché questi fattori agiscono spesso in sinergia con il fumo nell'induzione e nello sviluppo di malattie respiratorie. È noto che diverse esposizioni professionali inducono bronchite cronica nei lavoratori. Questi includono l'esposizione alla polvere di carbone, cemento e grano, agli aerosol di silice, ai vapori generati durante la saldatura e all'anidride solforosa. La bronchite cronica tra i lavoratori in queste occupazioni è spesso aggravata dal fumo di sigaretta (US Surgeon General 1985).

I dati epidemiologici hanno chiaramente documentato che i minatori di uranio ei lavoratori dell'amianto che fumano sigarette comportano rischi significativamente più elevati di cancro delle vie respiratorie rispetto ai non fumatori in queste occupazioni. L'effetto cancerogeno dell'uranio e dell'amianto e del fumo di sigaretta non è semplicemente additivo, ma sinergico nell'indurre il carcinoma a cellule squamose del polmone (US Surgeon General 1985; Hoffmann e Wynder 1976; Saccomanno, Huth e Auerbach 1988; Hilt et al. 1985). Gli effetti cancerogeni dell'esposizione a nichel, arsenicali, cromati, eteri clorometilici e quelli del fumo di sigaretta sono almeno additivi (US Surgeon General 1985; Hoffmann e Wynder 1976; IARC 1987a, Pershagen et al. 1981). Si potrebbe presumere che i lavoratori delle cokerie che fumano abbiano un rischio maggiore di cancro ai polmoni e ai reni rispetto ai lavoratori delle cokerie non fumatori; tuttavia, mancano dati epidemiologici che supportino questo concetto (IARC 1987c).

Lo scopo di questa panoramica è valutare gli effetti tossici dell'esposizione di uomini e donne al fumo di tabacco ambientale (ETS) sul luogo di lavoro. Certamente, limitare il fumo sul posto di lavoro andrà a vantaggio dei fumatori attivi riducendo il loro consumo di sigarette durante la giornata lavorativa, aumentando così la possibilità che diventino ex fumatori; ma smettere di fumare gioverà anche a quei non fumatori che sono allergici al fumo di tabacco o che hanno malattie polmonari o cardiache preesistenti.

Natura fisico-chimica del fumo di tabacco ambientale

Fumo mainstream e sidestream

ETS è definito come il materiale nell'aria interna che ha origine dal fumo di tabacco. Sebbene il fumo di pipa e di sigaro contribuisca all'ETS, il fumo di sigaretta ne è generalmente la principale fonte. L'ETS è un aerosol composito emesso principalmente dal cono di combustione di un prodotto del tabacco tra una boccata e l'altra. Questa emissione è chiamata fumo sidestream (SS). In misura minore, l'ETS è costituito anche da componenti del fumo tradizionale (SM), cioè quelli che vengono espirati dal fumatore. La tabella 7 elenca i rapporti dei principali agenti tossici e cancerogeni nel fumo inalato, nel fumo principale e nel fumo laterale (Hoffmann e Hecht 1990; Brunnemann e Hoffmann 1991; Guerin et al. 1992; Luceri et al. 1993) . Sotto "Tipo di tossicità", i componenti del fumo contrassegnati con "C" rappresentano agenti cancerogeni per animali riconosciuti dall'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC). Tra questi vi sono il benzene, la β-naftilammina, il 4-aminobifenile e il polonio-210, anch'essi riconosciuti cancerogeni per l'uomo (IARC 1987a; IARC 1988). Quando si fumano sigarette con filtro, alcuni componenti volatili e semivolatili vengono selettivamente rimossi dalla MS mediante filtri (Hoffmann e Hecht 1990). Tuttavia, questi composti sono presenti in quantità molto più elevate nella SS non diluita rispetto alla SM. Inoltre, quei componenti del fumo che si formano favorevolmente durante la combustione nell'atmosfera riducente del cono in fiamme, vengono rilasciati in SS in misura molto maggiore che in MS. Ciò include gruppi di agenti cancerogeni come le nitrosammine volatili, le nitrosammine specifiche del tabacco (TSNA) e le ammine aromatiche.

Tabella 1. Alcuni agenti tossici e cancerogeni nel fumo di sigaretta non diluito

Compound

Tipo di
tossicitàa

Importo in
flusso laterale
fumo per
sigaretta

Rapporto di lato-
stream al main-
ruscello di fumo

Fase vapore

Monossido di carbonio

T

26.80-61 mg

2.5-14.9

Solfuro di carbonile

T

2-3 microgrammi

0.03-0.13

1,3-butadiene

C

200-250 microgrammi

3.8-10.8

Benzene

C

240-490 microgrammi

8-10

Formaldehyde

C

300-1,500 microgrammi

10-50

acroleina

T

40-100 microgrammi

8-22

3-vinilpiridina

T

330-450 microgrammi

24-34

Acido cianidrico

T

14-110 microgrammi

0.06-0.4

idrazina

C

90 anni

3

Ossidi di azoto (nx)

T

500-2,000 microgrammi

3.7-12.8

N-nitrosodimetilammina

C

200-1,040 ng

12-440

N-Nitrosodiethylamine

C

NDb-1,000 ng

<40

N-nitrosopirrolidina

C

7-700 ng

4-120

Fase particellare

Catrame

C

14-30 mg

1.1-15.7

Nicotina

T

2.1-46 mg

1.3-21

Fenolo

TP

70-250 microgrammi

1.3-3.0

Catecolo

CoC

58-290 microgrammi

0.67-12.8

2-toluidina

C

2.0-3.9 microgrammi

18-70

β-naftilammina

C

19-70 ng

8.0-39

4-amminobifenile

C

3.5-6.9 ng

7.0-30

Benz(a)antracene

C

40-200 ng

2-4

Il benzo (a) pirene

C

40-70 ng

2.5-20

chinolina

C

15-20 microgrammi

8-11

NNNc

C

0.15-1.7 microgrammi

0.5-5.0

NNKd

C

0.2-1.4 microgrammi

1.0-22

N-nitrosodietanolammina

C

43 anni

1.2

Cadmio

C

0.72 μg

7.2

Nichel, Ni free

C

0.2-2.5 microgrammi

13-30

Zinco

T

6.0 anni

6.7

Polonio-210

C

0.5-1.6 pci

1.06-3.7

a C=Cancerogeno; CoC=co-cancerogeno; T=tossico; TP=promotore tumorale.
b ND=non rilevato.
c NN=N'-nitrosonornicotina.
d NNK=4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanone.

ETS nell'aria interna

Sebbene la SS non diluita contenga quantità maggiori di componenti tossici e cancerogeni rispetto alla SM, la SS inalata dai non fumatori è altamente diluita dall'aria e le sue proprietà sono alterate a causa del decadimento di alcune specie reattive. La Tabella 8 elenca i dati riportati per gli agenti tossici e cancerogeni in campioni di aria interna con vari gradi di inquinamento da fumo di tabacco (Hoffmann e Hecht 1990; Brunnemann e Hoffmann 1991; Luceri et al. 1993). La diluizione in aria di SS ha un impatto significativo sulle caratteristiche fisiche di questo aerosol. In generale, la distribuzione dei vari agenti tra la fase vapore e la fase particellare viene modificata a favore della prima. Le particelle in ETS sono più piccole (<0.2 μ) di quelle in MS (~0.3 μ) e i livelli di pH di SS (pH 6.8 - 8.0) e di ETS sono superiori al pH di MS (5.8 - 6.2; Brunnemann e Hoffmann 1974). Di conseguenza, il 90-95% della nicotina è presente nella fase vapore dell'ETS (Eudy et al. 1986). Allo stesso modo, altri componenti di base come il minore Nicotiana gli alcaloidi, così come le ammine e l'ammoniaca, sono presenti principalmente nella fase vapore dell'ETS (Hoffmann e Hecht 1990; Guerin et al. 1992).

Tabella 2. Alcuni agenti tossici e cancerogeni in ambienti interni inquinati da fumo di tabacco

Inquinanti

Località

Concentrazione/m3

Monossido di azoto

Laboratori
Ristoranti
I bar
caffetterie

50-440 microgrammi
17-240 microgrammi
80-250 microgrammi
2.5-48 microgrammi

Diossido di azoto

Laboratori
Ristoranti
I bar
caffetterie

68-410 microgrammi
40-190 microgrammi
2-116 microgrammi
67-200 microgrammi

Acido cianidrico

Salotti

8-122 microgrammi

1,3-butadiene

I bar

2.7-4.5 microgrammi

Benzene

Luoghi pubblici

20-317 microgrammi

Formaldehyde

Salotti
taverne

2.3-5.0 microgrammi
89-104 microgrammi

acroleina

Luoghi pubblici

30-120 microgrammi

Acetone

Caffetteria

910-1,400 microgrammi

Fenoli (volatili)

Caffetteria

7.4-11.5 ng

N-nitrosodimetilammina

Bar, ristoranti, uffici

<10-240ng

N-Nitrosodiethylamine

Ristoranti

<10-30ng

Nicotina

Residences
Uffici
Edifici pubblici

0.5-21 microgrammi
1.1-36.6 microgrammi
1.0-22 microgrammi

2-toluidina

Uffici
Sala da gioco con fumatori

3.0-12.8 ng
16.9 anni

b-naftilammina

Uffici
Sala da gioco con fumatori

0.27-0.34 ng
0.47 anni

4-amminobifenile

Uffici
Sala da gioco con fumatori

0.1 anni
0.11 anni

Benz(a)antracene

Ristoranti

1.8-9.3 ng

Il benzo (a) pirene

Ristoranti
Camere per fumatori
Salotti

2.8-760 microgrammi
88-214 microgrammi
10-20 microgrammi

NNNa

I bar
Ristoranti

4.3-22.8 ng
NDb-5.7 milioni di euro

NNKc

I bar
Ristoranti
Auto con fumatori

9.6-23.8 ng
1.4-3.3 ng
29.3 anni

a NN=N'-nitrosonornicotina.
b ND=non rilevato.
c NNK=4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanone.

Biomarcatori dell'assorbimento dell'ETS da parte dei non fumatori

Sebbene un numero significativo di lavoratori non fumatori sia esposto all'ETS sul posto di lavoro, nei ristoranti, nelle proprie case o in altri luoghi al chiuso, è difficilmente possibile stimare l'effettiva diffusione dell'ETS da parte di un individuo. L'esposizione all'ETS può essere determinata con maggiore precisione misurando specifici costituenti del fumo oi loro metaboliti nei fluidi fisiologici o nell'aria espirata. Sebbene siano stati esplorati diversi parametri, come CO nell'aria espirata, carbossiemoglobina nel sangue, tiocianato (un metabolita dell'acido cianidrico) nella saliva o nelle urine, o idrossiprolina e N-nitrosoprolina nelle urine, solo tre misure sono effettivamente utili per stimare l'assorbimento di ETS da parte di non fumatori. Ci permettono di distinguere l'esposizione passiva al fumo da quella dei fumatori attivi e dai non fumatori che non hanno assolutamente alcuna esposizione al fumo di tabacco.

Il biomarcatore più utilizzato per l'esposizione all'ETS dei non fumatori è la cotinina, un importante metabolita della nicotina. È determinato mediante gascromatografia, o mediante dosaggio radioimmunologico nel sangue o preferibilmente nelle urine, e riflette l'assorbimento di nicotina attraverso il polmone e la cavità orale. Pochi millilitri di urina di fumatori passivi sono sufficienti per determinare la cotinina con uno dei due metodi. In generale, un fumatore passivo ha livelli di cotinina da 5 a 10 ng/ml di urina; tuttavia, valori più elevati sono stati occasionalmente misurati per i non fumatori che sono stati esposti a forti ETS per un periodo più lungo. È stata stabilita una risposta alla dose tra la durata dell'esposizione a ETS e l'escrezione urinaria di cotinina (tabella 3, Wald et al. 1984). Nella maggior parte degli studi sul campo, la cotinina nelle urine dei fumatori passivi era compresa tra lo 0.1 e lo 0.3% delle concentrazioni medie riscontrate nelle urine dei fumatori; tuttavia, in caso di esposizione prolungata ad alte concentrazioni di ETS, i livelli di cotinina corrispondevano fino all'1% dei livelli misurati nelle urine dei fumatori attivi (US National Research Council 1986; IARC 1987b; US Environmental Protection Agency 1992).

Tabella 3. Cotinina urinaria nei non fumatori in base al numero di ore riportate di esposizione al fumo di tabacco di altre persone nei sette giorni precedenti

Durata dell'esposizione

Quintile

Limiti (ore)

Numero

Cotinina urinaria (media ± SD)
(ng/ml)
a

1st

0.0-1.5

43

2.8 3.0 ±

2nd

1.5-4.5

47

3.4 2.7 ±

3rd

4.5-8.6

43

5.3 4.3 ±

8.6-20.0

43

14.7 19.5 ±

20.0-80.0

45

29.6 73.7 ±

Tutti

0.0-80.0

221

11.2 35.6 ±

a La tendenza all'aumentare dell'esposizione era significativa (p<0.001).

Fonte: Sulla base di Wald et al. 1984.

Il cancerogeno della vescica umana 4-aminobifenile, che si trasferisce dal fumo di tabacco nell'ETS, è stato rilevato come addotto dell'emoglobina nei fumatori passivi in ​​concentrazioni fino al 10% del livello medio di addotto riscontrato nei fumatori (Hammond et al. 1993). È stato misurato fino all'1% dei livelli medi di un metabolita del cancerogeno derivato dalla nicotina 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanone (NNK), che si trova nelle urine dei fumatori di sigarette nelle urine di non fumatori che erano stati esposti ad alte concentrazioni di SS in un laboratorio di prova (Hecht et al. 1993). Sebbene quest'ultimo metodo dei biomarcatori non sia stato ancora applicato negli studi sul campo, è promettente come indicatore adeguato dell'esposizione dei non fumatori a un cancerogeno polmonare specifico del tabacco.

Fumo di tabacco ambientale e salute umana

Disturbi diversi dal cancro

L'esposizione prenatale alla SM e/o all'ETS e l'esposizione postnatale precoce all'ETS aumentano la probabilità di complicanze durante le infezioni respiratorie virali nei bambini durante il primo anno di vita.

La letteratura scientifica contiene diverse dozzine di segnalazioni cliniche provenienti da vari paesi, che riportano che i figli di genitori fumatori, soprattutto bambini di età inferiore ai due anni, presentano un eccesso di malattie respiratorie acute (US Environmental Protection Agency 1992; US Surgeon General 1986; Medina et al.1988; Riedel et al.1989). Diversi studi hanno anche descritto un aumento delle infezioni dell'orecchio medio nei bambini esposti al fumo di sigaretta dei genitori. L'aumento della prevalenza di versamento dell'orecchio medio attribuibile all'ETS ha portato a un aumento dell'ospedalizzazione di bambini piccoli per intervento chirurgico (US Environmental Protection Agency 1992; US Surgeon General 1986).

Negli ultimi anni, prove cliniche sufficienti hanno portato alla conclusione che il fumo passivo è associato a una maggiore gravità dell'asma in quei bambini che già hanno la malattia e che molto probabilmente porta a nuovi casi di asma nei bambini (US Environmental Protection Agency 1992 ).

Nel 1992, la US Environmental Protection Agency (1992) ha esaminato criticamente gli studi sui sintomi respiratori e le funzioni polmonari nei non fumatori adulti esposti all'ETS, concludendo che il fumo passivo ha effetti sottili ma statisticamente significativi sulla salute respiratoria degli adulti non fumatori.

Una ricerca della letteratura sull'effetto del fumo passivo sulle malattie respiratorie o coronariche nei lavoratori ha rivelato solo pochi studi. Uomini e donne che sono stati esposti all'ETS sul posto di lavoro (uffici, banche, istituzioni accademiche, ecc.) per dieci o più anni avevano una funzione polmonare compromessa (White e Froeb 1980; Masi et al. 1988).

Cancro ai polmoni

Nel 1985, l'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) ha riesaminato l'associazione dell'esposizione passiva al fumo di tabacco con il cancro ai polmoni nei non fumatori. Sebbene in alcuni studi, ogni non fumatore affetto da cancro ai polmoni che aveva riferito di esposizione a ETS fosse stato intervistato personalmente e avesse fornito informazioni dettagliate sull'esposizione (US National Research Council 1986; US EPA 1992; US Surgeon General 1986; Kabat e Wynder 1984), il L'IARC ha concluso:

Le osservazioni finora fatte sui non fumatori sono compatibili o con un aumento del rischio da fumo 'passivo' o con l'assenza di rischio. La conoscenza della natura del fumo sidestream e mainstream, dei materiali assorbiti durante il fumo 'passivo' e della relazione quantitativa tra dose ed effetto che si osservano comunemente dall'esposizione ad agenti cancerogeni, tuttavia, porta alla conclusione che il fumo passivo dia origine ad alcune rischio di cancro (IARC 1986).

Pertanto, esiste un'apparente dicotomia tra i dati sperimentali che supportano il concetto che l'ETS provoca un certo rischio di cancro ei dati epidemiologici, che non sono conclusivi rispetto all'esposizione all'ETS e al cancro. I dati sperimentali, compresi gli studi sui biomarcatori, hanno ulteriormente rafforzato il concetto che l'ETS è cancerogeno, come discusso in precedenza. Discuteremo ora fino a che punto gli studi epidemiologici che sono stati completati dopo il citato rapporto IARC hanno contribuito a chiarire la questione del cancro al polmone ETS.

Secondo i precedenti studi epidemiologici, e in circa 30 studi riportati dopo il 1985, l'esposizione all'ETS dei non fumatori costituiva un fattore di rischio per il cancro del polmone inferiore a 2.0, rispetto al rischio di un non fumatore senza un'esposizione significativa all'ETS (US Environmental Protection Agency 1992; Kabat e Wynder 1984; IARC 1986; Brownson et al. 1992; Brownson et al. 1993). Pochi, se non nessuno, di questi studi epidemiologici soddisfano i criteri di causalità nell'associazione tra un fattore ambientale o occupazionale e il cancro del polmone. I criteri che soddisfano questi requisiti sono:

  1. un grado di associazione consolidato (fattore di rischio≥3)
  2. riproducibilità dell'osservazione da parte di numerosi studi
  3. accordo tra la durata dell'esposizione e l'effetto
  4. plausibilità biologica.

 

Una delle maggiori incertezze sui dati epidemiologici risiede nella scarsa attendibilità delle risposte ottenute interrogando i casi e/oi loro parenti circa l'abitudine al fumo dei casi. Sembra che vi sia generalmente un accordo tra le storie di fumo dei genitori e del coniuge fornite da casi e controlli; tuttavia, ci sono bassi tassi di concordanza per la durata e l'intensità del fumo (Brownson et al. 1993; McLaughlin et al. 1987; McLaughlin et al. 1990). Alcuni ricercatori hanno contestato l'attendibilità delle informazioni derivate dagli individui sul loro stato di fumatori. Ciò è esemplificato da un'indagine su larga scala condotta nel sud della Germania. Una popolazione di studio selezionata in modo casuale consisteva di oltre 3,000 uomini e donne, di età compresa tra 25 e 64 anni. Queste stesse persone sono state interrogate tre volte nel 1984-1985, nel 1987-1988 e di nuovo nel 1989-1990 in merito alle loro abitudini al fumo, mentre ogni volta l'urina veniva raccolta da ciascun probando e veniva analizzata per la cotinina. Quei volontari che risultavano avere più di 20 ng di cotinina per ml di urina erano considerati fumatori. Tra gli 800 ex fumatori che si dichiaravano non fumatori, il 6.3%, il 6.5% e il 5.2% avevano livelli di cotinina superiori a 20 ng/ml durante i tre periodi di tempo testati. Gli autoproclamati non fumatori, che sono stati identificati come veri fumatori in base all'analisi della cotinina, costituivano rispettivamente lo 0.5%, l'1.0% e lo 0.9% (Heller et al. 1993).

La limitata attendibilità dei dati ottenuti dal questionario e il numero relativamente limitato di non fumatori con cancro del polmone che non sono stati esposti ad agenti cancerogeni sul posto di lavoro, indicano la necessità di uno studio epidemiologico prospettico con valutazione di biomarcatori (ad es. cotinina, metaboliti di idrocarburi polinucleari aromatici, e/o metaboliti di NNK nelle urine) per giungere ad una valutazione conclusiva della questione sul nesso di causalità tra fumo involontario e tumore del polmone. Sebbene tali studi prospettici con biomarcatori rappresentino un compito importante, sono essenziali per rispondere alle domande sull'esposizione che hanno importanti implicazioni per la salute pubblica.

Fumo di tabacco ambientale e ambiente occupazionale

Sebbene gli studi epidemiologici non abbiano finora dimostrato un'associazione causale tra l'esposizione all'ETS e il cancro ai polmoni, è comunque altamente auspicabile proteggere i lavoratori sul luogo di lavoro dall'esposizione al fumo di tabacco ambientale. Questo concetto è supportato dall'osservazione che l'esposizione a lungo termine dei non fumatori all'ETS sul posto di lavoro può portare a una ridotta funzionalità polmonare. Inoltre, in ambienti lavorativi con esposizione ad agenti cancerogeni, il fumo involontario può aumentare il rischio di cancro. Negli Stati Uniti, l'Environmental Protection Agency ha classificato l'ETS come cancerogeno di gruppo A (noto per l'uomo); pertanto, la legge negli Stati Uniti richiede che i dipendenti siano protetti dall'esposizione all'ETS.

Diverse misure possono essere prese per proteggere il non fumatore dall'esposizione all'ETS: vietare il fumo sul posto di lavoro, o almeno separare i fumatori dai non fumatori ove possibile, e assicurare che le stanze dei fumatori abbiano un sistema di scarico separato. L'approccio più gratificante e di gran lunga il più promettente è assistere i dipendenti che fumano sigarette negli sforzi per smettere.

Il cantiere può offrire ottime opportunità per implementare programmi per smettere di fumare; infatti, numerosi studi hanno dimostrato che i programmi sul posto di lavoro hanno più successo dei programmi basati sulla clinica, perché i programmi sponsorizzati dal datore di lavoro sono di natura più intensa e offrono incentivi economici e/o di altro tipo (US Surgeon General 1985). Viene inoltre indicato che l'eliminazione delle malattie polmonari croniche e del cancro legate all'occupazione spesso non può procedere senza sforzi per convertire i lavoratori in ex fumatori. Inoltre, gli interventi nei luoghi di lavoro, compresi i programmi per smettere di fumare, possono produrre cambiamenti duraturi nella riduzione di alcuni fattori di rischio cardiovascolare per i dipendenti (Gomel et al. 1993).

Apprezziamo molto l'assistenza editoriale di Ilse Hoffmann e la preparazione di questo manoscritto di Jennifer Johnting. Questi studi sono supportati da USPHS Grants CA-29580 e CA-32617 dal National Cancer Institute.

 

Di ritorno

Venerdì, Marzo 11 2011 16: 56

Regolamento sul fumo

Per quanto riguarda l'adozione di misure per ridurre l'uso del tabacco, i governi dovrebbero tenere presente che mentre le persone decidono autonomamente se smettere di fumare, è responsabilità del governo adottare tutte le misure necessarie per incoraggiarle a smettere. I passi intrapresi dai legislatori e dai governi di molti paesi sono stati indecisi, perché mentre la riduzione dell'uso del tabacco è un indiscusso miglioramento della salute pubblica - con conseguente risparmio nella spesa sanitaria pubblica - ci sarebbero una serie di perdite economiche e dislocazioni in molti settori, almeno di natura temporanea. La pressione che le organizzazioni e le agenzie internazionali per la salute e l'ambiente possono esercitare a questo proposito è molto importante, perché molti paesi potrebbero annacquare le misure contro l'uso del tabacco a causa di problemi economici, specialmente se il tabacco è un'importante fonte di reddito.

Questo articolo descrive brevemente le misure normative che possono essere adottate per ridurre il fumo in un paese.

Avvertenze sui pacchetti di sigarette

Una delle prime misure adottate in molti paesi è quella di esigere che sui pacchetti di sigarette sia ben visibile l'avvertimento che il fumo nuoce gravemente alla salute del fumatore. Questo monito, il cui scopo non è tanto quello di esercitare un effetto immediato sul fumatore, ma piuttosto di mostrare che il governo è preoccupato per il problema, sta creando un clima psicologico che favorirà l'adozione di misure successive che altrimenti sarebbero considerate aggressive dalla popolazione fumatrice.

Alcuni esperti sostengono l'inclusione di queste avvertenze sui sigari e sul tabacco da pipa. Ma l'opinione più generale è che quegli avvertimenti non sono necessari, perché le persone che usano quel tipo di tabacco normalmente non inalano il fumo, e l'estensione di questi avvertimenti porterebbe più probabilmente a ignorare i messaggi nel loro insieme. Per questo l'opinione prevalente è che le avvertenze debbano essere applicate solo ai pacchetti di sigarette. Un riferimento al fumo passivo non è stato, per il momento, considerato, ma non è un'opzione da scartare.

Restrizioni al fumo negli spazi pubblici

Il divieto di fumare negli spazi pubblici è uno degli strumenti normativi più efficaci. Questi divieti possono ridurre significativamente il numero di persone esposte al fumo passivo e, inoltre, possono ridurre il consumo giornaliero di sigarette da parte dei fumatori. Le comuni lamentele da parte dei proprietari di spazi pubblici, come hotel, ristoranti, strutture ricreative, sale da ballo, teatri e così via, si basano sull'argomentazione che queste misure comporteranno una perdita di clienti. Tuttavia, se i governi attuano queste misure su tutta la linea, l'impatto negativo di una perdita di clientela si verificherà solo nella prima fase, perché le persone alla fine si adatteranno alla nuova situazione.

Un'altra possibilità è la progettazione di spazi specifici per i fumatori. La separazione dei fumatori dai non fumatori dovrebbe essere efficace al fine di ottenere i benefici desiderati, creando barriere che impediscano ai non fumatori di inalare il fumo di tabacco. La separazione deve quindi essere fisica e, se l'impianto di climatizzazione utilizza aria di riciclo, l'aria delle zone fumatori non deve essere miscelata con quella delle zone non fumatori. Realizzare spazi per fumatori comporta quindi spese di costruzione e compartimentazione, ma può essere una soluzione per chi vuole servire il pubblico fumatori.

Oltre ai luoghi in cui è ovviamente vietato fumare per motivi di sicurezza a causa di possibili esplosioni o incendi, dovrebbero esserci anche aree, come strutture sanitarie e sportive, scuole e asili nido, in cui non è consentito fumare anche se non ci sono sistemi di sicurezza. rischi del genere.

Restrizioni al fumo sul lavoro

Le restrizioni al fumo sul posto di lavoro possono anche essere prese in considerazione alla luce di quanto sopra. I governi e gli imprenditori, insieme ai sindacati, possono stabilire programmi per ridurre l'uso del tabacco sul posto di lavoro. Le campagne per ridurre il fumo sul posto di lavoro hanno generalmente successo.

Quando possibile, si raccomanda la creazione di aree non fumatori per stabilire una politica contro l'uso del tabacco e per sostenere le persone che difendono il diritto a non essere fumatori di seconda mano. In caso di conflitto tra un fumatore e un non fumatore, la normativa dovrebbe sempre lasciare prevalere il non fumatore e, qualora non possano essere separati, il fumatore dovrebbe essere sollecitato ad astenersi dal fumare sul posto di lavoro.

Oltre che nei luoghi in cui per motivi di salute o sicurezza dovrebbe essere vietato fumare, non si dovrebbe ignorare la possibilità di sinergia tra gli effetti dell'inquinamento chimico sul posto di lavoro e il fumo di tabacco anche in altri ambiti. Il peso di tali considerazioni si tradurrà, senza dubbio, in un'ampia estensione delle restrizioni al fumo, soprattutto nei luoghi di lavoro industriali.

Maggiore pressione economica contro il tabacco

Un altro strumento di regolamentazione su cui i governi fanno affidamento per frenare l'uso del tabacco è l'imposizione di tasse più elevate, principalmente sulle sigarette. Questa politica è intesa a portare a un minor consumo di tabacco, il che giustificherebbe la relazione inversa tra il prezzo del tabacco e il suo consumo e che può essere misurata confrontando la situazione nei diversi paesi. È considerato efficace quando la popolazione è avvertita dei pericoli dell'uso del tabacco e avvisata della necessità di smettere di consumarlo. Un aumento del prezzo del tabacco può essere una motivazione per smettere di fumare. Questa politica, tuttavia, ha molti oppositori, che basano le loro critiche su argomenti brevemente accennati di seguito.

In primo luogo, secondo molti specialisti, l'aumento del prezzo del tabacco per motivi fiscali è seguito da una temporanea riduzione del consumo di tabacco, seguita da un graduale ritorno ai precedenti livelli di consumo man mano che i fumatori si abituano al nuovo prezzo. In altre parole, i fumatori assimilano un aumento del prezzo del tabacco allo stesso modo in cui le persone si abituano ad altre tasse o all'aumento del costo della vita.

In secondo luogo, è stato osservato anche un cambiamento nelle abitudini dei fumatori. Quando i prezzi salgono, tendono a cercare marchi più economici di qualità inferiore che probabilmente rappresentano anche un rischio maggiore per la loro salute (perché mancano di filtri o contengono maggiori quantità di catrame e nicotina). Questo spostamento può spingersi fino a indurre i fumatori ad adottare la pratica di fabbricare sigarette fatte in casa, il che eliminerebbe completamente ogni possibilità di controllo del problema.

In terzo luogo, molti esperti ritengono che misure di questo tipo tendano a rafforzare la convinzione che il governo accetti il ​​tabacco e il suo consumo come un ulteriore mezzo per riscuotere le tasse, portando alla convinzione contraddittoria che ciò che il governo vuole veramente sia che la gente fuma per poter incassare più soldi con la tassa speciale sul tabacco.

Limitare la pubblicità

Un'altra arma utilizzata dai governi per ridurre il consumo di tabacco è limitare o semplicemente vietare qualsiasi pubblicità per il prodotto. I governi e molte organizzazioni internazionali hanno una politica che vieta la pubblicità del tabacco in determinati ambiti, come lo sport (almeno alcuni sport), l'assistenza sanitaria, l'ambiente e l'istruzione. Questa politica ha indubbi vantaggi, che sono particolarmente efficaci quando elimina la pubblicità in quegli ambienti che colpiscono i giovani in un momento in cui è probabile che prendano il vizio del fumo.

Programmi pubblici che incoraggiano le persone a smettere di fumare

L'utilizzo delle campagne antifumo come prassi normale, adeguatamente finanziate e organizzate come regola di comportamento in alcuni ambiti, come il mondo del lavoro, si è rivelato di grande successo.

Campagne per educare i fumatori

A complemento di quanto detto sopra, educare i fumatori in modo che fumino "meglio" e riducano il consumo di sigarette è un'altra strada a disposizione dei governi per ridurre gli effetti negativi sulla salute dell'uso del tabacco sulla popolazione. Questi sforzi dovrebbero essere diretti a ridurre il consumo giornaliero di sigarette, a inibire il più possibile l'inalazione di fumo, a non fumare i mozziconi di sigaretta (la tossicità del fumo aumenta verso la fine della sigaretta), a non mantenere la sigaretta costantemente alle labbra e ad adottare le preferenze per i marchi con catrame e nicotina inferiori.

Misure di questo tipo evidentemente non riducono il numero dei fumatori, ma riducono quanto i fumatori sono danneggiati dal loro vizio. Ci sono argomenti contro questo tipo di rimedio perché può dare l'impressione che il fumo non sia intrinsecamente una cattiva abitudine, dal momento che ai fumatori viene detto come fumare al meglio.

Osservazioni conclusive

L'azione normativa e legislativa dei diversi governi è lenta e non sufficientemente efficace, soprattutto alla luce di quanto sarebbe necessario a causa dei problemi causati dal consumo di tabacco. Spesso questo è il caso a causa di ostacoli legali contro l'attuazione di tali misure, argomenti contro la concorrenza sleale, o anche la protezione del diritto individuale al fumo. I progressi nell'uso dei regolamenti sono stati lenti, ma sono comunque costanti. D'altra parte, va tenuta presente la differenza tra fumatori attivi e fumatori di seconda mano o passivi. Tutte le misure che aiuterebbero qualcuno a smettere di fumare, o almeno a ridurre efficacemente il consumo quotidiano, dovrebbero essere dirette al fumatore; tutto il peso dei regolamenti dovrebbe essere esercitato contro questa abitudine. Al fumatore passivo dovrebbe essere fornita ogni possibile argomentazione per sostenere il suo diritto a non inalare il fumo di tabacco e per difendere il diritto a godere dell'uso di ambienti senza fumo a casa, al lavoro e nel tempo libero.

 

Di ritorno

Dal punto di vista dell'inquinamento, l'aria interna in situazioni non industriali presenta alcune caratteristiche che la differenziano dall'aria esterna, o atmosferica, e da quella dei luoghi di lavoro industriali. Oltre ai contaminanti presenti nell'aria atmosferica, l'aria interna comprende anche contaminanti generati dai materiali da costruzione e dalle attività che si svolgono all'interno dell'edificio. Le concentrazioni di contaminanti nell'aria interna tendono ad essere uguali o inferiori alle concentrazioni riscontrate nell'aria esterna, a seconda della ventilazione; i contaminanti generati dai materiali da costruzione sono generalmente diversi da quelli che si trovano nell'aria esterna e si possono trovare in concentrazioni elevate, mentre quelli generati dalle attività all'interno dell'edificio dipendono dalla natura di tali attività e possono essere gli stessi che si trovano nell'aria esterna, come nel caso di CO e CO2.

Per questo motivo, il numero di contaminanti presenti nell'aria interna non industriale è ampio e vario ei livelli di concentrazione sono bassi (tranne nei casi in cui è presente un'importante fonte di generazione); variano in funzione delle condizioni atmosferiche/climatiche, della tipologia o delle caratteristiche dell'edificio, della sua ventilazione e delle attività svolte al suo interno.

Analisi

Gran parte della metodologia utilizzata per misurare la qualità dell'aria interna deriva dall'igiene industriale e dalle misurazioni dell'immissione di aria esterna. Esistono pochi metodi analitici convalidati specificamente per questo tipo di test, sebbene alcune organizzazioni, come l'Organizzazione mondiale della sanità e l'Agenzia per la protezione dell'ambiente negli Stati Uniti, stiano conducendo ricerche in questo campo. Un ulteriore ostacolo è la scarsità di informazioni sulla relazione esposizione-effetto quando si tratta di esposizioni a lungo termine a basse concentrazioni di inquinanti.

I metodi analitici utilizzati per l'igiene industriale sono progettati per misurare alte concentrazioni e non sono stati definiti per molti inquinanti, mentre il numero di contaminanti nell'aria interna può essere ampio e vario e i livelli di concentrazione possono essere bassi, tranne in alcuni casi. La maggior parte dei metodi utilizzati nell'igiene industriale si basa sul prelievo di campioni e sulla loro analisi; molti di questi metodi possono essere applicati all'aria interna se si tiene conto di diversi fattori: adeguamento dei metodi alle concentrazioni tipiche; aumentare la loro sensibilità senza pregiudicare la precisione (ad esempio, aumentare il volume d'aria testato); e convalidandone la specificità.

I metodi analitici utilizzati per misurare le concentrazioni di inquinanti nell'aria esterna sono simili a quelli utilizzati per l'aria interna, pertanto alcuni possono essere utilizzati direttamente per l'aria interna mentre altri possono essere facilmente adattati. Tuttavia, è importante tenere presente che alcuni metodi sono progettati per una lettura diretta di un campione, mentre altri richiedono strumentazione ingombrante e talvolta rumorosa e utilizzano grandi volumi di aria campionata che possono falsare la lettura.

Pianificazione delle letture

La procedura tradizionale nel campo del controllo ambientale sul posto di lavoro può essere utilizzata per migliorare la qualità dell'aria interna. Consiste nell'individuare e quantificare un problema, proporre misure correttive, assicurarsi che tali misure siano implementate e quindi valutarne l'efficacia dopo un periodo di tempo. Questa procedura comune non è sempre la più adeguata perché spesso non è necessaria una valutazione così esaustiva, che includa il prelievo di molti campioni. Le misure esplorative, che possono variare da un'ispezione visiva all'analisi dell'aria ambiente mediante metodi di lettura diretta, e che possono fornire una concentrazione approssimativa di inquinanti, sono sufficienti per risolvere molti dei problemi esistenti. Una volta prese le misure correttive, i risultati possono essere valutati con una seconda misurazione e solo quando non ci sono prove evidenti di un miglioramento può essere intrapreso un'ispezione più approfondita (con misurazioni approfondite) o uno studio analitico completo (Swedish Work Fondo Ambiente 1988).

I principali vantaggi di una tale procedura esplorativa rispetto a quella più tradizionale sono l'economia, la velocità e l'efficacia. Richiede personale competente ed esperto e l'utilizzo di attrezzature idonee. La Figura 1 riassume gli obiettivi delle diverse fasi di questa procedura.

Figura 1. Pianificazione delle letture per la valutazione esplorativa.

AIR050T1

Strategia di campionamento

Il controllo analitico della qualità dell'aria interna dovrebbe essere considerato come ultima risorsa solo dopo che la misurazione esplorativa non ha dato risultati positivi, o se è necessaria un'ulteriore valutazione o controllo dei test iniziali.

Presupponendo una conoscenza preventiva delle fonti di inquinamento e delle tipologie di contaminanti, i campioni, anche se in numero limitato, dovrebbero essere rappresentativi dei vari spazi studiati. Il campionamento dovrebbe essere pianificato per rispondere alle domande Cosa? Come? Dove? e quando?

Che

Gli inquinanti in questione devono essere individuati preventivamente e, tenendo conto delle diverse tipologie di informazioni che si possono ottenere, si dovrebbe decidere se effettuare emissione or immissione misurazioni.

Le misurazioni delle emissioni per la qualità dell'aria interna possono determinare l'influenza di diverse fonti di inquinamento, delle condizioni climatiche, delle caratteristiche dell'edificio e dell'intervento umano, che ci consentono di controllare o ridurre le fonti di emissioni e migliorare la qualità dell'aria interna. Esistono diverse tecniche per effettuare questo tipo di misurazione: posizionare un sistema di captazione adiacente alla sorgente dell'emissione, definire un'area di lavoro limitata e studiare le emissioni come se rappresentassero condizioni generali di lavoro, oppure lavorare in condizioni simulate applicando sistemi di monitoraggio che si basano su misure dello spazio di testa.

Le misure di immissione consentono di determinare il livello di inquinamento dell'aria interna nelle diverse aree compartimentate dell'edificio, consentendo di produrre una mappa dell'inquinamento dell'intera struttura. Utilizzando queste misurazioni e individuando le diverse aree in cui le persone hanno svolto le loro attività e calcolando il tempo che hanno dedicato a ciascuna attività, sarà possibile determinare i livelli di esposizione. Un altro modo per farlo è far indossare ai singoli lavoratori dispositivi di monitoraggio durante il lavoro.

Potrebbe essere più pratico, se il numero di inquinanti è ampio e vario, selezionare poche sostanze rappresentative in modo che la lettura sia rappresentativa e non troppo costosa.

Come

La scelta del tipo di lettura da effettuare dipenderà dal metodo disponibile (lettura diretta o prelievo e analisi) e dalla tecnica di misura: emissione o immissione.

Dove

La posizione scelta dovrebbe essere la più appropriata e rappresentativa per ottenere i campioni. Ciò richiede la conoscenza dell'edificio in esame: il suo orientamento rispetto al sole, il numero di ore in cui riceve la luce solare diretta, il numero di piani, il tipo di compartimentazione, se la ventilazione è naturale o forzata, se le sue finestre possono essere aperte, e così via. È inoltre necessario conoscere l'origine dei reclami e dei problemi, ad esempio, se si verificano nei piani superiori o inferiori, o nelle zone vicine o lontane dalle finestre, o nelle zone che hanno scarsa ventilazione o illuminazione, tra le altre località. La selezione dei siti migliori per prelevare i campioni si baserà su tutte le informazioni disponibili relative ai criteri sopra menzionati.

Quando

Decidere quando effettuare le letture dipenderà da come le concentrazioni di inquinanti atmosferici cambiano rispetto al tempo. L'inquinamento può essere rilevato per prima cosa al mattino, durante la giornata lavorativa o alla fine della giornata; può essere rilevato all'inizio o alla fine della settimana; durante l'inverno o l'estate; quando l'aria condizionata è accesa o spenta; così come altre volte.

Per rispondere correttamente a queste domande, è necessario conoscere le dinamiche del dato ambiente interno. È inoltre necessario conoscere gli obiettivi delle misurazioni effettuate, che saranno basate sui tipi di inquinanti oggetto di indagine. La dinamica degli ambienti interni è influenzata dalla diversità delle fonti di inquinamento, dalle differenze fisiche degli spazi coinvolti, dal tipo di compartimentazione, dal tipo di ventilazione e controllo climatico utilizzato, dalle condizioni atmosferiche esterne (vento, temperatura, stagione, ecc. ), e le caratteristiche dell'edificio (numero di finestre, loro orientamento, ecc.).

Gli obiettivi delle misurazioni determineranno se il campionamento verrà effettuato per intervalli brevi o lunghi. Se si pensa che gli effetti sulla salute dei contaminanti indicati siano a lungo termine, ne consegue che le concentrazioni medie dovrebbero essere misurate su lunghi periodi di tempo. Per le sostanze che hanno effetti acuti ma non cumulativi, sono sufficienti misurazioni su brevi periodi. Se si sospettano emissioni intense di breve durata, è richiesto un campionamento frequente su brevi periodi per rilevare il momento dell'emissione. Non va trascurato, tuttavia, il fatto che in molti casi le possibili scelte nel tipo di metodi di campionamento utilizzati possono essere determinate dai metodi analitici disponibili o richiesti.

Se dopo aver considerato tutte queste domande non è sufficientemente chiaro quale sia l'origine del problema, o quando il problema si presenta con maggiore frequenza, la decisione su dove e quando prelevare i campioni deve essere presa a caso, calcolando il numero di campioni come una funzione dell'affidabilità e del costo attesi.

Tecniche di misurazione

I metodi disponibili per il prelievo di campioni di aria interna e per la loro analisi possono essere raggruppati in due tipi: metodi che prevedono una lettura diretta e quelli che prevedono il prelievo di campioni per analisi successive.

I metodi basati sulla lettura diretta sono quelli con i quali avviene contemporaneamente il prelievo del campione e la misura della concentrazione degli inquinanti; sono veloci e la misurazione è istantanea, consentendo dati precisi a un costo relativamente basso. Questo gruppo include tubi colorimetrici ed monitor specifici.

L'utilizzo dei tubi colorimetrici si basa sul cambiamento di colore di uno specifico reagente quando viene a contatto con un dato inquinante. I più comunemente usati sono i tubi che contengono un reagente solido e l'aria viene aspirata attraverso di essi utilizzando una pompa manuale. La valutazione della qualità dell'aria indoor con i tubi colorimetrici è utile solo per misure esplorative e per misurare le emissioni sporadiche poiché la loro sensibilità è generalmente bassa, ad eccezione di alcuni inquinanti come CO e CO2 che si possono trovare ad alte concentrazioni nell'aria interna. È importante tenere presente che la precisione di questo metodo è bassa e l'interferenza di contaminanti imprevisti è spesso un fattore.

Nel caso di monitor specifici, la rilevazione degli inquinanti si basa su principi fisici, elettrici, termici, elettromagnetici e chemoelettromagnetici. La maggior parte dei monitor di questo tipo può essere utilizzata per effettuare misurazioni di breve o lunga durata e ottenere un profilo di contaminazione in un determinato sito. La loro precisione è determinata dai rispettivi produttori e l'uso corretto richiede tarature periodiche mediante atmosfere controllate o miscele di gas certificate. I monitor stanno diventando sempre più precisi e la loro sensibilità più affinata. Molti hanno una memoria incorporata per memorizzare le letture, che possono quindi essere scaricate su computer per la creazione di database e la facile organizzazione e recupero dei risultati.

I metodi e le analisi di campionamento possono essere classificati in attivo (o dinamico) e passivo, a seconda della tecnica.

Con i sistemi attivi, questo inquinamento può essere raccolto forzando l'aria attraverso dispositivi di raccolta in cui l'inquinante viene catturato, concentrando il campione. Ciò si ottiene con filtri, solidi adsorbenti e soluzioni assorbenti o reattive che vengono inseriti in gorgogliatori o impregnati su materiale poroso. L'aria viene quindi fatta passare e il contaminante, oi prodotti della sua reazione, vengono analizzati. Per l'analisi dell'aria campionata con sistemi attivi i requisiti sono un fissativo, una pompa per muovere l'aria e un sistema per misurare il volume dell'aria campionata, direttamente o utilizzando dati di flusso e durata.

Il flusso e il volume dell'aria campionata sono specificati nei manuali di riferimento o dovrebbero essere determinati da test precedenti e dipenderanno dalla quantità e dal tipo di assorbente o adsorbente utilizzato, dagli inquinanti che si stanno misurando, dal tipo di misurazione (emissione o immissione ) e le condizioni dell'aria ambiente durante il prelievo del campione (umidità, temperatura, pressione). L'efficacia della raccolta aumenta riducendo il tasso di assunzione o aumentando la quantità di fissativo utilizzato, direttamente o in tandem.

Un altro tipo di campionamento attivo è la cattura diretta dell'aria in un sacco o in qualsiasi altro contenitore inerte e impermeabile. Questo tipo di prelievo di campioni viene utilizzato per alcuni gas (CO, CO2, H2COSÌ2) ed è utile come misura esplorativa quando non si conosce il tipo di inquinante. Lo svantaggio è che senza concentrare il campione potrebbe esserci una sensibilità insufficiente e potrebbe essere necessaria un'ulteriore elaborazione di laboratorio per aumentare la concentrazione.

I sistemi passivi catturano gli inquinanti per diffusione o permeazione su una base che può essere un adsorbente solido, da solo o impregnato di uno specifico reagente. Questi sistemi sono più convenienti e facili da usare rispetto ai sistemi attivi. Non richiedono pompe per catturare il campione né personale altamente qualificato. Ma l'acquisizione del campione può richiedere molto tempo ei risultati tendono a fornire solo livelli di concentrazione medi. Questo metodo non può essere utilizzato per misurare le concentrazioni di picco; in questi casi dovrebbero invece essere utilizzati sistemi attivi. Per utilizzare correttamente i sistemi passivi è importante conoscere la velocità con cui viene catturato ogni inquinante, che dipenderà dal coefficiente di diffusione del gas o del vapore e dal design del monitor.

La tabella 1 mostra le caratteristiche salienti di ciascun metodo di campionamento e la tabella 2 delinea i vari metodi utilizzati per raccogliere e analizzare i campioni per gli inquinanti dell'aria interna più significativi.

Tabella 1. Metodologia per il prelievo dei campioni

Caratteristiche

Attivo

Passivo

Lettura diretta

Misurazioni a intervalli temporizzati

+

 

+

Misure a lungo termine

 

+

+

Controllo

   

+

Concentrazione del campione

+

+

 

Misurazione delle immissioni

+

+

+

Misurazione delle emissioni

+

+

+

Risposta immediata

   

+

+ Significa che il metodo dato è adatto al metodo di misurazione o ai criteri di misurazione desiderati.

Tabella 2. Metodi di rilevamento dei gas nell'aria interna

Inquinanti

Lettura diretta

Metodi

Analisi

 

Cattura per diffusione

Cattura per concentrazione

Cattura diretta

 

Monossido di carbonio

Cella elettrochimica
Spettroscopia ad infrarossi

   

Sacco o contenitore inerte

GCa

Ozono

chemiluminescenza

 

gorgogliatore

 

Visibilità UVb

diossido di zolfo

Cella elettrochimica

 

gorgogliatore

 

Visibilità UV

Diossido di azoto

chemiluminescenza
Cella elettrochimica

Filtro impregnato con a
reagente

gorgogliatore

 

Visibilità UV

Diossido di carbonio

Spettroscopia ad infrarossi

   

Sacco o contenitore inerte

GC

Formaldehyde

-

Filtro impregnato con a
reagente

gorgogliatore
Solidi adsorbenti

 

HPLCc
Polarografia
Visibilità UV

COV

Gc portatile

Solidi adsorbenti

Solidi adsorbenti

Sacco o contenitore inerte

GC (ECDd-FIDOe-NPDf-PIDg)
GC-MSh

Pesticidi

-

 

Solidi adsorbenti
gorgogliatore
Filtro
Combinazioni

 

GC (ECD-FPD-NPD)
GC-EM

Particolato

-

Sensore ottico

Filtro

Impactor
Ciclone

gravimetria
Microscopia

— = Metodo non idoneo per inquinante.
a GC = gascromatografia.
b UV-Vis = spettrofotometria nell'ultravioletto visibile.
c HPLC = cromatografia liquida ad alta precisione.
d CD = rivelatore a cattura di elettroni.
e FID = fiamma, rivelatore a ionizzazione.
f NPD = rivelatore di azoto/fosforo.
g PID = rivelatore a fotoionizzazione.
h MS = spettrometria di massa.

Selezione del metodo

Per selezionare il miglior metodo di campionamento, si dovrebbe prima determinare che esistano metodi convalidati per gli inquinanti studiati e fare in modo che siano disponibili gli strumenti ei materiali adeguati per raccogliere e analizzare l'inquinante. Di solito è necessario sapere quale sarà il loro costo e la sensibilità richiesta per il lavoro, nonché cose che possono interferire con la misurazione, dato il metodo scelto.

Una stima delle concentrazioni minime di ciò che si intende misurare è molto utile per valutare il metodo utilizzato per analizzare il campione. La concentrazione minima richiesta è direttamente correlata alla quantità di inquinante che può essere raccolta date le condizioni specificate dal metodo utilizzato (ad esempio, il tipo di sistema utilizzato per catturare l'inquinante o la durata del prelievo del campione e il volume dell'aria campionata). Tale importo minimo è ciò che determina la sensibilità richiesta al metodo utilizzato per l'analisi; può essere calcolato dai dati di riferimento presenti in letteratura per un particolare inquinante o gruppo di inquinanti, se sono stati ottenuti con un metodo simile a quello che verrà utilizzato. Ad esempio, se si trova che concentrazioni di idrocarburi di 30 (mg/m3) si trovano comunemente nell'area oggetto di studio, il metodo analitico utilizzato dovrebbe consentire di misurare facilmente tali concentrazioni. Se il campione è ottenuto con un tubo di carbone attivo in quattro ore e con un flusso di 0.5 litri al minuto, la quantità di idrocarburi raccolti nel campione viene calcolata moltiplicando la portata della sostanza per il periodo di tempo monitorato. Nell'esempio dato questo è uguale a:

di idrocarburi  

Per questa applicazione è possibile utilizzare qualsiasi metodo per la rilevazione di idrocarburi che richieda che la quantità nel campione sia inferiore a 3.6 μg.

Un'altra stima potrebbe essere calcolata dal limite massimo stabilito come limite ammissibile per l'aria interna per l'inquinante oggetto di misurazione. Se queste cifre non esistono e non sono note le normali concentrazioni riscontrate nell'aria interna, né la velocità con cui l'inquinante viene scaricato nell'ambiente, è possibile utilizzare approssimazioni basate sui livelli potenziali dell'inquinante che possono influire negativamente sulla salute . Il metodo scelto dovrebbe essere in grado di misurare il 10% del limite stabilito o della concentrazione minima che potrebbe avere effetti sulla salute. Anche se il metodo di analisi scelto ha un grado di sensibilità accettabile, è possibile riscontrare concentrazioni di inquinanti inferiori al limite inferiore di rilevabilità del metodo scelto. Questo dovrebbe essere tenuto presente quando si calcolano le concentrazioni medie. Ad esempio, se su dieci letture effettuate tre sono al di sotto del limite di rilevamento, è necessario calcolare due medie, una assegnando a queste tre letture il valore zero e un'altra assegnando loro il limite di rilevamento più basso, che restituisce una media minima e una media massima. La vera media misurata sarà trovata tra i due.

Procedure analitiche

Il numero di inquinanti dell'aria interna è elevato e si trovano in piccole concentrazioni. La metodologia disponibile si basa sull'adattamento dei metodi utilizzati per monitorare la qualità dell'aria esterna, atmosferica, dell'aria e dell'aria riscontrata in situazioni industriali. L'adattamento di questi metodi per l'analisi dell'aria interna implica la modifica dell'intervallo della concentrazione ricercata, quando il metodo lo consente, utilizzando tempi di campionamento più lunghi e maggiori quantità di assorbenti o adsorbenti. Tutte queste modifiche sono appropriate quando non comportano una perdita di affidabilità o precisione. La misurazione di una miscela di contaminanti è solitamente costosa ei risultati ottenuti sono imprecisi. In molti casi tutto ciò che verrà accertato sarà un profilo di inquinamento che indicherà il livello di contaminazione durante gli intervalli di campionamento, rispetto all'aria pulita, all'aria esterna o ad altri spazi interni. I monitor a lettura diretta vengono utilizzati per monitorare il profilo di inquinamento e potrebbero non essere adatti se sono troppo rumorosi o troppo grandi. Sono in fase di progettazione monitor sempre più piccoli e silenziosi, che offrono maggiore precisione e sensibilità. La tabella 3 mostra in sintesi lo stato attuale dei metodi utilizzati per misurare i diversi tipi di contaminanti.

Tabella 3. Metodi utilizzati per l'analisi degli inquinanti chimici

Inquinanti

Monitor a lettura direttaa

Campionamento e analisi

Monossido di carbonio

+

+

Diossido di carbonio

+

+

Diossido di azoto

+

+

Formaldehyde

-

+

diossido di zolfo

+

+

Ozono

+

+

COV

+

+

Pesticidi

-

+

particolato

+

+

a ++ = più comunemente usato; + = meno comunemente usato; – = non applicabile.

Analisi dei gas

I metodi attivi sono i più diffusi per l'analisi dei gas, e vengono eseguiti utilizzando soluzioni assorbenti o solidi adsorbenti, oppure prelevando direttamente un campione di aria con un sacchetto o altro contenitore inerte ed ermetico. Per evitare la perdita di parte del campione e aumentare l'accuratezza della lettura, il volume del campione deve essere inferiore e la quantità di assorbente o adsorbente utilizzata deve essere maggiore rispetto ad altri tipi di inquinamento. Occorre prestare attenzione anche nel trasporto e nella conservazione del campione (mantenendolo a bassa temperatura) e riducendo al minimo il tempo prima che il campione venga testato. I metodi di lettura diretta sono ampiamente utilizzati per misurare i gas a causa del notevole miglioramento delle capacità dei monitor moderni, che sono più sensibili e più precisi di prima. Per la loro facilità d'uso e per il livello e il tipo di informazioni che forniscono, stanno sempre più sostituendo i metodi tradizionali di analisi. La tabella 4 riporta i livelli minimi di rilevazione per i vari gas studiati in funzione del metodo di campionamento e di analisi utilizzato.

Tabella 4. Limiti di rilevamento inferiori per alcuni gas da parte dei monitor utilizzati per valutare la qualità dell'aria interna

Inquinanti

Monitor a lettura direttaa

Prelievo di campioni e
analisi attiva/passiva

Monossido di carbonio

1.0 ppm

0.05 ppm

Diossido di azoto

2 ppb

1.5 ppb (1 settimana)b

Ozono

4 ppb

5.0 ppb

Formaldehyde

 

5.0 ppb (1 settimana)b

a I monitor di anidride carbonica che utilizzano la spettroscopia a infrarossi sono sempre abbastanza sensibili.
b Monitor passivi (durata dell'esposizione).

Questi gas sono inquinanti comuni nell'aria interna. Vengono misurati utilizzando monitor che li rilevano direttamente con mezzi elettrochimici o infrarossi, anche se i rilevatori a infrarossi non sono molto sensibili. Possono essere misurati anche prelevando campioni di aria direttamente con sacchi inerti ed analizzando il campione mediante gascromatografia con rivelatore a ionizzazione di fiamma, trasformando prima i gas in metano mediante reazione catalitica. I rilevatori a conduzione termica sono generalmente abbastanza sensibili da misurare le normali concentrazioni di CO2.

Diossido di azoto

Sono stati sviluppati metodi per rilevare il biossido di azoto, NO2, nell'aria interna utilizzando monitor passivi e prelevando campioni per analisi successive, ma questi metodi hanno presentato problemi di sensibilità che si spera possano essere superati in futuro. Il metodo più noto è il tubo di Palmes, che ha un limite di rilevamento di 300 ppb. Per le situazioni non industriali, il campionamento dovrebbe durare almeno cinque giorni per ottenere un limite di rilevazione di 1.5 ppb, che è tre volte il valore del bianco per un'esposizione di una settimana. Sono stati sviluppati anche monitor portatili che misurano in tempo reale sulla base della reazione di chemiluminescenza tra NO2 e il luminol reagente, ma i risultati ottenuti con questo metodo possono essere influenzati dalla temperatura e la loro linearità e sensibilità dipendono dalle caratteristiche della soluzione di luminol utilizzata. I monitor dotati di sensori elettrochimici hanno una sensibilità migliorata ma sono soggetti all'interferenza di composti che contengono zolfo (Freixa 1993).

diossido di zolfo

Un metodo spettrofotometrico viene utilizzato per misurare l'anidride solforosa, SO2, in un ambiente interno. Il campione d'aria viene fatto gorgogliare attraverso una soluzione di tetracloromercuriato di potassio per formare un complesso stabile che viene a sua volta misurato spettrofotometricamente dopo aver reagito con la pararosanilina. Altri metodi sono basati sulla fotometria della fiamma e sulla fluorescenza ultravioletta pulsante, e ci sono anche metodi basati sulla derivazione della misura prima dell'analisi spettroscopica. Questo tipo di rilevamento, che è stato utilizzato per i monitor dell'aria esterna, non è adatto per l'analisi dell'aria interna a causa della mancanza di specificità e perché molti di questi monitor richiedono un sistema di ventilazione per eliminare i gas che generano. Poiché le emissioni di SO2 sono stati notevolmente ridotti e non è considerato un importante inquinante dell'aria interna, lo sviluppo di monitor per il suo rilevamento non è molto avanzato. Tuttavia, sul mercato sono disponibili strumenti portatili in grado di rilevare SO2 sulla base del rilevamento della pararosanilina (Freixa 1993).

Ozono

Ozono, o3, si può trovare solo in ambienti chiusi in particolari situazioni in cui si genera continuamente, poiché decade rapidamente. Si misura con metodi di lettura diretta, con tubi colorimetrici e con metodi di chemiluminescenza. Può anche essere rilevato con metodi utilizzati nell'igiene industriale che possono essere facilmente adattati per l'aria interna. Il campione viene ottenuto con una soluzione assorbente di ioduro di potassio in mezzo neutro e quindi sottoposto ad analisi spettrofotometrica.

Formaldehyde

La formaldeide è un importante inquinante dell'aria interna e, a causa delle sue caratteristiche chimiche e tossiche, si consiglia una valutazione personalizzata. Esistono diversi metodi per rilevare la formaldeide nell'aria, tutti basati sul prelievo di campioni per successive analisi, con fissazione attiva o per diffusione. Il metodo di cattura più appropriato sarà determinato dal tipo di campione (emissione o immissione) utilizzato e dalla sensibilità del metodo analitico. I metodi tradizionali si basano sull'ottenimento di un campione facendo gorgogliare aria attraverso acqua distillata o una soluzione di bisolfato di sodio all'1% a 5°C e analizzandolo poi con metodi spettrofluorimetrici. Durante la conservazione, il campione deve essere mantenuto a 5°C. COSÌ2 e i componenti del fumo di tabacco possono creare interferenze. Sistemi attivi o metodi che catturano gli inquinanti per diffusione con adsorbenti solidi sono sempre più utilizzati nell'analisi dell'aria indoor; sono tutti costituiti da una base che può essere un filtro o un solido saturo di un reagente, come il bisolfato di sodio o la 2,4-difenilidrazina. I metodi che catturano l'inquinante per diffusione, oltre ai vantaggi generali di tale metodo, sono più sensibili dei metodi attivi perché il tempo necessario per ottenere il campione è più lungo (Freixa 1993).

Rilevazione di composti organici volatili (COV)

I metodi utilizzati per misurare o monitorare i vapori organici nell'aria interna devono soddisfare una serie di criteri: devono avere una sensibilità nell'ordine delle parti per miliardo (ppb) alle parti per trilione (ppt), gli strumenti utilizzati per prelevare il campione o effettuare una lettura diretta deve essere portatile e facile da maneggiare sul campo, ei risultati ottenuti devono essere precisi e riproducibili. Esistono moltissimi metodi che soddisfano questi criteri, ma quelli più frequentemente utilizzati per analizzare l'aria interna si basano sul prelievo e sull'analisi di campioni. Esistono metodi di rilevamento diretto che consistono in gascromatografi portatili con diversi metodi di rilevamento. Questi strumenti sono costosi, la loro gestione è sofisticata e possono essere utilizzati solo da personale addestrato. Per i composti organici polari e non polari che hanno un punto di ebollizione compreso tra 0°C e 300°C, l'adsorbente più utilizzato sia per i sistemi di campionamento attivi che passivi è stato il carbone attivo. Vengono utilizzati anche polimeri porosi e resine polimeriche, come Tenax GC, XAD-2 e Ambersorb. Il più diffuso tra questi è il Tenax. I campioni ottenuti con carbone attivo vengono estratti con solfuro di carbonio e analizzati mediante gascromatografia con rivelatori a ionizzazione di fiamma, cattura elettronica o spettrometria di massa, seguiti da analisi qualitativa e quantitativa. I campioni ottenuti con Tenax vengono solitamente estratti per desorbimento termico con elio e condensati in una trappola fredda di azoto prima di essere inviati al cromatografo. Un altro metodo comune consiste nel prelevare direttamente i campioni, utilizzando sacchi o contenitori inerti, alimentando l'aria direttamente al gascromatografo, oppure concentrando prima il campione con un adsorbente e una trappola fredda. I limiti di rilevabilità di questi metodi dipendono dal composto analizzato, dal volume del campione prelevato, dall'inquinamento di fondo e dai limiti di rilevabilità dello strumento utilizzato. Poiché è impossibile quantificare ciascuno dei composti presenti, la quantificazione viene normalmente effettuata per famiglie, utilizzando come riferimento composti caratteristici di ciascuna famiglia di composti. Nel rilevare i COV nell'aria interna, la purezza dei solventi utilizzati è molto importante. Se si utilizza il desorbimento termico, anche la purezza dei gas è importante.

Rilevazione di pesticidi

Per rilevare i pesticidi nell'aria interna, i metodi comunemente impiegati consistono nel prelievo di campioni con adsorbenti solidi, anche se non è escluso l'uso di gorgogliatori e sistemi misti. L'adsorbente solido più comunemente utilizzato è stato il polimero poroso Chromosorb 102, sebbene vengano utilizzate sempre più schiume poliuretaniche (PUF) in grado di catturare un numero maggiore di pesticidi. I metodi di analisi variano a seconda del metodo di campionamento e del pesticida. Solitamente vengono analizzati mediante gascromatografia con diversi rivelatori specifici, dalla cattura elettronica alla spettrometria di massa. Il potenziale di quest'ultimo per l'identificazione di composti è notevole. L'analisi di questi composti presenta alcuni problemi, tra cui la contaminazione delle parti in vetro nei sistemi di prelievo con tracce di policlorobifenili (PCB), ftalati o pesticidi.

Rilevamento di polvere o particelle ambientali

Per la cattura e l'analisi di particelle e fibre nell'aria è disponibile una grande varietà di tecniche e apparecchiature adatte alla valutazione della qualità dell'aria interna. I monitor che consentono una lettura diretta della concentrazione di particelle nell'aria utilizzano rilevatori di luce diffusa e i metodi che impiegano il prelievo e l'analisi dei campioni utilizzano la ponderazione e l'analisi con un microscopio. Questo tipo di analisi richiede un separatore, come un ciclone o un impattatore, per setacciare le particelle più grandi prima di poter utilizzare un filtro. I metodi che impiegano un ciclone possono gestire piccoli volumi, il che si traduce in lunghe sessioni di prelievo del campione. I monitor passivi offrono un'eccellente precisione, ma sono influenzati dalla temperatura ambiente e tendono a fornire letture con valori più elevati quando le particelle sono piccole.

 

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Venerdì, Marzo 11 2011 17: 04

Contaminazione biologica

Caratteristiche e origini della contaminazione biologica dell'aria interna

Sebbene vi sia una vasta gamma di particelle di origine biologica (bioparticelle) nell'aria interna, nella maggior parte degli ambienti di lavoro al chiuso i microrganismi (microbi) sono della massima importanza per la salute. Oltre ai microrganismi, che includono virus, batteri, funghi e protozoi, l'aria interna può contenere anche granuli di polline, peli di animali e frammenti di insetti e acari e dei loro prodotti escretori (Wanner et al. 1993). Oltre ai bioaerosol di queste particelle, possono esserci anche composti organici volatili emanati da organismi viventi come piante d'appartamento e microrganismi.

Polline

I granuli di polline contengono sostanze (allergeni) che possono provocare in soggetti predisposti o atopici reazioni allergiche che si manifestano solitamente come “febbre da fieno” o rinite. Tale allergia è associata principalmente all'ambiente esterno; nell'aria interna, le concentrazioni di polline sono generalmente notevolmente inferiori rispetto all'aria esterna. La differenza nella concentrazione di pollini tra l'aria esterna e quella interna è massima per gli edifici in cui i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) dispongono di un filtraggio efficiente all'ingresso dell'aria esterna. I condizionatori d'aria per finestre forniscono anche livelli di polline indoor inferiori rispetto a quelli che si trovano negli edifici a ventilazione naturale. Ci si può aspettare che l'aria di alcuni ambienti di lavoro al chiuso contenga un elevato numero di pollini, ad esempio, in locali in cui è presente un gran numero di piante da fiore per motivi estetici o in serre commerciali.

collera

Il pelo è costituito da pelle fine e particelle di capelli/piume (e saliva e urina essiccate associate) ed è una fonte di potenti allergeni che possono causare attacchi di rinite o asma in individui predisposti. Le principali fonti di peli negli ambienti interni sono generalmente cani e gatti, ma ratti e topi (sia come animali domestici, animali da esperimento o parassiti), criceti, gerbilli (una specie di ratto del deserto), porcellini d'India e uccelli da gabbia possono essere aggiuntivi fonti. I peli di questi e di animali da fattoria e ricreativi (p. es., cavalli) possono essere portati sui vestiti, ma negli ambienti di lavoro è probabile che la maggiore esposizione al pelo sia nelle strutture e nei laboratori di allevamento degli animali o negli edifici infestati da parassiti.

Insetti

Questi organismi e i loro prodotti escretori possono anche causare allergie respiratorie e di altro tipo, ma non sembrano contribuire in modo significativo alla carica batterica aerea nella maggior parte delle situazioni. Particelle di scarafaggi (soprattutto Blatella germanica ed americana Periplaneta) può essere significativo in ambienti di lavoro non igienici, caldi e umidi. L'esposizione a particelle di scarafaggi e altri insetti, tra cui locuste, punteruoli, scarabei della farina e moscerini della frutta, può essere causa di problemi di salute tra i dipendenti delle strutture di allevamento e dei laboratori.

acari

Questi aracnidi sono associati in particolare alla polvere, ma frammenti di questi parenti microscopici di ragni e dei loro prodotti escretori (feci) possono essere presenti nell'aria interna. L'acaro della polvere domestica, Dermatophagoides pteronyssinus, è la specie più importante. Con i suoi parenti stretti, è una delle principali cause di allergia respiratoria. È associato principalmente alle case, essendo particolarmente abbondante nella biancheria da letto ma presente anche nei mobili imbottiti. Ci sono prove limitate che indicano che tali mobili possono fornire una nicchia negli uffici. Acari della conservazione associati ad alimenti conservati e mangimi per animali, ad esempio, Acaro, Glicifago ed Tirofago, possono anche contribuire con frammenti allergenici all'aria interna. Anche se è più probabile che colpiscano agricoltori e lavoratori che maneggiano prodotti alimentari sfusi, come D. pteronyssinus, gli acari dell'accumulo possono esistere nella polvere negli edifici, in particolare in condizioni di caldo umido.

I virus

I virus sono microrganismi molto importanti in termini di quantità totale di malattie che causano, ma non possono condurre un'esistenza indipendente al di fuori delle cellule e dei tessuti viventi. Sebbene ci siano prove che indicano che alcuni si diffondono nell'aria di ricircolo dei sistemi HVAC, il principale mezzo di trasmissione è il contatto da persona a persona. È importante anche l'inalazione a breve distanza di aerosol generati da tosse o starnuti, ad esempio virus comuni del raffreddore e dell'influenza. È quindi probabile che i tassi di infezione siano più elevati nei locali affollati. Non ci sono cambiamenti evidenti nella progettazione o nella gestione degli edifici che possano alterare questo stato di cose.

batteri

Questi microrganismi si dividono in due categorie principali in base alla loro reazione alla colorazione di Gram. I tipi Gram-positivi più comuni provengono dalla bocca, dal naso, dal rinofaringe e dalla pelle, vale a dire, Staphylococcus epidermidis, S. aureus e specie di Aerococco, Micrococcus ed Streptococcus. I batteri Gram-negativi non sono generalmente abbondanti, ma occasionalmente Actinetobacter, Aeromonas, Flavobacterium e soprattutto Pseudomonas le specie possono essere prominenti. La causa della malattia del legionario, Legionella pneumophila, possono essere presenti nelle forniture di acqua calda e negli umidificatori dell'aria condizionata, nonché nelle apparecchiature per la terapia respiratoria, nelle vasche idromassaggio, nelle spa e nei box doccia. Si diffonde da tali impianti in aerosol acquosi, ma può anche entrare negli edifici nell'aria dalle vicine torri di raffreddamento. Il tempo di sopravvivenza per L.pneumophila nell'aria interna sembra essere non superiore a 15 minuti.

Oltre ai batteri unicellulari sopra citati, esistono anche tipi filamentosi che producono spore disperse aereamente, cioè gli Actinomiceti. Sembrano essere associati a materiali strutturali umidi e possono emanare un caratteristico odore terroso. Due di questi batteri che sono in grado di crescere a 60°C, Faenia rectivirgula (in precedenza Micropolispora faeni) e Thermoactinomyces vulgaris, si possono trovare negli umidificatori e in altre apparecchiature HVAC.

Fungo

I funghi comprendono due gruppi: in primo luogo, i lieviti e le muffe microscopici noti come microfunghi e, in secondo luogo, i funghi del gesso e della putrefazione del legno, che sono indicati come macrofunghi in quanto producono corpi di spore macroscopici visibili ad occhio nudo. Oltre ai lieviti unicellulari, i funghi colonizzano i substrati come una rete (micelio) di filamenti (ife). Questi funghi filamentosi producono numerose spore disperse nell'aria, da microscopiche strutture di spore nelle muffe e da grandi strutture di spore nei macrofunghi.

Ci sono spore di molte muffe diverse nell'aria delle case e dei luoghi di lavoro non industriali, ma è probabile che le più comuni siano specie di Cladosporium, Penicillium, Aspergillus ed Eurozio. Alcune muffe nell'aria interna, come ad esempio Cladosporium spp., sono abbondanti sulle superfici fogliari e su altre parti di piante all'aperto, in particolare in estate. Tuttavia, sebbene le spore nell'aria interna possano originarsi all'aperto, Cladosporium è anche in grado di crescere e produrre spore su superfici umide all'interno e quindi aumentare la carica batterica dell'aria interna. Le varie specie di Penicillium sono generalmente considerati originari di interni, così come lo sono Aspergillus ed Eurozio. I lieviti si trovano nella maggior parte dei campioni di aria interna e occasionalmente possono essere presenti in gran numero. I lieviti rosa Rhodotorula or Sporobolomices sono prominenti nella flora aerea e possono anche essere isolati da superfici affette da muffe.

Gli edifici forniscono un'ampia gamma di nicchie in cui è presente il materiale organico morto che funge da nutrimento che può essere utilizzato dalla maggior parte dei funghi e dei batteri per la crescita e la produzione di spore. I nutrienti sono presenti in materiali come: legno; carta, vernice e altri rivestimenti superficiali; tessuti d'arredo come tappeti e mobili imbottiti; terreno in vasi per piante; polvere; squame e secrezioni cutanee di esseri umani e altri animali; e cibi cotti e le loro materie prime. Il fatto che si verifichi o meno una crescita dipende dalla disponibilità di umidità. I batteri sono in grado di crescere solo su superfici sature o nell'acqua in bacinelle di scarico HVAC, serbatoi e simili. Alcuni stampi richiedono anche condizioni di quasi saturazione, ma altri sono meno impegnativi e possono proliferare su materiali umidi piuttosto che completamente saturi. La polvere può essere un deposito e, anche, se è sufficientemente umida, un amplificatore per le muffe. È quindi un'importante fonte di spore che si disperdono nell'aria quando la polvere viene disturbata.

Protozoi

Protozoi come Acanthamoeba ed Naegler sono microscopici animali unicellulari che si nutrono di batteri e altre particelle organiche in umidificatori, serbatoi e bacinelle di scarico nei sistemi HVAC. Le particelle di questi protozoi possono essere aerosolizzate e sono state citate come possibili cause della febbre da umidificatore.

Composti organici volatili microbici

I composti organici volatili microbici (MVOC) variano considerevolmente nella composizione chimica e nell'odore. Alcuni sono prodotti da un'ampia gamma di microrganismi, ma altri sono associati a particolari specie. Il cosiddetto alcool di funghi, 1-octen-3-olo (che ha un odore di funghi freschi) è tra quelli prodotti da molte muffe diverse. Altri volatili di muffa meno comuni includono 3,5-dimetil-1,2,4-tritiolone (descritto come "fetide"); geosmina, o 1,10-dimetil-trans-9-decalolo ("terroso"); e 6-pentil-α-pirone ("cocco", "muffa"). Tra i batteri, specie di Pseudomonas producono pirazine con un odore di "patata ammuffita". L'odore di ogni singolo microrganismo è il prodotto di una complessa miscela di MVOC.

Storia dei problemi microbiologici di qualità dell'aria interna

Le indagini microbiologiche sull'aria nelle case, nelle scuole e in altri edifici sono state effettuate per oltre un secolo. Le prime indagini a volte riguardavano la relativa "purezza" microbiologica dell'aria in diversi tipi di edifici e qualsiasi relazione potesse avere con il tasso di mortalità tra gli occupanti. Associato a un interesse di lunga data per la diffusione di agenti patogeni negli ospedali, lo sviluppo di moderni campionatori microbiologici volumetrici dell'aria negli anni '1940 e '1950 ha portato a indagini sistematiche sui microrganismi presenti nell'aria negli ospedali e successivamente sulle muffe allergeniche note nell'aria nelle case ed edifici pubblici e all'aperto. Altri lavori sono stati diretti negli anni '1950 e '1960 allo studio delle malattie respiratorie professionali come il polmone del contadino, il polmone del lavoratore del malto e la bissinosi (tra i lavoratori del cotone). Sebbene la febbre da umidificatore simil-influenzale in un gruppo di lavoratori sia stata descritta per la prima volta nel 1959, ci vollero altri dieci o quindici anni prima che venissero segnalati altri casi. Tuttavia, anche adesso, la causa specifica non è nota, sebbene siano stati implicati microrganismi. Sono stati anche invocati come possibile causa della "sindrome dell'edificio malato", ma finora le prove di tale collegamento sono molto limitate.

Sebbene le proprietà allergiche dei funghi siano ben riconosciute, il primo rapporto di cattiva salute dovuto all'inalazione di tossine fungine in un luogo di lavoro non industriale, un ospedale del Quebec, non è apparso fino al 1988 (Mainville et al. 1988). I sintomi di estrema stanchezza tra il personale sono stati attribuiti alle micotossine tricoteceni nelle spore di Stachybotrys atra ed Tricoderma viride, e da allora la "sindrome da stanchezza cronica" causata dall'esposizione a polvere micotossica è stata registrata tra insegnanti e altri dipendenti di un college. Il primo è stato causa di malattia negli impiegati, con alcuni effetti sulla salute di natura allergica e altri di tipo più spesso associato a una tossicosi (Johanning et al. 1993). Altrove, la ricerca epidemiologica ha indicato che potrebbero esserci alcuni fattori non allergici o fattori associati a funghi che influenzano la salute respiratoria. Le micotossine prodotte da singole specie di muffe possono avere qui un ruolo importante, ma esiste anche la possibilità che qualche attributo più generale dei funghi inalati sia dannoso per il benessere respiratorio.

Microrganismi associati a una scarsa qualità dell'aria interna e ai loro effetti sulla salute

Sebbene gli agenti patogeni siano relativamente rari nell'aria interna, sono stati numerosi i rapporti che collegano i microrganismi presenti nell'aria a una serie di condizioni allergiche, tra cui: (1) dermatite allergica atopica; (2) rinite; (3) asma; (4) febbre da umidificatore; e (5) alveolite allergica estrinseca (EAA), nota anche come polmonite da ipersensibilità (HP).

I funghi sono percepiti come più importanti dei batteri come componenti dei bioaerosol nell'aria interna. Poiché crescono su superfici umide come evidenti macchie di muffa, i funghi spesso danno una chiara indicazione visibile di problemi di umidità e potenziali rischi per la salute in un edificio. La crescita della muffa contribuisce sia in numero che in specie alla flora della muffa dell'aria interna che altrimenti non sarebbe presente. Come i batteri Gram-negativi e gli Actinomycetales, i funghi idrofili ("amanti dell'umidità") sono indicatori di siti di amplificazione estremamente umidi (visibili o nascosti), e quindi di scarsa qualità dell'aria interna. Loro includono Fusarium, Phoma, Stachybotrys, Trichoderma, Ulocladio, lieviti e più raramente i patogeni opportunisti Aspergillus fumigatus ed Exophiala jeanselmei. Alti livelli di muffe che mostrano vari gradi di xerofilia (“amore per la secchezza”), avendo un minore fabbisogno di acqua, possono indicare l'esistenza di siti di amplificazione meno umidi, ma comunque significativi per la crescita. Le muffe sono abbondanti anche nella polvere domestica, quindi un gran numero può anche essere un indicatore di un'atmosfera polverosa. Si va da leggermente xerofili (in grado di resistere a condizioni asciutte) Cladosporium specie a moderatamente xerofile Aspergillus versicolore, Penicillium (per esempio, P. aurantiogriseum ed P. crisogeno) e l'estrema xerofilia Aspergillus penicillioides, Eurozio ed Valemia.

Gli agenti patogeni fungini sono raramente abbondanti nell'aria interna, ma A. fumigatus e alcuni altri aspergilli opportunistici che possono invadere il tessuto umano possono crescere nel terreno delle piante in vaso. Exophiala jeanselmei è in grado di crescere negli scarichi. Sebbene le spore di questi e altri agenti patogeni opportunistici come Fusarium solani ed Pseudallescheria boydii è improbabile che siano pericolosi per i soggetti sani, potrebbero esserlo per gli individui immunologicamente compromessi.

I funghi presenti nell'aria sono molto più importanti dei batteri come causa di malattie allergiche, anche se sembra che, almeno in Europa, gli allergeni fungini siano meno importanti di quelli del polline, degli acari della polvere e della forfora animale. Molti tipi di funghi hanno dimostrato di essere allergenici. Alcuni dei funghi dell'aria interna che sono più comunemente citati come causa di rinite e asma sono riportati nella tabella 1. Specie di Eurozio e altre muffe estremamente xerofile nella polvere domestica sono probabilmente più importanti come cause di rinite e asma di quanto sia stato precedentemente riconosciuto. La dermatite allergica dovuta a funghi è molto meno comune della rinite/asma, con Alternaria, Aspergillus ed Cladosporium essere implicato. I casi di EAA, che sono relativamente rari, sono stati attribuiti a una gamma di funghi diversi, dal lievito Sporobolomices al macrofungo che marcisce il legno Serpula (Tavolo 2). Si ritiene generalmente che lo sviluppo dei sintomi di EAA in un individuo richieda l'esposizione ad almeno un milione e più, probabilmente cento milioni circa di spore contenenti allergeni per metro cubo d'aria. È probabile che tali livelli di contaminazione si verifichino solo in presenza di un'abbondante crescita di funghi in un edificio.

 


Tabella 1. Esempi di tipi di funghi nell'aria interna, che possono causare rinite e/o asma

 

Alternaria

Geotrichum

Serpula

Aspergillus

Mucor

Stachybotrys

Cladosporium

Penicillium

Stemphylium/Ulocladio

Eurozio

Rhizopus

Valemia

Fusarium

Rhodotorula/Sporobolomyces

 

 


 

Tabella 2. Microrganismi nell'aria interna segnalati come cause di alveolite allergica estrinseca correlata all'edificio

Tipologia

Microrganismi

Fonte

 

batteri

Bacillus subtilis

Legno marcio

 

Faenia rectivirgula

Umidificatore

 

Pseudomonas aeruginosa

Umidificatore

 

 

Thermoactinomyces vulgaris

Condizionatore d'aria

 

Fungo

Pullulani di aureobasidio

Sauna; parete della stanza

 

Cefalosporium sp.

Seminterrato; umidificatore

 

Cladosporium sp.

Bagno non ventilato

 

Mucor sp.

Sistema di riscaldamento ad aria pulsata

 

Penicillium sp.

Sistema di riscaldamento ad aria pulsata

umidificatore

 

P.casei

Parete della stanza

 

P. chrysogenum / P. cyclopium

Pavimentazione

 

Serpula lacrimans

Legname marciume secco

 

Sporobolomices

Parete della stanza; soffitto

 

Trichosporon cutaneo

Legna; stuoia


Come indicato in precedenza, l'inalazione di spore di specie tossicogene presenta un potenziale pericolo (Sorenson 1989; Miller 1993). Non sono solo le spore di Stachybotrys che contengono alte concentrazioni di micotossine. Sebbene le spore di questa muffa, che cresce su carta da parati e altri substrati cellulosici negli edifici umidi ed è anche allergenica, contengano micotossine estremamente potenti, altre muffe tossicogene che sono più spesso presenti nell'aria interna includono Aspergillus (particolarmente A. versicolor) e Penicillium (per esempio, P. aurantiogriseum ed P. viridicatum) e Trichoderma. Prove sperimentali indicano che una serie di micotossine nelle spore di queste muffe sono immunosoppressive e inibiscono fortemente lo scavenging e altre funzioni delle cellule dei macrofagi polmonari essenziali per la salute respiratoria (Sorenson 1989).

Poco si sa sugli effetti sulla salute dei MVOC prodotti durante la crescita e la sporulazione delle muffe o delle loro controparti batteriche. Sebbene molti MVOC sembrino avere una tossicità relativamente bassa (Sorenson 1989), prove aneddotiche indicano che possono provocare mal di testa, disagio e forse risposte respiratorie acute negli esseri umani.

I batteri nell'aria interna non rappresentano generalmente un pericolo per la salute poiché la flora è solitamente dominata dagli abitanti Gram-positivi della pelle e delle vie respiratorie superiori. Tuttavia, un numero elevato di questi batteri indica sovraffollamento e scarsa ventilazione. La presenza di un gran numero di tipi Gram-negativi e/o Actinomiceti in aria indicano che ci sono superfici o materiali molto bagnati, scarichi o in particolare umidificatori negli impianti HVAC in cui stanno proliferando. È stato dimostrato che alcuni batteri Gram-negativi (o endotossine estratte dalle loro pareti) provocano sintomi di febbre da umidificatore. Occasionalmente, la crescita negli umidificatori è stata abbastanza grande da generare aerosol che contenevano cellule allergeniche sufficienti a causare i sintomi acuti simili alla polmonite dell'EAA (vedere Tabella 15).

In rare occasioni, batteri patogeni come Mycobacterium tuberculosis nei nuclei di goccioline di individui infetti possono essere dispersi dai sistemi di ricircolo in tutte le parti di un ambiente chiuso. Sebbene l'agente patogeno, Legionella pneumophila, è stato isolato da umidificatori e condizionatori d'aria, la maggior parte dei focolai di legionellosi è stata associata ad aerosol provenienti da torri di raffreddamento o docce.

Influenza dei cambiamenti nella progettazione degli edifici

Nel corso degli anni, l'aumento delle dimensioni degli edifici in concomitanza con lo sviluppo dei sistemi di trattamento dell'aria, culminati nei moderni sistemi HVAC, ha determinato cambiamenti quantitativi e qualitativi della carica batterica dell'aria negli ambienti di lavoro indoor. Negli ultimi due decenni, il passaggio alla progettazione di edifici con un consumo energetico minimo ha portato allo sviluppo di edifici con infiltrazioni ed esfiltrazioni d'aria notevolmente ridotte, che consentono l'accumulo di microrganismi aerodispersi e altri contaminanti. In tali edifici "stretti", il vapore acqueo, che in precedenza sarebbe stato scaricato all'esterno, si condensa su superfici fredde, creando le condizioni per la crescita microbica. Inoltre, i sistemi HVAC progettati solo per l'efficienza economica spesso promuovono la crescita microbica e rappresentano un rischio per la salute degli occupanti di grandi edifici. Ad esempio, gli umidificatori che utilizzano l'acqua di ricircolo vengono rapidamente contaminati e agiscono come generatori di microrganismi, gli spruzzi d'acqua di umidificazione aerosolizzano i microrganismi e l'ubicazione dei filtri a monte e non a valle di tali aree di generazione microbica e l'aerosol consente la trasmissione successiva di microbi aerosol sul luogo di lavoro. Anche l'ubicazione delle prese d'aria vicino alle torri di raffreddamento o ad altre fonti di microrganismi e la difficoltà di accesso al sistema HVAC per la manutenzione e la pulizia/disinfezione rientrano tra i difetti di progettazione, funzionamento e manutenzione che possono mettere a rischio la salute. Lo fanno esponendo gli occupanti a conteggi elevati di particolari microrganismi presenti nell'aria, piuttosto che ai conteggi bassi di una miscela di specie che riflettono l'aria esterna che dovrebbe essere la norma.

Metodi di valutazione della qualità dell'aria interna

Campionamento aereo di microrganismi

Nell'indagare la flora microbica dell'aria in un edificio, ad esempio, per cercare di stabilire la causa del malessere dei suoi occupanti, è necessario raccogliere dati oggettivi, dettagliati e attendibili. Poiché la percezione generale è che lo stato microbiologico dell'aria interna dovrebbe riflettere quello dell'aria esterna (ACGIH 1989), gli organismi devono essere accuratamente identificati e confrontati con quelli presenti nell'aria esterna in quel momento.

Campionatori d'aria

I metodi di campionamento che consentono, direttamente o indirettamente, la coltura di batteri e funghi vitali presenti nell'aria su gel di agar nutritivo offrono le migliori possibilità di identificazione delle specie e sono quindi più frequentemente utilizzati. Il terreno di agar viene incubato fino a quando le colonie si sviluppano dalle bioparticelle intrappolate e possono essere contate e identificate, oppure vengono sottocoltivate su altri terreni per un ulteriore esame. I terreni di agar necessari per i batteri sono diversi da quelli per i funghi e alcuni batteri, ad esempio, Legionella pneumophila, può essere isolato solo su speciali terreni selettivi. Per i funghi si consiglia l'uso di due terreni: un terreno generico e un terreno più selettivo per l'isolamento dei funghi xerofili. L'identificazione si basa sulle caratteristiche grossolane delle colonie e/o sulle loro caratteristiche microscopiche o biochimiche e richiede notevole abilità ed esperienza.

La gamma di metodi di campionamento disponibili è stata adeguatamente rivista (ad es. Flannigan 1992; Wanner et al. 1993) e qui vengono menzionati solo i sistemi più comunemente usati. È possibile effettuare una valutazione approssimativa raccogliendo passivamente i microrganismi che gravitano fuori dall'aria in piastre di Petri aperte contenenti terreno agarizzato. I risultati ottenuti utilizzando queste piastre di assestamento non sono volumetrici, sono fortemente influenzati dalla turbolenza atmosferica e favoriscono la raccolta di spore grandi (pesanti) o gruppi di spore/cellule. È quindi preferibile utilizzare un campionatore d'aria volumetrico. I campionatori a impatto in cui le particelle sospese nell'aria impattano su una superficie di agar sono ampiamente utilizzati. L'aria viene aspirata attraverso una fessura sopra una piastra di agar rotante (campionatore a impattamento a fessura) o attraverso un disco perforato sopra la piastra di agar (campionatore a impattamento a setaccio). Sebbene i campionatori con setaccio a stadio singolo siano ampiamente utilizzati, il campionatore Andersen a sei stadi è preferito da alcuni ricercatori. Mentre l'aria scorre attraverso fori sempre più fini nelle sue sei sezioni di alluminio impilate, le particelle vengono smistate su diverse piastre di agar in base alla loro dimensione aerodinamica. Il campionatore rivela quindi la dimensione delle particelle da cui si sviluppano le colonie quando le piastre di agar vengono successivamente incubate e indica dove nel sistema respiratorio si sarebbero probabilmente depositati i diversi organismi. Un campionatore popolare che funziona secondo un principio diverso è il campionatore centrifugo Reuter. L'accelerazione centrifuga dell'aria aspirata da una ventola fa sì che le particelle urtino ad alta velocità sull'agar in una striscia di plastica che riveste il cilindro di campionamento.

Un altro approccio al campionamento consiste nel raccogliere i microrganismi su un filtro a membrana in una cassetta del filtro collegata a una pompa ricaricabile a basso volume. L'intero assemblaggio può essere agganciato a una cintura oa un'imbracatura e utilizzato per raccogliere un campione personale durante una normale giornata lavorativa. Dopo il campionamento, piccole porzioni di lavaggi dal filtro e diluizioni dei lavaggi possono essere distribuite su una gamma di terreni di agar, incubate e contate di microrganismi vitali. Un'alternativa al filtro campionatore è il liquido impinger, in cui le particelle nell'aria aspirate attraverso getti capillari colpiscono e si raccolgono nel liquido. Le porzioni del liquido di raccolta e le diluizioni preparate da esso vengono trattate allo stesso modo di quelle dei campionatori a filtro.

Una grave carenza in questi metodi di campionamento "vitali" è che ciò che valutano sono solo gli organismi che sono effettivamente coltivabili, e questi possono essere solo l'uno o il due per cento del totale delle spore aeree. Tuttavia, i conteggi totali (vitali più non vitali) possono essere effettuati utilizzando campionatori a impatto in cui le particelle vengono raccolte sulle superfici adesive delle aste rotanti (campionatore a impatto a braccio rotante) o sul nastro di plastica o sul vetrino del microscopio di diversi modelli di fenditura campionatore di impatto di tipo. I conteggi vengono effettuati al microscopio, ma solo relativamente pochi funghi possono essere identificati in questo modo, vale a dire quelli che hanno spore distintive. Il campionamento per filtrazione è stato menzionato in relazione alla valutazione dei microrganismi vitali, ma è anche un mezzo per ottenere un conteggio totale. Una parte degli stessi lavaggi che vengono piastrati su terreno agarizzato può essere colorata e i microrganismi possono essere contati al microscopio. I conteggi totali possono essere effettuati allo stesso modo anche dal fluido di raccolta in gorgogliatori di liquido.

Scelta del campionatore d'aria e della strategia di campionamento

Quale campionatore viene utilizzato è in gran parte determinato dall'esperienza del ricercatore, ma la scelta è importante sia per motivi quantitativi che qualitativi. Ad esempio, le piastre di agar dei campionatori a impatto singolo sono molto più facilmente "sovraccariche" di spore durante il campionamento rispetto a quelle di un campionatore a sei fasi, con conseguente crescita eccessiva delle piastre incubate e gravi errori quantitativi e qualitativi nella valutazione dell'aria popolazione. Il modo in cui operano i diversi campionatori, i loro tempi di campionamento e l'efficienza con cui rimuovono le diverse dimensioni di particelle dall'aria ambiente, le estraggono dal flusso d'aria e le raccolgono su una superficie o in un liquido differiscono notevolmente. A causa di queste differenze, non è possibile effettuare confronti validi tra i dati ottenuti utilizzando un tipo di campionatore in un'indagine con quelli di un altro tipo di campionatore in un'indagine diversa.

La strategia di campionamento, così come la scelta del campionatore, è molto importante. Non è possibile definire una strategia generale di campionamento; ogni caso richiede il proprio approccio (Wanner et al. 1993). Uno dei problemi principali è che la distribuzione dei microrganismi nell'aria interna non è uniforme, né nello spazio né nel tempo. È profondamente influenzato dal grado di attività in una stanza, in particolare da qualsiasi lavoro di pulizia o costruzione che solleva polvere depositata. Di conseguenza, ci sono notevoli fluttuazioni nei numeri su intervalli di tempo relativamente brevi. A parte i campionatori di filtri e gli impingers di liquidi, che vengono utilizzati per diverse ore, la maggior parte dei campionatori d'aria viene utilizzata per ottenere un campione "prelevato" in pochi minuti. Pertanto, i campioni dovrebbero essere prelevati in tutte le condizioni di occupazione e utilizzo, comprese le volte in cui i sistemi HVAC sono funzionanti e quando no. Sebbene un campionamento esteso possa rivelare la gamma di concentrazioni di spore vitali riscontrate in un ambiente interno, non è possibile valutare in modo soddisfacente l'esposizione degli individui ai microrganismi nell'ambiente. Anche i campioni prelevati durante una giornata lavorativa con un campionatore di filtri personale non forniscono un'immagine adeguata, in quanto forniscono solo un valore medio e non rivelano esposizioni di picco.

Oltre agli effetti chiaramente riconosciuti di particolari allergeni, la ricerca epidemiologica indica che potrebbe esserci qualche fattore non allergico associato ai funghi che influisce sulla salute respiratoria. Le micotossine prodotte da singole specie di muffe possono avere un ruolo importante, ma esiste anche la possibilità che sia coinvolto qualche fattore più generale. In futuro, è quindi probabile che l'approccio generale allo studio della carica fungina nell'aria interna sia: (1) valutare quali specie allergeniche e tossicogene sono presenti mediante campionamento per funghi vitali; e (2) per ottenere una misura della quantità totale di materiale fungino a cui gli individui sono esposti in un ambiente di lavoro. Come accennato in precedenza, per ottenere quest'ultima informazione, i conteggi totali potrebbero essere rilevati su una giornata lavorativa. Tuttavia, nel prossimo futuro, i metodi che sono stati recentemente sviluppati per il dosaggio dell'1,3-β-glucano o dell'ergosterolo (Miller 1993) potrebbero essere adottati più ampiamente. Entrambe le sostanze sono componenti strutturali dei funghi, e quindi danno una misura della quantità di materiale fungino (cioè la sua biomassa). È stato riportato un legame tra i livelli di 1,3-β-glucano nell'aria interna ei sintomi della sindrome dell'edificio malato (Miller 1993).

Standard e linee guida

Mentre alcune organizzazioni hanno classificato i livelli di contaminazione dell'aria interna e della polvere (tabella 3), a causa dei problemi di campionamento dell'aria c'è stata una giustificata riluttanza a stabilire standard numerici o valori guida. È stato osservato che la carica microbica aerodispersa negli edifici climatizzati dovrebbe essere nettamente inferiore a quella dell'aria esterna, con una differenza minore tra gli edifici ventilati naturalmente e l'aria esterna. L'ACGIH (1989) raccomanda di utilizzare l'ordine di classificazione delle specie fungine nell'aria interna ed esterna nell'interpretazione dei dati di campionamento dell'aria. La presenza o la preponderanza di alcune muffe nell'aria interna, ma non all'esterno, può identificare un problema all'interno di un edificio. Ad esempio, l'abbondanza nell'aria interna di muffe idrofile come Stachybotrys atra indica quasi invariabilmente un sito di amplificazione molto umido all'interno di un edificio.

Tabella 3. Livelli osservati di microrganismi nell'aria e nella polvere di ambienti interni non industriali

Categoria di
contaminazione

CFUa per metro d'aria

 

Funghi come CFU/g
di polvere

 

batteri

Fungo

 

Molto basso

<50

<25

<10,000

Basso

<100

<100

<20,000

Intermedio

<500

<500

<50,000

Alta

<2,000

<2,000

<120,000

Molto alto

> 2,000

> 2,000

> 120,000

a UFC, unità formanti colonie.

Fonte: adattato da Wanner et al. 1993.

Sebbene enti influenti come l'ACGIH Bioaerosols Committee non abbiano stabilito linee guida numeriche, una guida canadese sugli edifici per uffici (Nathanson 1993), basata su circa cinque anni di indagini su circa 50 edifici governativi federali con aria condizionata, include alcune indicazioni sui numeri. Tra i principali punti emersi si citano i seguenti:

  1. La flora aerea “normale” dovrebbe essere quantitativamente inferiore, ma qualitativamente simile a quella dell'aria esterna.
  2. La presenza di una o più specie fungine a livelli significativi in ​​campioni interni ma non esterni è la prova di un amplificatore interno.
  3. Funghi patogeni come Aspergillus fumigatus, Histoplasm ed Criptococco non dovrebbe essere presente in numero significativo.
  4. La persistenza di muffe tossicogene come Stachybotrys atra ed Aspergillus versicolor in numero significativo richiede indagini e azioni.
  5. Più di 50 unità formanti colonia per metro cubo (CFU/m3) può destare preoccupazione se è presente una sola specie (diversa da alcuni comuni funghi che abitano le foglie all'aperto); fino a 150 CFU/m3 è accettabile se le specie presenti rispecchiano la flora all'aperto; fino a 500 CFU/m3 è accettabile in estate se i funghi che abitano le foglie all'aperto sono i componenti principali.

 

Questi valori numerici si basano su campioni d'aria di quattro minuti raccolti con un campionatore centrifugo Reuter. Va sottolineato che non possono essere tradotti in altre procedure di campionamento, altri tipi di edifici o altre regioni climatiche/geografiche. Ciò che è la norma o è accettabile può essere basato solo su indagini approfondite di una serie di edifici in una particolare regione utilizzando procedure ben definite. Non possono essere fissati valori limite di soglia per l'esposizione alle muffe in genere oa particolari specie.

Controllo dei microrganismi negli ambienti interni

Il determinante chiave della crescita microbica e della produzione di cellule e spore che possono diventare aerosol negli ambienti interni è l'acqua, e riducendo la disponibilità di umidità, piuttosto che utilizzando biocidi, si dovrebbe ottenere il controllo. Il controllo comporta la corretta manutenzione e riparazione di un edificio, inclusa la pronta asciugatura e l'eliminazione delle cause di perdite/danni da allagamento (Morey 1993a). Sebbene il mantenimento dell'umidità relativa degli ambienti a un livello inferiore al 70% sia spesso citato come misura di controllo, questo è efficace solo se la temperatura delle pareti e delle altre superfici è vicina a quella della temperatura dell'aria. Sulla superficie di muri scarsamente isolati, la temperatura può essere inferiore al punto di rugiada, con il risultato che si sviluppa condensa e crescono funghi idrofili e persino batteri (Flannigan 1993). Una situazione simile può verificarsi in climi tropicali o subtropicali umidi dove l'umidità nell'aria che permea l'involucro edilizio di un edificio climatizzato si condensa sulla superficie interna più fredda (Morey 1993b). In questi casi il controllo sta nella progettazione e nel corretto utilizzo degli isolamenti e delle barriere al vapore. Insieme a rigorose misure di controllo dell'umidità, i programmi di manutenzione e pulizia dovrebbero garantire la rimozione di polvere e altri detriti che forniscono nutrienti per la crescita e fungere anche da serbatoi di microrganismi.

Nei sistemi HVAC (Nathanson 1993), l'accumulo di acqua stagnante dovrebbe essere evitato, ad esempio, nelle vaschette di drenaggio o sotto le serpentine di raffreddamento. Laddove spray, stoppini o serbatoi di acqua riscaldata sono parte integrante dell'umidificazione nei sistemi HVAC, è necessaria una regolare pulizia e disinfezione per limitare la crescita microbica. È probabile che l'umidificazione mediante vapore secco riduca notevolmente il rischio di crescita microbica. Poiché i filtri possono accumulare sporcizia e umidità e quindi fornire siti di amplificazione per la crescita microbica, dovrebbero essere sostituiti regolarmente. I microrganismi possono anche crescere nell'isolamento acustico poroso utilizzato per rivestire i condotti se diventa umido. La soluzione a questo problema è applicare tale isolamento all'esterno piuttosto che all'interno; le superfici interne devono essere lisce e non devono fornire un ambiente favorevole alla crescita. Tali misure di controllo generali controlleranno la crescita di Legionella nei sistemi HVAC, ma sono state raccomandate funzionalità aggiuntive, come l'installazione di un filtro HEPA (high-efficiency particulate air) all'aspirazione (Feeley 1988). Inoltre, gli impianti idrici devono garantire che l'acqua calda sia riscaldata uniformemente a 60°C, che non vi siano zone in cui l'acqua ristagni e che nessun raccordo contenga materiali che favoriscono la crescita di Legionella.

Laddove i controlli sono stati inadeguati e si verifica la crescita di muffe, è necessaria un'azione correttiva. È essenziale rimuovere e scartare tutti i materiali organici porosi, come tappeti e altri tessuti d'arredo, pannelli del controsoffitto e isolamento, su e in cui è presente crescita. Le superfici lisce devono essere lavate con candeggina a base di ipoclorito di sodio o un disinfettante adatto. I biocidi che possono essere aerosolizzati non devono essere utilizzati nei sistemi HVAC operativi.

Durante la bonifica, occorre sempre prestare attenzione affinché i microrganismi su o in materiali contaminati non vengano aerosolizzati. Nei casi in cui si trattano grandi aree di crescita di muffe (dieci metri quadrati o più), può essere necessario contenere il potenziale pericolo, mantenendo una pressione negativa nell'area di contenimento durante la bonifica e creando sacche d'aria/aree di decontaminazione tra l'area contenuta e il resto dell'edificio (Morey 1993a, 1993b; New York City Department of Health 1993). Le polveri presenti prima o generate durante la rimozione del materiale contaminato in contenitori sigillati devono essere raccolte utilizzando un aspirapolvere con filtro HEPA. Durante le operazioni, il personale specializzato in bonifica deve indossare una protezione respiratoria HEPA integrale e indumenti, calzature e guanti protettivi monouso (Dipartimento della salute della città di New York 1993). Laddove si tratti di aree più piccole di crescita di muffe, è possibile impiegare personale di manutenzione regolare dopo un'adeguata formazione. In tali casi il contenimento non è considerato necessario, ma il personale deve indossare una protezione respiratoria completa e guanti. In tutti i casi, sia gli occupanti regolari che il personale da impiegare nella bonifica dovrebbero essere informati del pericolo. Questi ultimi non dovrebbero avere asma, allergie o disturbi immunosoppressivi preesistenti (Dipartimento della Salute della città di New York 1993).

 

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Criteri per la costituzione

La definizione di guide e standard specifici per l'aria interna è il prodotto di politiche proattive in questo campo da parte degli enti preposti alla loro istituzione e al mantenimento della qualità dell'aria interna a livelli accettabili. In pratica, i compiti sono divisi e condivisi tra molti enti preposti al controllo dell'inquinamento, al mantenimento della salute, alla sicurezza dei prodotti, alla vigilanza sull'igiene del lavoro e alla regolamentazione dell'edilizia.

L'istituzione di un regolamento ha lo scopo di limitare o ridurre i livelli di inquinamento dell'aria interna. Questo obiettivo può essere raggiunto controllando le fonti di inquinamento esistenti, diluendo l'aria interna con quella esterna e controllando la qualità dell'aria disponibile. Ciò richiede la definizione di limiti massimi specifici per gli inquinanti presenti nell'aria interna.

La concentrazione di un dato inquinante nell'aria interna segue un modello di massa bilanciata espressa nella seguente equazione:

dove:

Ci = la concentrazione dell'inquinante nell'aria interna (mg/m3);

Q = il tasso di emissione (mg/h);

V = il volume dello spazio interno (m3);

Co = la concentrazione dell'inquinante nell'aria esterna (mg/m3);

n = il tasso di ventilazione all'ora;

a = il tasso di decadimento dell'inquinante all'ora.

Si osserva generalmente che, in condizioni statiche, la concentrazione degli inquinanti presenti dipenderà in parte dalla quantità di composto rilasciato nell'aria dalla fonte di contaminazione e dalla sua concentrazione nell'aria esterna, e dai diversi meccanismi con cui l'inquinante è rimosso. I meccanismi di eliminazione prevedono la diluizione dell'inquinante e la sua “scomparsa” nel tempo. Tutti i regolamenti, le raccomandazioni, le linee guida e gli standard che possono essere fissati per ridurre l'inquinamento devono tenere conto di queste possibilità.

Controllo delle fonti di inquinamento

Uno dei modi più efficaci per ridurre i livelli di concentrazione di un inquinante nell'aria interna è controllare le fonti di contaminazione all'interno dell'edificio. Ciò include i materiali utilizzati per la costruzione e la decorazione, le attività all'interno dell'edificio e gli stessi occupanti.

Se si ritiene necessario regolamentare le emissioni dovute ai materiali da costruzione utilizzati, esistono norme che limitano direttamente il contenuto in questi materiali di composti per i quali sono stati dimostrati effetti dannosi per la salute. Alcuni di questi composti sono considerati cancerogeni, come la formaldeide, il benzene, alcuni pesticidi, l'amianto, la fibra di vetro e altri. Un'altra strada è regolamentare le emissioni stabilendo standard di emissione.

Questa possibilità presenta molte difficoltà pratiche, prime tra tutte la mancanza di accordo su come misurare queste emissioni, la mancanza di conoscenza dei loro effetti sulla salute e sul comfort degli occupanti dell'edificio e le difficoltà intrinseche di identificare e quantificare le centinaia di composti emessi dai materiali in questione. Un modo per stabilire gli standard di emissione è partire da un livello accettabile di concentrazione dell'inquinante e calcolare un tasso di emissione che tenga conto delle condizioni ambientali: temperatura, umidità relativa, tasso di ricambio dell'aria, fattore di carico e così via —rappresentativi del modo in cui il prodotto viene effettivamente utilizzato. La principale critica mossa a questa metodologia è che più di un prodotto può generare lo stesso composto inquinante. Gli standard di emissione sono ottenuti da letture effettuate in atmosfere controllate dove le condizioni sono perfettamente definite. Sono state pubblicate guide per l'Europa (COST 613 1989 e 1991) e per gli Stati Uniti (ASTM 1989). Le critiche che solitamente vengono loro rivolte si basano su: (1) la difficoltà di ottenere dati comparativi e (2) i problemi che emergono quando uno spazio interno presenta fonti intermittenti di inquinamento.

Per quanto riguarda le attività che possono svolgersi in un edificio, l'attenzione maggiore è rivolta alla manutenzione degli edifici. In queste attività il controllo può essere stabilito sotto forma di regolamenti sull'esecuzione di determinati compiti, come raccomandazioni relative all'applicazione di pesticidi o alla riduzione dell'esposizione al piombo o all'amianto quando un edificio viene ristrutturato o demolito.

Poiché il fumo di tabacco, attribuibile agli occupanti di un edificio, è così spesso una causa di inquinamento dell'aria interna, merita un trattamento separato. Molti paesi hanno leggi, a livello statale, che vietano il fumo in alcuni tipi di spazi pubblici come ristoranti e teatri, ma sono molto comuni altri accordi in base ai quali è consentito fumare in alcune parti appositamente designate di un determinato edificio.

Quando l'uso di determinati prodotti o materiali è proibito, tali divieti sono stabiliti sulla base dei loro presunti effetti dannosi per la salute, che sono più o meno ben documentati per i livelli normalmente presenti nell'aria interna. Un'altra difficoltà che si pone è che spesso non ci sono abbastanza informazioni o conoscenze sulle proprietà dei prodotti che potrebbero essere utilizzati al loro posto.

Eliminazione dell'inquinante

Ci sono momenti in cui non è possibile evitare le emissioni di determinate fonti di inquinamento, come accade, ad esempio, quando le emissioni sono dovute agli occupanti dell'edificio. Queste emissioni includono anidride carbonica e bioeffluenti, la presenza di materiali con proprietà non controllate in alcun modo o lo svolgimento di attività quotidiane. In questi casi un modo per ridurre i livelli di contaminazione è con sistemi di ventilazione e altri mezzi utilizzati per pulire l'aria interna.

La ventilazione è una delle opzioni più utilizzate per ridurre la concentrazione di inquinanti negli ambienti interni. Tuttavia, la necessità di risparmiare anche energia richiede che l'apporto di aria esterna per rinnovare l'aria interna sia il più parsimonioso possibile. Esistono norme al riguardo che specificano i tassi minimi di ventilazione, basati sul rinnovo del volume di aria interna all'ora con aria esterna, o che fissano un apporto minimo di aria per occupante o unità di spazio, o ancora che tengono conto della concentrazione di anidride carbonica considerando le differenze tra spazi con fumatori e senza fumatori. Nel caso di edifici con ventilazione naturale, sono stati fissati requisiti minimi anche per diverse parti di un edificio, come le finestre.

Tra i riferimenti più spesso citati dalla maggior parte degli standard esistenti, sia nazionali che internazionali, anche se non giuridicamente vincolanti, vi sono le norme pubblicate dall'American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE). Sono stati formulati per aiutare i professionisti della climatizzazione nella progettazione delle loro installazioni. Nello standard ASHRAE 62-1989 (ASHRAE 1989), vengono specificate le quantità minime di aria necessarie per ventilare un edificio, nonché la qualità accettabile dell'aria interna richiesta per i suoi occupanti al fine di prevenire effetti negativi sulla salute. Per l'anidride carbonica (un composto che la maggior parte degli autori non considera un inquinante data la sua origine umana, ma che viene utilizzato come indicatore della qualità dell'aria interna per stabilire il corretto funzionamento dei sistemi di ventilazione) questo standard raccomanda un limite di 1,000 ppm in per soddisfare criteri di comfort (odore). Questo standard specifica anche la qualità dell'aria esterna necessaria per il rinnovo dell'aria interna.

Nei casi in cui la fonte di contaminazione, sia essa interna o esterna, non sia facilmente controllabile e dove si debbano utilizzare attrezzature per eliminarla dall'ambiente, esistono degli standard per garantirne l'efficacia, come quelli che stabiliscono metodi specifici per controllare la prestazioni di un certo tipo di filtro.

Estrapolazione dagli standard di igiene del lavoro agli standard di qualità dell'aria interna

È possibile stabilire diversi tipi di valori di riferimento applicabili all'aria indoor in funzione del tipo di popolazione che si vuole proteggere. Questi valori possono essere basati su standard di qualità dell'aria ambiente, su valori specifici per determinati inquinanti (come anidride carbonica, monossido di carbonio, formaldeide, composti organici volatili, radon e così via), oppure possono essere basati su standard normalmente impiegati nell'igiene del lavoro . Questi ultimi sono valori formulati esclusivamente per applicazioni in ambienti industriali. Sono progettati, in primo luogo, per proteggere i lavoratori dagli effetti acuti degli inquinanti – come l'irritazione delle mucose o delle prime vie respiratorie – o per prevenire intossicazioni con effetti sistemici. A causa di questa possibilità, molti autori, quando si occupano di ambiente interno, prendono come riferimento i valori limite di esposizione per gli ambienti industriali stabiliti dalla Conferenza Americana degli Igienisti Industriali Governativi (ACGIH) degli Stati Uniti. Questi limiti sono chiamati valori limite di soglia (TLV), e comprendono valori limite per giornate lavorative di otto ore e settimane lavorative di 40 ore.

I rapporti numerici vengono applicati per adattare i TLV alle condizioni dell'ambiente interno di un edificio e i valori vengono comunemente ridotti di un fattore di due, dieci o anche cento, a seconda del tipo di effetti sulla salute coinvolti e del tipo di popolazione colpita. Le ragioni addotte per ridurre i valori di TLV quando sono applicati a esposizioni di questo tipo includono il fatto che in ambienti non industriali il personale è esposto contemporaneamente a basse concentrazioni di più sostanze chimiche normalmente sconosciute che sono in grado di agire sinergicamente in modo tale da non può essere facilmente controllato. È generalmente accettato, invece, che negli ambienti industriali il numero di sostanze pericolose da controllare sia noto, e spesso limitato, anche se le concentrazioni sono solitamente molto più elevate.

Inoltre, in molti paesi, le situazioni industriali vengono monitorate al fine di garantire il rispetto dei valori di riferimento stabiliti, cosa che non avviene in ambienti non industriali. È quindi possibile che in ambienti non industriali, l'uso occasionale di alcuni prodotti possa produrre elevate concentrazioni di uno o più composti, senza alcun monitoraggio ambientale e senza possibilità di rivelare i livelli di esposizione che si sono verificati. D'altra parte, i rischi insiti in un'attività industriale sono noti o dovrebbero essere noti e, pertanto, sono in atto misure per la loro riduzione o monitoraggio. I lavoratori interessati sono informati e dispongono dei mezzi per ridurre il rischio e proteggersi. Inoltre, i lavoratori dell'industria sono generalmente adulti in buona salute e in condizioni fisiche accettabili, mentre la popolazione degli ambienti chiusi presenta, in generale, una gamma più ampia di stati di salute. Il normale lavoro in un ufficio, ad esempio, può essere svolto da persone con limitazioni fisiche o persone suscettibili di reazioni allergiche che non sarebbero in grado di lavorare in determinati ambienti industriali. Un caso estremo di questo ragionamento si applicherebbe all'uso di un edificio come abitazione familiare. Infine, come notato sopra, i TLV, proprio come altri standard occupazionali, si basano su esposizioni di otto ore al giorno, 40 ore alla settimana. Ciò rappresenta meno di un quarto del tempo in cui una persona sarebbe esposta se rimanesse continuamente nello stesso ambiente o se fosse esposta a qualche sostanza per tutte le 168 ore della settimana. Inoltre, i valori di riferimento si basano su studi che includono esposizioni settimanali e che tengono conto di tempi di non esposizione (tra le esposizioni) di 16 ore al giorno e 64 ore nei fine settimana, il che rende molto difficile fare estrapolazioni sulla forza di questi dati.

La conclusione a cui giunge la maggior parte degli autori è che per utilizzare gli standard di igiene industriale per l'aria interna, i valori di riferimento devono includere un margine di errore molto ampio. Pertanto, lo Standard ASHRAE 62-1989 suggerisce una concentrazione di un decimo del valore TLV raccomandato dall'ACGIH per gli ambienti industriali per quei contaminanti chimici che non hanno propri valori di riferimento stabiliti.

Per quanto riguarda i contaminanti biologici, non esistono criteri tecnici per la loro valutazione che potrebbero essere applicabili ad ambienti industriali o spazi chiusi, come invece accade per i TLV dell'ACGIH per i contaminanti chimici. Ciò potrebbe essere dovuto alla natura dei contaminanti biologici, che presentano un'ampia variabilità di caratteristiche che rendono difficile stabilire criteri per la loro valutazione che siano generalizzati e validati per ogni data situazione. Queste caratteristiche includono la capacità riproduttiva dell'organismo in questione, il fatto che la stessa specie microbica può avere diversi gradi di patogenicità o il fatto che alterazioni di fattori ambientali come temperatura e umidità possono avere un effetto sulla loro presenza in un dato ambiente. Tuttavia, nonostante queste difficoltà, il Comitato Bioaerosol dell'ACGIH ha sviluppato delle linee guida per valutare questi agenti biologici negli ambienti indoor: Linee guida per la valutazione dei bioaerosol nell'ambiente interno (1989). I protocolli standard raccomandati in queste linee guida definiscono i sistemi e le strategie di campionamento, le procedure analitiche, l'interpretazione dei dati e le raccomandazioni per le misure correttive. Possono essere utilizzati quando informazioni mediche o cliniche indicano l'esistenza di malattie come febbre da umidificatore, polmonite da ipersensibilità o allergie correlate a contaminanti biologici. Queste linee guida possono essere applicate quando il campionamento è necessario per documentare il contributo relativo delle fonti di bioaerosol già identificate o per convalidare un'ipotesi medica. Il campionamento dovrebbe essere effettuato per confermare le potenziali fonti, ma non è raccomandato il campionamento di routine dell'aria per rilevare i bioaerosol.

Linee guida e standard esistenti

Diverse organizzazioni internazionali come l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) e l'International Council of Building Research (CIBC), organizzazioni private come ASHRAE e paesi come Stati Uniti e Canada, tra gli altri, stanno stabilendo linee guida e standard di esposizione. Da parte sua, l'Unione Europea (UE) attraverso il Parlamento Europeo, ha presentato una risoluzione sulla qualità dell'aria negli ambienti interni. Questa risoluzione sancisce la necessità che la Commissione Europea proponga, quanto prima, specifiche direttive che comprendano:

  1. un elenco di sostanze da vietare o regolamentare, sia nella costruzione che nella manutenzione degli edifici
  2. standard di qualità applicabili alle diverse tipologie di ambienti interni
  3. prescrizioni per l'esame, la costruzione, la gestione e la manutenzione degli impianti di condizionamento e ventilazione
  4. norme minime per la manutenzione degli edifici aperti al pubblico.

 

Molti composti chimici hanno odori e qualità irritanti a concentrazioni che, secondo le attuali conoscenze, non sono pericolose per gli occupanti di un edificio ma che possono essere percepiti da – e quindi infastidire – un gran numero di persone. I valori di riferimento oggi in uso tendono a coprire questa possibilità.

Dato che l'uso di standard di igiene del lavoro non è raccomandato per il controllo dell'aria interna a meno che non sia prevista una correzione, in molti casi è meglio consultare i valori di riferimento utilizzati come linee guida o standard per la qualità dell'aria ambiente. La US Environmental Protection Agency (EPA) ha stabilito degli standard per l'aria ambiente destinati a proteggere, con un adeguato margine di sicurezza, la salute della popolazione in generale (standard primari) e anche il suo benessere (standard secondari) da eventuali effetti negativi che potrebbero essere previsto a causa di un dato inquinante. Questi valori di riferimento sono, quindi, utili come guida generale per stabilire uno standard accettabile di qualità dell'aria per un determinato spazio interno, e alcuni standard come ASHRAE-92 li utilizzano come criteri di qualità per il rinnovo dell'aria in un edificio chiuso. La tabella 1 riporta i valori di riferimento per anidride solforosa, monossido di carbonio, biossido di azoto, ozono, piombo e particolato.

Tabella 1. Standard di qualità dell'aria stabiliti dalla US Environmental Protection Agency

Concentrazione media

Inquinanti

µg/m3

ppm

Lasso di tempo per le esposizioni

diossido di zolfo

80a

0.03

1 anno (media aritmetica)

 

365a

0.14

per 24 orec

 

1,300b

0.5

per 3 orec

Particolato

150a, b

-

per 24 ored

 

50a, b

-

1 annod (significato aritmetico)

Monossido di carbonio

10,000a

9.0

per 8 orec

 

40,000a

35.0

1 orac

Ozono

235a, b

0.12

1 ora

Diossido di azoto

100a, b

0.053

1 anno (media aritmetica)

Portare

1.5a, b

-

3 mesi

a Norma primaria. b Norma secondaria. c Valore massimo che non deve essere superato più di una volta all'anno. d Misurato come particelle di diametro ≤10 μm. Fonte: Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente. Nazionale Ambiente Primario e Secondario Standard di qualità dell'aria. Codice dei regolamenti federali, Titolo 40, parte 50 (luglio 1990).

 

Da parte sua, l'OMS ha stabilito linee guida intese a fornire una base per proteggere la salute pubblica dagli effetti negativi dovuti all'inquinamento atmosferico e per eliminare o ridurre al minimo quegli inquinanti atmosferici che sono noti o sospettati di essere pericolosi per la salute e il benessere umano (WHO 1987). Queste linee guida non fanno distinzioni per quanto riguarda il tipo di esposizione di cui si occupano e quindi coprono le esposizioni dovute all'aria esterna così come le esposizioni che possono verificarsi negli spazi interni. Le tabelle 2 e 3 mostrano i valori proposti dall'OMS (1987) per le sostanze non cancerogene, nonché le differenze tra quelle che provocano effetti sulla salute e quelle che causano disagio sensoriale.

Tabella 2. Valori guida dell'OMS per alcune sostanze nell'aria basati su effetti noti sulla salute umana diversi dal cancro o dal fastidio degli odori.a

Inquinanti

Valore indicativo (tempo-
media ponderata)

Durata dell'esposizione

Composti organici

Disolfuro di carbonio

100 μg/m3

per 24 ore

1,2-dicloroetano

0.7 μg/m3

per 24 ore

Formaldehyde

100 μg/m3

30 minuti

Cloruro di metilene

3 μg/m3

per 24 ore

Styrene

800 μg/m3

per 24 ore

tetracloroetilene

5 μg/m3

per 24 ore

toluene

8 μg/m3

per 24 ore

tricloroetilene

1 μg/m3

per 24 ore

Composti inorganici

Cadmio

1-5 ng/m3
10-20 ng/m3

1 anno (aree rurali)
1 anno (aree rurali)

Monossido di carbonio

100 μg/m3 c
60 μg/m3 c
30 μg/m3 c
10 μg/m3

15 minuti
30 minuti
1 ora
per 8 ore

Solfuro d'idrogeno

150 μg/m3

per 24 ore

Portare

0.5-1.0 μg/m3

1 anno

Manganese

1 μg/m3

1 ora

mercurio

1 μg/m3 b

1 ora

Diossido di azoto

400 μg/m3
150 μg/m3

1 ora
per 24 ore

Ozono

150-200 μg/m3
10-120 μg/m3

1 ora
per 8 ore

diossido di zolfo

500 μg/m3
350 μg/m3

10 minuti
1 ora

Vanadio

1 μg/m3

per 24 ore

a Le informazioni in questa tabella devono essere utilizzate insieme alle motivazioni fornite nella pubblicazione originale.
b Questo valore si riferisce solo all'aria interna.
c L'esposizione a questa concentrazione non deve superare il tempo indicato e non deve essere ripetuta entro 8 ore. Fonte: OMS 1987.

 

Tabella 3. Valori guida dell'OMS per alcune sostanze non cancerogene nell'aria, basati su effetti sensoriali o reazioni di disturbo per una media di 30 minuti

Inquinanti

Soglia di odore

   
 

rivelazione

Riconoscimento

Valore guida

Carbonio
disolfuro


200 μg/m3


-a


20 μg/m3 b

Idrogeno
solfuro


0.2-2.0 μg/m3


0.6-6.0 μg/m3


7 μg/m3

Styrene

70 μg/m3

210-280 μg/m3

70 μg/m3

Tetracoloro-
etilene


8 mg/mXNUMX3


24-32 mg/m3


8 mg/mXNUMX3

toluene

1 mg/mXNUMX3

10 mg/mXNUMX3

1 mg/mXNUMX3

b Nella lavorazione della viscosa è accompagnata da altre sostanze odorose come l'idrogeno solforato e il solfuro di carbonile. Fonte: OMS 1987.

 

Per le sostanze cancerogene, l'EPA ha stabilito il concetto di unità di rischio. Queste unità rappresentano un fattore utilizzato per calcolare l'aumento della probabilità che un soggetto umano contragga il cancro a causa dell'esposizione di una vita a una sostanza cancerogena nell'aria a una concentrazione di 1 μg/m3. Questo concetto è applicabile a sostanze che possono essere presenti nell'aria interna, come metalli come arsenico, cromo VI e nichel; composti organici come benzene, acrilonitrile e idrocarburi policiclici aromatici; o particolato, compreso l'amianto.

Nel caso concreto del radon, la Tabella 20 mostra i valori di riferimento e le raccomandazioni di diverse organizzazioni. Pertanto l'EPA raccomanda una serie di interventi graduali quando i livelli nell'aria interna superano i 4 pCi/l (150 Bq/m3), che stabilisce i tempi per la riduzione di tali livelli. L'UE, sulla base di un rapporto presentato nel 1987 da una task force della Commissione internazionale per la protezione radiologica (ICRP), raccomanda una concentrazione media annua di gas radon, distinguendo tra edifici esistenti e nuove costruzioni. Da parte sua, l'OMS formula le sue raccomandazioni tenendo presente l'esposizione ai prodotti di decadimento del radon, espressa come concentrazione di equilibrio equivalente del radon (EER) e tenendo conto di un aumento del rischio di contrarre il cancro compreso tra 0.7 x 10-4 e 2.1 x 10-4 per un'esposizione totale di 1 Bq/m3 EER.

Tabella 4. Valori di riferimento per il radon secondo tre organizzazioni

Organizzazione

Concentrazione

Consigli

Ambientali
Agenzia di protezione

4-20 pci/l
20-200 pci/l
≥200 pci/l

Ridurre il livello in anni
Ridurre il livello in mesi
Ridurre il livello in settimane
o evacuare gli occupanti

Unione Europea

>400 Bq/mq3 a, b
(edifici esistenti)

>400 Bq/mq3 a
(nuova costruzione)

Diminuire il livello

Diminuire il livello

World Health
Organizzazione

>100 Bq/mq3 EERc
>400 Bq/mq3 EERc

Diminuire il livello
Agire immediatamente

a Concentrazione media annua di gas radon.
b Equivalente a una dose di 20 mSv/anno.
c Media annuale.

 

Infine, va ricordato che i valori di riferimento sono stabiliti, in generale, sulla base degli effetti noti che le singole sostanze hanno sulla salute. Anche se questo può spesso rappresentare un lavoro arduo nel caso del dosaggio dell'aria interna, non tiene conto dei possibili effetti sinergici di alcune sostanze. Questi includono, ad esempio, composti organici volatili (COV). Alcuni autori hanno suggerito la possibilità di definire livelli totali di concentrazione di composti organici volatili (TVOC) ai quali gli occupanti di un edificio possono iniziare a reagire. Una delle principali difficoltà è che, dal punto di vista dell'analisi, la definizione dei TVOC non è stata ancora risolta con soddisfazione di tutti.

In pratica, la futura definizione di valori di riferimento nel campo relativamente nuovo della qualità dell'aria interna sarà influenzata dallo sviluppo di politiche sull'ambiente. Ciò dipenderà dai progressi della conoscenza degli effetti degli inquinanti e dai miglioramenti delle tecniche analitiche che possono aiutarci a determinare questi valori.

 

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Contenuti

Riferimenti sulla qualità dell'aria interna

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Società americana per i materiali di prova (ASTM). 1989. Guida standard per le determinazioni ambientali su piccola scala delle emissioni organiche da materiali/prodotti per interni. Atlanta: ASTM.

American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE). 1989. Ventilazione per una qualità dell'aria interna accettabile. Atlanta: ASHRAE.

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