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

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

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

^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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