36. Pressione barometrica aumentata
Editor del capitolo: TJR Francesco
Sommario
Lavorare con pressione barometrica aumentata
Eric Kindwall
Dees F. Gorman
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1. Istruzioni per gli addetti all'aria compressa
2. Malattia da decompressione: classificazione rivista
37. Pressione barometrica ridotta
Editor del capitolo: Walter Dummer
Acclimatazione ventilatoria ad alta quota
John T. Reeves e John V. Weil
Effetti fisiologici della pressione barometrica ridotta
Kenneth I. Berger e William N. Rom
Considerazioni sulla salute per la gestione del lavoro ad alta quota
John B. Ovest
Prevenzione dei rischi professionali in alta quota
Walter Dummer
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38. Rischi biologici
Editor del capitolo: Zuheir Ibrahim Fakhri
Rischi biologici sul posto di lavoro
Zuheir I. Fakhri
Animali acquatici
D.Zannini
Animali velenosi terrestri
JA Rioux e B.Juminer
Caratteristiche cliniche del morso di serpente
David A. Warrell
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1. Ambienti occupazionali con agenti biologici
2. Virus, batteri, funghi e piante sul posto di lavoro
3. Gli animali come fonte di rischi professionali
39. Disastri naturali e tecnologici
Editor del capitolo: PierAlberto Bertazzi
Disastri e incidenti rilevanti
PierAlberto Bertazzi
Convenzione ILO sulla prevenzione dei principali incidenti industriali, 1993 (n. 174)
Preparazione alle catastrofi
Peter J.Baxter
Attività post-disastro
Benedetto Terracini e Ursula Ackermann-Liebrich
Problemi relativi alle condizioni meteorologiche
Jean francese
Valanghe: pericoli e misure di protezione
Gustav Pointstingl
Trasporto di materiale pericoloso: chimico e radioattivo
Donald M. Campbell
Incidenti da radiazioni
Pierre Verger e Denis Winter
Caso di studio: cosa significa dose?
Misure di salute e sicurezza sul lavoro nelle aree agricole contaminate da radionuclidi: l'esperienza di Chernobyl
Yuri Kundiev, Leonard Dobrovolsky e VI Chernyuk
Caso di studio: l'incendio della fabbrica di giocattoli Kader
Casey Cavanaugh Grant
Impatti dei disastri: lezioni dal punto di vista medico
Josè Luis Zeballos
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1. Definizioni dei tipi di disastro
2. Numero medio di vittime su 25 anni per tipo e trigger naturale per regione
3. Numero medio di vittime su 25 anni per tipo e motivo scatenante non naturale per regione
4. N. vittime medie su 25 anni per tipo di innesco naturale (1969-1993)
5. Numero medio di vittime su 25 anni per tipo di trigger non naturale (1969-1993)
6. Scatto naturale dal 1969 al 1993: eventi in 25 anni
7. Trigger non naturale dal 1969 al 1993: eventi in 25 anni
8. Trigger naturale: numero per regione globale e tipo nel 1994
9. Trigger non naturale: numero per regione globale e tipo nel 1994
10 Esempi di esplosioni industriali
11 Esempi di grandi incendi
12 Esempi di importanti rilasci tossici
13 Ruolo della gestione degli impianti a rischio maggiore nel controllo dei pericoli
14 Metodi di lavoro per la valutazione dei pericoli
15 Criteri della Direttiva CE per gli impianti a rischio elevato
16 Sostanze chimiche prioritarie utilizzate per identificare le installazioni a rischio maggiore
17 Rischi professionali legati alle condizioni meteorologiche
18 Tipici radionuclidi, con le loro emivite radioattive
19 Confronto di diversi incidenti nucleari
20 Contaminazione in Ucraina, Bielorussia e Russia dopo Chernobyl
21 Contaminazione da stronzio-90 dopo l'incidente di Khyshtym (Urali 1957)
22 Sorgenti radioattive che hanno coinvolto il grande pubblico
23 Principali incidenti che coinvolgono gli irradiatori industriali
24 Registro degli incidenti da radiazioni di Oak Ridge (USA) (in tutto il mondo, 1944-88)
25 Modello di esposizione professionale alle radiazioni ionizzanti in tutto il mondo
26 Effetti deterministici: soglie per organi selezionati
27 Pazienti con sindrome acuta da irradiazione (AIS) dopo Chernobyl
28 Studi epidemiologici sul cancro dell'irradiazione esterna ad alte dosi
29 Tumori della tiroide nei bambini in Bielorussia, Ucraina e Russia, 1981-94
30 Scala internazionale degli incidenti nucleari
31 Misure di protezione generiche per la popolazione generale
32 Criteri per le zone di contaminazione
33 Grandi disastri in America Latina e nei Caraibi, 1970-93
34 Perdite dovute a sei calamità naturali
35 Ospedali e letti d'ospedale danneggiati/distrutti da 3 gravi catastrofi
36 Vittime in 2 ospedali crollati a causa del terremoto del 1985 in Messico
37 Posti letto d'ospedale persi a causa del terremoto cileno del marzo 1985
38 Fattori di rischio per danni sismici alle infrastrutture ospedaliere
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40. Elettricità
Editor del capitolo: Dominique Foliot
Elettricità: effetti fisiologici
Dominique Foliot
Elettricità statica
Claudio Menguy
Prevenzione e norme
Renzo Comino
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1. Stime del tasso di folgorazione-1988
2. Relazioni di base in elettrostatica-Raccolta di equazioni
3. Affinità elettroniche di polimeri selezionati
4. Tipici limiti inferiori di infiammabilità
5. Onere specifico associato a operazioni industriali selezionate
6. Esempi di apparecchiature sensibili alle scariche elettrostatiche
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41. Fuoco
Editor del capitolo: Casey C. Grant
Concetti di base
Dougal Drysdale
Fonti di rischi di incendio
Tamás Banky
Misure di prevenzione incendi
Peter F.Johnson
Misure di protezione antincendio passiva
Yngve Anderberg
Misure attive di protezione antincendio
Gary Taylor
Organizzazione per la protezione antincendio
S. Deri
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1. Limiti inferiore e superiore di infiammabilità in aria
2. Punti di infiammabilità e punti di fuoco di combustibili liquidi e solidi
3. Fonti di accensione
4. Confronto delle concentrazioni di diversi gas necessari per l'inertizzazione
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42. Caldo e freddo
Editor del capitolo: Jean-Jacques Vogt
Risposte fisiologiche all'ambiente termico
W.Larry Kenney
Effetti dello stress da calore e del lavoro al caldo
Bodil Nielsen
Disturbi da calore
Tokuo Ogawa
Prevenzione dello stress da calore
Sarah A. Nunneley
Le basi fisiche del lavoro in calore
Jacques Malchaire
Valutazione dello Stress da Calore e degli Indici di Stress da Calore
Kenneth C. Parsons
Caso di studio: Indici di calore: formule e definizioni
Scambio di calore attraverso l'abbigliamento
Wouter A. Lotens
Ambienti freddi e lavoro a freddo
Ingvar Holmér, Per-Ola Granberg e Goran Dahlstrom
Prevenzione dello stress da freddo in condizioni esterne estreme
Jacques Bittel e Gustave Savourey
Indici e standard freddi
Ingvar Holmér
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1. Concentrazione di elettroliti nel plasma sanguigno e nel sudore
2. Indice di stress termico e tempi di esposizione consentiti: calcoli
3. Interpretazione dei valori dell'Heat Stress Index
4. Valori di riferimento per i criteri di sollecitazione termica e deformazione
5. Modello utilizzando la frequenza cardiaca per valutare lo stress da calore
6. Valori di riferimento WBGT
7. Pratiche di lavoro per ambienti caldi
8. Calcolo dell'indice SWreq e metodo di valutazione: equazioni
9. Descrizione dei termini utilizzati nella ISO 7933 (1989b)
10 Valori WBGT per quattro fasi di lavoro
11 Dati di base per la valutazione analitica secondo ISO 7933
12 Valutazione analitica utilizzando ISO 7933
13 Temperature dell'aria di vari ambienti lavorativi freddi
14 Durata dello stress da freddo non compensato e reazioni associate
15 Indicazione degli effetti previsti dell'esposizione al freddo lieve e grave
16 Temperatura del tessuto corporeo e prestazioni fisiche umane
17 Risposte umane al raffreddamento: reazioni indicative all'ipotermia
18 Raccomandazioni sanitarie per il personale esposto allo stress da freddo
19 Programmi di condizionamento per lavoratori esposti al freddo
20 Prevenzione e riduzione dello stress da freddo: strategie
21 Strategie e misure relative a fattori e attrezzature specifici
22 Meccanismi generali di adattamento al freddo
23 Numero di giorni in cui la temperatura dell'acqua è inferiore a 15 ºC
24 Temperature dell'aria di vari ambienti lavorativi freddi
25 Classificazione schematica del lavoro a freddo
26 Classificazione dei livelli di tasso metabolico
27 Esempi di valori di isolamento di base dell'abbigliamento
28 Classificazione della resistenza termica al raffreddamento degli indumenti
29 Classificazione della resistenza termica da contatto degli indumenti
30 Indice Wind Chill, temperatura e tempo di congelamento della carne esposta
31 Potere rinfrescante del vento sulla carne esposta
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43. Orario di lavoro
Editor del capitolo: Pietro Knauth
Ore di lavoro
Pietro Knauth
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1. Intervalli di tempo dall'inizio del lavoro a turni fino a tre malattie
2. Lavoro a turni e incidenza di disturbi cardiovascolari
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44. Qualità dell'aria interna
Editor del capitolo: Saverio Guardino Sola
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
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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
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45. Controllo ambientale interno
Editor del capitolo: Juan Guasch Farras
Controllo degli ambienti interni: principi generali
A. Hernández Calleja
Aria interna: metodi per il controllo e la pulizia
E. Adán Liébana e A. Hernández Calleja
Scopi e principi della ventilazione generale e di diluizione
Emilio Castejon
Criteri di ventilazione per edifici non industriali
A. Hernández Calleja
Impianti di Riscaldamento e Condizionamento
F. Ramos Pérez e J. Guasch Farrás
Aria interna: ionizzazione
E. Adán Liébana e J. Guasch Farrás
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1. I più comuni inquinanti indoor e le loro fonti
2. Requisiti di base: sistema di ventilazione per diluizione
3. Misure di controllo e loro effetti
4. Adeguamenti all'ambiente di lavoro e agli effetti
5. Efficacia dei filtri (standard ASHRAE 52-76)
6. Reagenti usati come assorbenti per contaminanti
7. Livelli di qualità dell'aria indoor
8. Contaminazione dovuta agli occupanti di un edificio
9. Grado di occupazione dei diversi edifici
10 Contaminazione dovuta all'edificio
11 Livelli di qualità dell'aria esterna
12 Norme proposte per i fattori ambientali
13 Temperature di comfort termico (basate su Fanger)
14 Caratteristiche degli ioni
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46. Illuminazione
Editor del capitolo: Juan Guasch Farras
Tipi di lampade e illuminazione
Richard Forster
Condizioni richieste per Visual
Fernando Ramos Pérez e Ana Hernández Calleja
Condizioni generali di illuminazione
N.Alan Smith
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1. Potenza e potenza migliorate di circa 1,500 mm lampade a tubo fluorescente
2. Tipica efficacia della lampada
3. International Lamp Coding System (ILCOS) per alcuni tipi di lampade
4. Colori e forme comuni delle lampade a incandescenza e codici ILCOS
5. Tipi di lampade al sodio ad alta pressione
6. Contrasti di colore
7. Fattori di riflessione di diversi colori e materiali
8. Livelli raccomandati di illuminamento mantenuto per luoghi/attività
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47. rumore
Editor del capitolo: Alice H.Suter
La natura e gli effetti del rumore
Alice H.Suter
Misurazione del rumore e valutazione dell'esposizione
Eduard I. Denisov e il tedesco A. Suvorov
Ingegneria del controllo del rumore
Dennis P. Driscoll
Programmi per la conservazione dell'udito
Larry H. Royster e Julia Doswell Royster
Norme e regolamenti
Alice H.Suter
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1. Limiti di esposizione ammissibili (PEL) per l'esposizione al rumore, per nazione
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48. Radiazioni: ionizzanti
Editor del capitolo: Robert N. Cherry, Jr.
Introduzione
Robert N. Cherry, Jr.
Biologia delle radiazioni ed effetti biologici
Arthur C. Upton
Fonti di radiazioni ionizzanti
Robert N. Cherry, Jr.
Progettazione del posto di lavoro per la sicurezza dalle radiazioni
Gordon M.Lodde
Sicurezza contro le radiazioni
Robert N. Cherry, Jr.
Pianificazione e gestione degli incidenti da radiazioni
Sydney W.Porter, Jr.
49. Radiazioni non ionizzanti
Editor del capitolo: Bengt Fante
Campi elettrici e magnetici ed esiti sanitari
Bengt Fante
Lo spettro elettromagnetico: caratteristiche fisiche di base
Kjell Hansson Mite
Radiazioni ultraviolette
David H. Sliney
Radiazione infrarossa
R. Matteo
Luce e radiazione infrarossa
David H. Sliney
Laser
David H. Sliney
Campi a radiofrequenza e microonde
Kjell Hansson Mite
Campi elettrici e magnetici VLF ed ELF
Michael H. Repacholi
Campi elettrici e magnetici statici
Martino Grandolfo
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1. Sorgenti ed esposizioni per IR
2. Funzione di rischio termico retinico
3. Limiti di esposizione per laser tipici
4. Applicazioni di apparecchiature che utilizzano una gamma da >0 a 30 kHz
5. Fonti occupazionali di esposizione ai campi magnetici
6. Effetti delle correnti che attraversano il corpo umano
7. Effetti biologici di vari intervalli di densità di corrente
8. Limiti di esposizione professionale-campi elettrici/magnetici
9. Studi su animali esposti a campi elettrici statici
10 Principali tecnologie e grandi campi magnetici statici
11 Raccomandazioni ICNIRP per campi magnetici statici
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50. Vibrazione
Editor del capitolo: Michael J.Griffin
Vibrazione
Michael J.Griffin
Vibrazione di tutto il corpo
Helmut Seidel e Michael J. Griffin
Vibrazione trasmessa a mano
Massimo Bovenzi
Chinetosi
Alan J.Benson
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1. Attività con effetti negativi di vibrazioni a tutto il corpo
2. Misure preventive per le vibrazioni trasmesse al corpo intero
3. Esposizioni a vibrazioni trasmesse a mano
4. Fasi, scala Workshop di Stoccolma, sindrome da vibrazione mano-braccio
5. Fenomeno di Raynaud e sindrome da vibrazione mano-braccio
6. Valori limite di soglia per le vibrazioni trasmesse dalla mano
7. Direttiva del Consiglio dell'Unione Europea: vibrazioni trasmesse dalla mano (1994)
8. Grandezze di vibrazione per lo sbiancamento delle dita
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51. Violenza
Editor del capitolo: Leon J.Warshaw
Violenza sul posto di lavoro
Leon J.Warshaw
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1. Tassi più alti di omicidio sul lavoro, luoghi di lavoro negli Stati Uniti, 1980-1989
2. I più alti tassi di omicidio sul lavoro Occupazioni USA, 1980-1989
3. Fattori di rischio per gli omicidi sul lavoro
4. Guide per i programmi per prevenire la violenza sul posto di lavoro
52. Unità di visualizzazione visiva
Editor del capitolo: Diana Berthelette
Panoramica
Diana Berthelette
Caratteristiche delle postazioni di lavoro con display visivo
Ahmet Çakir
Problemi oculari e visivi
Paule Rey e Jean-Jacques Meyer
Rischi riproduttivi - Dati sperimentali
Ulf Bergqvist
Effetti riproduttivi - Prove umane
Claire Infante-Rivard
Caso di studio: una sintesi degli studi sugli esiti riproduttivi
Disordini muscolo-scheletrici
Gabriele Bammer
Problemi di pelle
Mats Berg e Sture Lidén
Aspetti psicosociali del lavoro al videoterminale
Michael J. Smith e Pascale Carayon
Aspetti ergonomici dell'interazione uomo-computer
Jean-Marc Robert
Standard di ergonomia
Tom FM Stewart
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1. Distribuzione di computer in varie regioni
2. Frequenza e importanza degli elementi dell'attrezzatura
3. Prevalenza dei sintomi oculari
4. Studi teratologici su ratti o topi
5. Studi teratologici su ratti o topi
6. Uso di videoterminali come fattore di esiti avversi della gravidanza
7. Le analisi da studiare provocano problemi muscoloscheletrici
8. Fattori ritenuti responsabili di problemi muscoloscheletrici
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In generale esiste una relazione di radice quadrata tra lo spessore d di uno strato d'aria statico e velocità dell'aria v. La funzione esatta dipende dalle dimensioni e dalla forma della superficie, ma per il corpo umano un'approssimazione utile è:
L'aria calma funge da strato isolante con una conduttività (una costante del materiale, indipendentemente dalla forma del materiale) di 026 W/mK, che ha un coefficiente di scambio termico h (unità di ) (la proprietà conduttiva di una lastra di materiale) di:
(Kerslake 1972).
Flusso di calore radiante () tra due superfici è approssimativamente proporzionale alla loro differenza di temperatura:
where T è la temperatura assoluta media (in Kelvin) delle due superfici, è il coefficiente di assorbimento e è la costante di Stefan-Boltzmann ( ). La quantità di scambio di radiazioni è inversamente proporzionale al numero di strati intercettanti (n):
Isolamento dell'abbigliamento () è definito dalle seguenti equazioni:
where è isolamento intrinseco, è (adiacente) l'isolamento dell'aria, è isolamento totale, è la temperatura media della pelle, è la temperatura media della superficie esterna dell'indumento, è la temperatura dell'aria, è il flusso di calore secco (calore convettivo e radiante) per unità di superficie cutanea e è il fattore dell'area di abbigliamento. Questo coefficiente è stato sottovalutato negli studi precedenti, ma studi più recenti convergono verso l'espressione
Spesso I è espresso nell'unità clo; uno clo è uguale .
McCullough et al. (1985) hanno dedotto un'equazione di regressione dai dati su un mix di completi di abbigliamento, utilizzando lo spessore del tessuto (, in mm) e percentuale di superficie corporea coperta () come determinanti. La loro formula per l'isolamento di singoli capi di abbigliamento () è:
La resistenza evaporativa R (unità di s/m) può essere definito come:
(o talvolta in )
Per gli strati di tessuto, l'equivalente in aria () è lo spessore dell'aria che fornisce la stessa resistenza alla diffusione del tessuto. Il vapore associato e calore latente () i flussi sono:
where D è il coefficiente di diffusione (), C la concentrazione di vapore () e il calore di evaporazione (2430 J/g).
(da Lotens 1993). è relazionato a R di:
dove:
D è il coefficiente di diffusione del vapore acqueo nell'aria, .
Il lavoro a turni è il lavoro programmato, in modo permanente o frequente, al di fuori del normale orario di lavoro diurno. Il lavoro a turni può essere, ad esempio, lavoro a tempo indeterminato di notte, lavoro a tempo indeterminato di sera o l'orario di lavoro può avere schemi di assegnazione variabili. Ogni tipo di sistema di turni ha i suoi vantaggi e svantaggi, e ciascuno è associato a diversi effetti sul benessere, sulla salute, sulla vita sociale e sulle prestazioni lavorative.
Nei tradizionali sistemi di turni a rotazione lenta, i turni cambiano settimanalmente; cioè una settimana di turni notturni è seguita da una settimana di turni serali e poi una settimana di turni mattutini. In un sistema di turni a rapida rotazione si impiegano solo uno, due o massimo tre giorni consecutivi per turno. In alcuni paesi, come gli Stati Uniti, stanno guadagnando popolarità i turni superiori alle 8 ore, in particolare le 12 ore (Rosa et al. 1990).
Gli esseri umani si sono evoluti come essenzialmente diurni; cioè il corpo è principalmente “programmato” per le prestazioni lavorative diurne e per lo svago e il riposo notturno. I meccanismi interni (a volte chiamati corpo o orologio biologico) controllano la fisiologia e la biochimica del corpo per adattarsi a un ambiente di 24 ore. Questi cicli sono chiamati ritmi circadiani. L'interruzione delle variazioni circadiane nella funzione fisiologica causate dal dover essere svegli e al lavoro in orari biologicamente insoliti, così come il sonno durante il giorno, è uno dei principali stress associati al lavoro a turni.
Nonostante il diffuso presupposto che i disturbi del sistema circadiano possano provocare, nel lungo periodo, effetti dannosi, l'effettiva relazione causa-effetto è stata difficile da stabilire. Nonostante questa mancanza di prove assolute, è ampiamente accettato che sia prudente adottare sistemi di turni sul posto di lavoro che riducano al minimo l'interruzione duratura dei ritmi circadiani.
Effetti combinati dei fattori sul posto di lavoro
Alcuni turnisti sono anche esposti ad altri rischi sul posto di lavoro, come agenti tossici, oa lavori con elevati carichi mentali o sforzi fisici. Solo pochi studi, tuttavia, hanno affrontato i problemi causati dalla combinazione di lavoro a turni e condizioni lavorative, organizzative e ambientali sfavorevoli dove gli effetti negativi del lavoro a turni potrebbero essere causati non solo dalla differenza di fase tra ritmi circadiani e condizioni di vita, ma anche da le avverse condizioni di lavoro negative che possono essere combinate con il lavoro a turni.
Una varietà di pericoli sul posto di lavoro, come rumore, condizioni climatiche sfavorevoli, condizioni di illuminazione sfavorevoli, vibrazioni e combinazioni di questi, possono a volte verificarsi più spesso nei sistemi a tre turni, nei sistemi irregolari e nei turni notturni che nei sistemi a due turni o nel lavoro diurno .
Variabili intervenienti
Le persone variano ampiamente nella loro tolleranza al lavoro a turni, secondo Härmä (1993), il che può essere spiegato dall'influenza di molte variabili intervenienti. Alcune differenze individuali che possono modificare lo sforzo dei turnisti sono: differenze nella fase e nell'ampiezza del ciclo circadiano, età, sesso, gravidanza, forma fisica e flessibilità nelle abitudini del sonno e capacità di superare la sonnolenza, come illustrato dalla figura 1.
Figura 1. Modello di stress e sforzo dei turnisti.
Sebbene alcuni autori abbiano trovato una correlazione tra una maggiore ampiezza dei ritmi circadiani e un minor numero di disturbi medici (Andlauer et al. 1979; Reinberg et al. 1988; Costa et al. 1989; Knauth e Härmä 1992), altri hanno scoperto che non predice adattamento al lavoro a turni (Costa et al. 1989; Minors e Waterhouse 1981) anche dopo tre anni di lavoro (Vidacek et al. 1987).
Sembrano esserci due dimensioni principali della personalità legate alla fase circadiana: “mattutina”/“serale” e intro-versione/estroversione (Kerkhof 1985). La mattutina/sera può essere valutata tramite questionario (Horne e Östberg 1976; Folkard et al. 1979; Torsval e Åkerstedt 1980; Moog 1981) o misurando la temperatura corporea (Breithaupt et al. 1978). I tipi mattutini, "allodole", con una posizione di fase avanzata della temperatura corporea circadiana, vanno a letto prima e si alzano prima della media della popolazione, mentre i tipi serali, "gufi", hanno una posizione di fase circadiana ritardata e vanno a letto e si alzano dopo. Essere “allodola” sembrerebbe essere un vantaggio per i turni mattutini e un “gufo” per i turni notturni. Tuttavia, alcuni autori riferiscono che un numero sproporzionatamente elevato di coloro che abbandonano il lavoro a turni erano tipi mattutini (Åkerstedt e Fröberg 1976; Hauke et al. 1979; Torsvall e Åkerstedt 1979). Bohle e Tilley (1989) e Vidacek et al. (1987). Altri ricercatori, invece, hanno trovato risultati opposti (Costa et al. 1989), e va notato che la maggior parte degli studi ha coinvolto solo “allodole” e “gufi” estremi, ognuno dei quali rappresenta solo il 5% della popolazione.
In molti studi sui questionari, sono stati riscontrati effetti più negativi sulla salute del lavoro a turni con l'aumento , l'età critica è in media di 40-50 anni (Foret et al. 1981; Koller 1983; Åkerstedt e Torsvall 1981). Con l'aumentare dell'età, il sonno durante il giorno diventa progressivamente più difficile (Åkerstedt e Torsvall 1981). Ci sono anche alcune indicazioni di un più lento adattamento circadiano al lavoro a turni nei turnisti di mezza età rispetto a quelli più giovani (Härmä et al. 1990; Matsumoto e Morita 1987).
Sesso ed gravidanza sono due variabili intervenienti che sono state spesso discusse ma non ancora adeguatamente indagate negli studi longitudinali. Sulla base di una revisione della letteratura, Rutenfranz et al. (1987) concludono che i ritmi circadiani di uomini e donne reagiscono allo stesso modo allo spostamento di fase del lavoro e del sonno in connessione con il lavoro notturno. Tuttavia, devono essere presi in considerazione due aspetti: il ciclo mestruale e il carico aggiuntivo della cura dei bambini e delle faccende domestiche.
Sebbene alcuni autori abbiano riscontrato problemi mestruali più frequenti nei gruppi di donne turniste rispetto alle donne nel lavoro diurno (Tasto et al. 1978; Uehata e Sasakawa 1982), la comparabilità di questi gruppi di lavoro a turni e diurni era discutibile. Pokorsky et al. (1990) hanno studiato la percezione del disagio tra le lavoratrici a triplo turno durante tre fasi del ciclo mestruale (praemenstruum, mestruation e postmen-struum). Le differenze relative alla fase erano più pronunciate delle differenze tra turni mattutini, serali e notturni.
L'assistenza all'infanzia a domicilio ha ridotto la durata del sonno e del tempo libero nelle infermiere che lavorano a turni. Estryn-Behar ha intervistato 120 donne in turni notturni permanenti e ha scoperto che la durata media del sonno dopo i turni notturni era di 6 ore e 31 minuti per le donne senza figli, di 5 ore e 30 minuti per le donne con figli più grandi e di 4 ore e 55 minuti per le donne con problemi molto gravi. bambini piccoli (Estryn-Behar et al. 1978). Tuttavia, uno studio sulle poliziotte ha rilevato che quelle con figli erano più favorevoli al lavoro a turni rispetto alle donne senza figli (Beermann et al. 1990).
Idoneità fisica sembrava essere un fattore nell'aumentare la tolleranza al lavoro a turni in uno studio di Härmä et al. (1988a,b). In uno studio di follow-up con disegno a coppie abbinate, il gruppo di partecipanti che si è esercitato regolarmente in un programma di quattro mesi ha riportato una significativa diminuzione della fatica generale, in particolare durante il turno di notte, nonché una diminuzione dei sintomi muscoloscheletrici e un aumento nella durata del sonno.
I “flessibilità delle abitudini del sonno” ed “capacità di superare la sonnolenza”, come valutato da un questionario sviluppato da Folkard et al. (1979; 1982) erano correlati, in alcuni studi, ad una migliore tolleranza al lavoro a turni (Wynne et al. 1986; Costa et al. 1989; Vidacek et al. 1987). In altri studi, tuttavia, questa relazione non è stata confermata (ad esempio, Bohle e Tilley 1989).
Altre variabili che intervengono che possono essere importanti per la tolleranza al lavoro a turni sono il “impegno per il lavoro notturno” come il modo in cui le persone programmano la propria vita (Folkard et al. 1979; Minors e Waterhouse 1981) o il stile di coping dei turnisti (Olsson et al. 1987; Olsson e Kandolin 1990).
Oltre alle caratteristiche individuali, fattori situazionali sembrano essere importanti per spiegare l'entità dei problemi segnalati dai turnisti. Kupper et al. (1980) e Knauth (1983) hanno scoperto che i turnisti che cercavano di dormire durante il giorno ed erano spesso o sempre disturbati dal rumore, lamentavano più frequentemente sintomi nervosi e gastrointestinali rispetto ai turnisti con sonno indisturbato o raramente disturbato.
Effetti sulla salute del lavoro a turni
La maggior parte dei disturbi di salute dei turnisti può essere correlata alla qualità del sonno diurno dopo i turni notturni e, in misura minore, al sonno prima dei turni mattutini. Poiché i ritmi circadiani generalmente funzionano in modo tale che il corpo è programmato per le prestazioni diurne e per il sonno notturno, dopo il turno di notte il corpo, in generale, non è completamente adattato per andare a dormire. Possono intervenire anche altri fattori. La luce del giorno può disturbare il sonno. Il rumore durante il giorno è generalmente più forte che durante la notte. La maggior parte dei lavoratori notturni si lamenta del rumore dei bambini e del traffico. Alcuni lavoratori notturni interrompono il sonno diurno per consumare un pasto comune con la famiglia, mentre altri riducono il sonno a causa delle faccende domestiche e delle responsabilità di cura dei figli. In uno studio sui turnisti, la durata del sonno notturno è risultata ridotta a 6 ore (Knauth 1983). Sebbene vi siano grandi differenze interindividuali nei bisogni di sonno, 6 o meno ore di sonno al giorno sono inadeguate per molti esseri umani (Williams et al. 1974). In particolare, dopo molti turni notturni consecutivi ci si deve aspettare un accumulo di deficit di sonno, con i relativi effetti sia sulla vita sociale che sulla produttività (Naitoh et al. 1990), nonché la possibilità di un aumento del tasso di infortuni. Diversi studi elettroencefalografici hanno inoltre dimostrato che anche la qualità del sonno diurno è inferiore (Knauth 1983).
I deficit di sonno possono verificarsi sia in una settimana di turni notturni che in una settimana di turni mattutini. La durata prolungata del sonno durante il fine settimana dopo una settimana di turni mattutini sembra indicare che vi è un maggiore bisogno di sonno.
Hak e Kampmann (1981) hanno studiato il sonno e la fatica nei macchinisti. Quanto prima iniziava il turno mattutino, tanto più breve era il sonno del turno notturno precedente e tanto più affaticati erano i macchinisti durante il turno mattutino. La riduzione del sonno in connessione con un inizio anticipato del turno mattutino è stata confermata anche da studi di Moors (1990) e Folkard e Barton (1993). Tali risultati possono essere in parte spiegati dalla pressione sociale della famiglia a non andare a letto troppo presto, o dall'orologio biologico, che secondo Lavie (1986) provoca una "zona proibita" per il sonno, durante la quale la propensione al sonno è notevolmente ridotta . Quest'ultima spiegazione significa che anche se i turnisti vanno a letto prima - a causa dell'inizio anticipato del turno mattutino successivo - potrebbero avere difficoltà ad addormentarsi.
Disturbi gastrointestinali. Il lavoro notturno porta a un cambiamento nella sequenza e nei tempi dei pasti. Durante la notte lo stomaco non sopporta la composizione e la quantità di un tipico pasto diurno. È quindi comprensibile che i lavoratori notturni spesso soffrano maggiormente di disturbi dell'appetito rispetto ai lavoratori diurni o ai turnisti che non fanno il turno di notte, come Rutenfranz et al. (1981) hanno concluso da una revisione della letteratura.
A lungo andare, l'assunzione di cibo irregolare può portare a disturbi gastrointestinali o addirittura a disturbi. Tuttavia, le ragioni dei complessi sintomi gastrointestinali sono sicuramente molteplici. Un'analisi degli studi esistenti, come quello di Costa (1996), è difficile, a causa delle differenze metodologiche. La maggior parte dei risultati si basa su studi trasversali, cioè sui lavoratori attualmente impegnati nel lavoro a turni. Pertanto, se gli individui hanno lasciato il lavoro a turni a causa di problemi o malattie, ci ritroviamo con una popolazione più o meno autoselezionata (l'effetto “lavoratore sano”). Pertanto lo stato di salute di un gruppo di turnisti può essere migliore di un gruppo di lavoratori a giornata, semplicemente perché i turnisti con problemi di salute o sociali peggiori sono passati al lavoro a giornata e quelli che rimangono potrebbero essere maggiormente in grado di far fronte.
Negli studi longitudinali, che sono stati quasi esclusivamente retrospettivi, i problemi con l'autoselezione e la perdita al follow-up sono ben noti. Ad esempio, per il campione nello studio di Leuliet (1963), la popolazione dello studio era quasi dimezzata durante il periodo di studio di 12 anni. Come per gli studi trasversali, sono spesso gli ex turnisti, che sono passati al lavoro diurno fuori turno a causa di problemi medici, a mostrare gli effetti più gravi. Thiis-Evensen (1958) trovò che le ulcere peptiche erano due volte più frequenti tra gli ex turnisti che tra i lavoratori a giornata. Aanonsen (1964) e Angersbach et al. (1980) hanno osservato, rispettivamente, due e tre volte e mezzo in più di casi di ulcera peptica tra gli ex turnisti regolari, con una conseguente significativa diminuzione delle malattie gastrointestinali dopo il trasferimento al di fuori del modello di lavoro a turni.
Costa et al. (1981) hanno calcolato l'intervallo di tempo tra l'inizio del lavoro a turni e la diagnosi di malattia (tabella 1). Confrontando gruppi con orari di lavoro diversi, Costa et al. trovato gli intervalli medi più brevi (4.7 anni) per la comparsa di gastroduodenite nei lavoratori notturni permanenti. Nei gruppi con lavoro notturno (ossia, lavoratori a tre turni e lavoratori notturni a tempo indeterminato), entro un intervallo di circa 5 anni si sono sviluppate ulcere peptiche. Nella sua recensione Costa (1996) conclude che “ci sono prove sufficienti per considerare il lavoro a turni come un fattore di rischio per disturbi e malattie gastrointestinali, in particolare l'ulcera peptica” (tabella 1).
Tabella 1. Intervalli di tempo dall'inizio del lavoro a turni al momento della diagnosi delle tre malattie (media e deviazione standard in anni).
Orario di lavoro |
Gastroduodenite |
Ulcera peptica |
Disturbi nevrotici |
Giorno di lavoro |
12.6 ± 10.9 |
12.2 ± 9.9 |
9.7 ± 6.8 |
Due turni |
7.8 ± 6.6 |
14.4 ± 8.2 |
9.0 ± 7.5 |
Tre turni |
7.4 ± 6.5 |
5.0 ± 3.9 |
6.8 ± 5.2 |
Lavoro notturno |
4.7 ± 4.3 |
5.6 ± 2.8 |
3.6 ± 3.3 |
Fonte: Costa et al. 1981
Disturbi cardiovascolari. Kristensen (1989) ha analizzato gli studi rilevanti sull'incidenza dei disturbi cardiovascolari nei turnisti per fattori metodologici e analitici, come mostrato nella Tabella 2. Gli articoli pubblicati dopo il 1978 erano più propensi a riportare un aumento dei disturbi cardiovascolari, in particolare tra coloro che si erano trasferiti dal lavoro a turni. Waterhaus et al. (1992) concludono che non è possibile liquidare semplicemente la relazione come era stato generalmente accettato (Harrington 1978).
Tabella 2. Relazione tra lavoro a turni e incidenza di disturbi cardiovascolari
Riferimento |
Anni di pubblicazione |
Conclusione |
Commenti/valutazioni metodologiche |
Thiis-Evenson (1949); Aanonsen (1964) |
1949-1964 |
0 |
2 |
Taylor e Pocock (1972) |
1972 |
0 |
? scelta corretta per i controlli |
Rutenfranz et al. (1977); Carpentieri et al. (1977) |
1977 |
0, rivedere gli articoli |
|
Angersbach et al. (1980); |
1980-1983 |
+, in particolare gli abbandoni; |
2-3 |
Michel Briand et al. (1981) |
1981 |
+, nei lavoratori in pensione |
1 |
Alfredson et al. (1982; 1983; 1985); |
1982-1986 |
+, negli uomini e nelle donne; |
3-4 |
Åkerstedt et al. (1984) |
1984-1986 |
+, recensione articolo |
|
Orth-Gomer (1985) |
1985 |
+, recensione articolo |
|
Andersen (1985) |
1985 |
+, occupazioni che comportano lavoro a turni |
|
Frese e Semmer (1986) |
1986 |
+, negli abbandoni |
Fonte: Waterhouse et al. 1992. Basato su Kristensen 1989. Valutazioni sulle conclusioni utilizzate da Kristensen: +, aumento dell'incidenza; 0, nessuna differenza.
Valutazioni metodologiche, 1-4 dalla metodologia di qualità più bassa a quella più alta.
Disordini neurologici. Sebbene vi sia una mancanza di standardizzazione dei sintomi e dei disturbi negli studi sui disturbi neurologici dei turnisti (Waterhouse et al. 1992; Costa 1996), secondo Waterhouse (1992), tuttavia, “vi è ora evidenza di una maggiore tendenza verso una tendenza generale malessere – comprendente elementi ansiosi e depressivi – nei turnisti che nei colleghi a giornata”. Costa (1996) giunge a una conclusione simile ma più cauta: "ci sono prove sufficienti per suggerire che la morbilità per i disturbi psiconevrotici può essere influenzata dal lavoro a turni in misura maggiore o minore in relazione ad altri fattori individuali e sociali".
Mortalità. Esiste un solo studio epidemiologico molto accurato sulla mortalità dei turnisti. Taylor e Pocock (1972) hanno confrontato i tassi di mortalità nei turnisti e nei lavoratori a giornata su un periodo di 13 anni in un campione di oltre 8,000 persone. Non c'erano differenze nei tassi tra gli attuali turnisti ei lavoratori a giornata. Tuttavia, il tasso di mortalità standardizzato per gli ex turnisti era di 118.9, rispetto a 101.5 per gli attuali turnisti, il che "potrebbe implicare una selezione di uomini meno idonei" (Harrington 1978).
Problemi sociali dei turnisti
Il lavoro a turni può avere effetti negativi sulla vita familiare, sulla partecipazione alla vita istituzionale e sui contatti sociali. L'entità dei problemi che possono esistere dipende da molti fattori, come il tipo di sistema di turni, il sesso, l'età, lo stato civile, la composizione della famiglia del turnista, nonché la diffusione del lavoro a turni in una particolare regione.
Durante una settimana di turni serali, i contatti regolari tra un turnista ei suoi figli in età scolare, o il partner che può lavorare nei turni mattutini o diurni, sono drasticamente ridotti. Questo è un problema importante per i turnisti che lavorano nei cosiddetti turni pomeridiani permanenti (Mott et al. 1965). Nel tradizionale sistema discontinuo a due turni, una settimana di turni mattutini e turni serali si alterna in modo tale che ogni due settimane i contatti vengono disturbati. Il tradizionale sistema a tre turni a rotazione settimanale prevede turni serali ogni tre settimane. Nei sistemi a turni a rapida rotazione, i contatti all'interno della famiglia non vengono mai interrotti durante un'intera settimana. I ricercatori hanno ottenuto risultati contraddittori. Motto et al. (1965) trovarono che molti turni serali o notturni consecutivi potevano compromettere la felicità coniugale dei turnisti, mentre Maasen (1981) non lo osservò. Il lavoro a turni, in particolare quando entrambi i genitori sono turnisti, può avere effetti negativi sul rendimento scolastico dei bambini (Maasen 1981; Diekmann et al. 1981).
Studi riguardanti il valore soggettivo del tempo libero durante le diverse ore della settimana hanno mostrato che i fine settimana sono stati valutati più alti dei giorni feriali e le serate più alte del tempo libero durante il giorno (Wedderburn 1981; Hornberger e Knauth 1993). I contatti con amici, parenti, club, partiti politici, chiese e così via sono principalmente impoveriti dal lavoro del fine settimana, dai turni serali e notturni (Mott et al. 1965), come è stato rivisto da Bunnage (1981); Walker (1985); e Colligan e Rosa (1990).
Solo per quanto riguarda gli hobby e le attività di natura solitaria o quasi solitaria i turnisti sono avvantaggiati rispetto ai lavoratori a giornata, poiché il giardinaggio, le passeggiate, la pesca o i progetti "fai da te" sono attività relativamente flessibili che sono possibili in qualsiasi momento, non solo in la sera o nei fine settimana.
Alcuni studi si sono occupati del peso dei coniugi turnisti (Banks 1956; Ulich 1957; Downie 1963; Sergean 1971), che devono modificare il loro stile di vita (ad esempio l'orario dei pasti) per adattarsi al sistema di turni dei loro compagni. Possono essere costretti a rimandare i lavori domestici rumorosi ea tenere tranquilli i bambini quando il turnista dorme dopo il turno di notte. Inoltre, sono soli durante i turni serali, notturni e del fine settimana e devono far fronte a un coniuge irritabile. Dopo il passaggio da un sistema di turni settimanali a un sistema di turni continui a rapida rotazione, l'87% dei coniugi dei turnisti ha votato a favore del nuovo sistema di turni. Sostenevano che nel vecchio sistema dei turni il coniuge era molto stanco dopo la fine del periodo dei turni notturni, aveva bisogno di diversi giorni per riprendersi e non era dell'umore giusto per attività ricreative congiunte. Tuttavia, nel nuovo sistema di turni con solo due o tre turni notturni consecutivi, il lavoratore era meno stanco e godeva di più attività ricreative congiunte.
Le donne che lavorano a turni possono avere più problemi con le faccende domestiche e il sonno poiché la responsabilità domestica non è equamente condivisa dai coniugi. Tuttavia alcune infermiere notturne a tempo indeterminato hanno espressamente scelto di lavorare di notte per motivi domestici (Barton et al. 1993). Tuttavia, come conclude Walker (1985) nella sua recensione, “dire che i turni notturni fissi per le madri sono compatibili con le loro responsabilità educative ignora i 'costi'”. La stanchezza costante a causa del sonno ridotto può essere il costo.
Prestazioni dei lavoratori
Oltre ai possibili effetti del lavoro a turni sulla salute dei lavoratori, anche le prestazioni dei lavoratori possono risentirne. Le conclusioni generalizzate di Harrington (1978) sulla performance sono state raggiunte considerando la produttività e gli incidenti. Sono ancora validi e sono stati riformulati da Waterhouse et al. (1992):
Le differenze tra gli individui erano spesso la più grande variabile nelle prestazioni.
Un problema nel confrontare la produttività e gli infortuni nei turni mattutini, pomeridiani e notturni è metodologico. Le condizioni lavorative, ambientali e organizzative notturne e diurne in genere non sono del tutto comparabili (Colquhoun 1976; Carter e Corlett 1982; Waterhouse et al. 1992). Pertanto è difficile controllare tutte le variabili. Non sorprende che in una revisione di 24 studi ci fossero quasi tanti studi con una maggiore frequenza di incidenti notturni quanti studi con una maggiore frequenza di incidenti diurni (Knauth 1983). In alcuni studi il carico di lavoro diurno e notturno era paragonabile e le misure erano disponibili per tutte le 24 ore. Nella maggior parte di questi studi gli autori hanno riscontrato un peggioramento delle prestazioni del turno di notte (ad esempio, Browne 1949; Bjerner et al. 1955; Hildebrandt et al. 1974; Harris 1977; Hamelin 1981). Tuttavia, come ha concluso Monk (1990), è possibile che gli effetti circadiani possano "apparire" solo quando i lavoratori sono sotto pressione. In assenza di pressione, i lavoratori possono essere in grado di equiparare le prestazioni del turno diurno e del turno notturno, perché entrambi sono notevolmente subottimali.
Il design dei sistemi a turni
Le raccomandazioni più importanti per la progettazione dei sistemi a turni sono riassunte nella figura 2.
Figura 2. Raccomandazioni per la progettazione di sistemi a turni.
Lavoro notturno permanente
Il turno di notte è il più dirompente di tutti i turni in termini di adattamento fisiologico, sonno e benessere. I ritmi fisiologici circadiani della maggior parte dei turnisti possono richiedere più di una settimana per un completo adattamento al lavoro notturno. Eventuali conguagli parziali andranno persi in seguito a giorni di riposo dal turno notturno. Pertanto, i ritmi corporei dei lavoratori notturni permanenti sono costantemente in uno stato di interruzione. In uno studio (Alfredsson et al. 1991) le guardie di sicurezza notturne permanenti avevano un'incidenza di disturbi del sonno e affaticamento da 2 a 3 volte superiore rispetto al campione nazionale della popolazione attiva.
Alcuni autori hanno suggerito vari modi in cui abbinare la tolleranza dei dipendenti per il lavoro a turni e alcuni stimoli esterni per aiutare i lavoratori ad adattarsi. Secondo Hildebrandt et al. (1987) le persone con una posizione in fase avanzata (tipi serali) sono in grado di adattarsi al lavoro notturno. Moog (1988) ipotizzò che avrebbero dovuto lavorare in periodi molto lunghi di turni notturni, vale a dire molto più di 10 notti di fila. Per trarre profitto da un adeguamento al lavoro notturno, Folkard (1990) suggerì addirittura la creazione di una “sottosocietà notturna”, che oltre a lavorare stabilmente di notte, continuasse ad essere attiva di notte e a dormire di giorno, anche quando non al lavoro. Sebbene le prestazioni notturne possano a lungo andare aumentare (Wilkinson 1992), una tale proposta provoca un accumulo di deficit di sonno e isolamento sociale, che sembra essere inaccettabile per la maggior parte delle persone (Smith e Folkard 1993).
Vi è un numero crescente di studi che si occupano dell'influenza della luce intensa sul rientro dei ritmi circadiani (alcuni esempi sono Wever et al. 1983; sessione speciale al IX° Simposio Internazionale sul lavoro notturno e a turni; Costa et al. 1990a; Rosa et al.1990; Czeisler et al.1990). Tuttavia, secondo Eastman, "è necessario molto lavoro per determinare i programmi ottimali di luce-lavoro-sonno per i turnisti in termini di capacità di cambiare i ritmi circadiani, migliorare il sonno, ridurre la fatica, nonché in termini di fattibilità sociale", secondo Eastman (1990).
Rispetto ad altri sistemi di turnazione, i turni notturni fissi hanno effetti più negativi sulle famiglie che devono adattare il proprio stile di vita a questo orario, sui rapporti sessuali e sulla capacità dei lavoratori di svolgere ruoli familiari (Stein 1963; Mott et al. 1965; Tasto et al. 1978; Gadbois 1981). Tuttavia, in alcuni studi sul turno notturno permanente, gli infermieri hanno riportato meno reclami rispetto agli infermieri a rotazione o al turno diurno (Verhaegen et al. 1987; Barton et al. 1993). Bartone et al. suggeriscono che una possibile spiegazione di questi risultati potrebbe essere che la libertà di scegliere tra il lavoro diurno o notturno può influenzare notevolmente il grado in cui si verificano problemi successivi. L'idea che ciò rappresenti la “libertà” è, tuttavia, discutibile quando molte infermiere preferiscono il lavoro notturno permanente perché questo rappresenta l'unico modo per organizzare meglio le responsabilità domestiche e il lavoro fuori casa (Gadbois 1981).
Anche il lavoro notturno permanente presenta alcuni vantaggi. I lavoratori notturni riferiscono una maggiore sensazione di indipendenza e una minore supervisione durante la notte (Brown 1990; Hoff e Ebbing 1991). Inoltre, perché è meno facile ottenere sgravi lavorativi per il personale notturno, apparentemente più “team spirit” (spirito di gruppo) si sviluppa. Tuttavia, nella maggior parte dei casi si sceglie il lavoro notturno a causa dell'aumento del reddito dovuto all'indennità per il turno di notte (Hoff e Ebbing 1991).
Sebbene non disponiamo di conoscenze sufficienti sugli effetti sulla salute a lungo termine del lavoro notturno permanente e sui programmi ottimali di lavoro-sonno in condizioni di luce intensa, è noto che il turno di notte è il più dirompente di tutti i turni in termini di adattamento fisiologico, sonno e benessere -essendo, e fino a quando non saranno disponibili i risultati di ulteriori ricerche, supporremo per il momento che il lavoro notturno permanente non sia raccomandabile per la maggior parte dei turnisti.
Sistemi di cambio a rotazione rapida rispetto a quelli a rotazione lenta
Gli orari a rotazione più rapida sono più vantaggiosi rispetto alla rotazione settimanale dei turni. Una rotazione rapida mantiene il ritmo circadiano in un orientamento diurno e non è in uno stato costante di interruzione dovuto ad un parziale adattamento a diversi orientamenti diurni e notturni. Turni notturni consecutivi possono causare un accumulo di deficit di sonno, cioè una privazione cronica del sonno (Tepas e Mahan 1989; Folkard et al. 1990). A lungo andare ciò potrebbe portare a "costi" biologici a lungo termine o persino a disturbi medici. Tuttavia, non è disponibile alcuno studio epidemiologico ben controllato che confronti gli effetti dei sistemi di turni permanenti, a rotazione lenta e rapida. Nella maggior parte degli studi pubblicati i gruppi non sono confrontabili per quanto riguarda la struttura per età, il contenuto del lavoro, il grado di autoselezione (es. Tasto et al. 1978; Costa et al. 1981) o perché i dipendenti che lavorano in orari fissi di mattina, pomeriggio e i turni notturni sono stati combinati per formare un'unica categoria (Jamal e Jamal 1982). In diversi studi longitudinali sul campo, sono stati studiati gli effetti di un cambiamento da sistemi di turni a rotazione settimanali a più veloci (Williamson e Sanderson 1986; Knauth e Kiesswetter 1987; Knauth e Schönfelder 1990; Hornberger e Knauth 1995; Knauth 1996). In tutti i 27 gruppi di turnisti studiati, la maggioranza dei turnisti ha votato a favore dei turni a rotazione più rapida dopo un periodo di prova. Riassumendo, i sistemi a turni a rotazione rapida sono preferibili a quelli a rotazione lenta. Åkerstedt (1988), tuttavia, non è d'accordo, perché la massima sonnolenza di solito si verifica durante il primo turno di notte a causa del prolungato risveglio precedente. Raccomanda una rotazione lenta.
Un altro argomento a favore di un sistema di turni a rotazione rapida è che i turnisti hanno serate libere ogni settimana e quindi è possibile un contatto più regolare con amici e colleghi rispetto ai turni a rotazione settimanale. Sulla base delle analisi delle componenti periodiche del lavoro e del tempo libero, Hedden et al. (1990) concludono che le rotazioni che consentono una sincronizzazione più breve ma più frequente della vita lavorativa con la vita sociale comportano meno menomazioni rispetto alle rotazioni che portano a una sincronizzazione più lunga ma poco frequente.
Durata dei turni
Ci sono molti risultati contraddittori sugli effetti dei giorni lavorativi estesi, e quindi non può essere fatta una raccomandazione generale per i giorni lavorativi estesi (Kelly e Schneider 1982; Tepas 1985). Una giornata lavorativa estesa da 9 a 12 ore dovrebbe essere contemplata solo nei seguenti casi (Knauth e Rutenfranz 1982; Wallace 1989; Tsaneva et al. 1990; Ong e Kogi 1990):
Devono essere presi in considerazione i requisiti fisiologici. Secondo Bonjer (1971), il tasso di consumo di ossigeno accettabile durante un turno di 8 ore dovrebbe essere circa il 30% o meno del consumo massimo di ossigeno. Durante un turno di 12 ore dovrebbe essere circa il 23% o meno del consumo massimo di ossigeno. Poiché la quantità di consumo di ossigeno aumenta con le esigenze fisiche del lavoro, sembrerebbe che turni di 12 ore siano accettabili solo per lavori fisicamente leggeri. Tuttavia, anche in questo caso, se lo stress mentale o emotivo causato dal lavoro è troppo elevato, non è consigliabile prolungare l'orario di lavoro. Prima dell'introduzione dell'orario di lavoro prolungato, lo stress e la tensione sul luogo di lavoro specifico devono essere accuratamente valutati da esperti.
Uno dei potenziali svantaggi dei turni di 12 ore, in particolare dei turni notturni di 12 ore, è l'aumento della fatica. Pertanto il sistema di turni dovrebbe essere progettato per ridurre al minimo l'accumulo di fatica, ovvero non dovrebbero esserci molti turni di 12 ore di fila e il turno diurno non dovrebbe iniziare troppo presto. Koller et al. (1991) raccomandano turni notturni singoli o un massimo di due turni notturni. Questa raccomandazione è supportata da risultati favorevoli di studi sui sistemi a turni con turni notturni singoli di 12 ore (Nachreiner et al. 1975; Nedeltcheva et al. 1990). In uno studio belga, la durata del turno è stata estesa a 9 ore iniziando un'ora prima al mattino (Moors 1990). Il turno diurno iniziava alle 0630:0730 anziché alle 0500:0600 e il turno mattutino in un sistema a due turni iniziava alle 5:XNUMX anziché alle XNUMX:XNUMX. L'autore raccomanda che i turni inizino come nel vecchio orario di lavoro e che il turno sia prolungato di un'ora la sera.
La nostra conoscenza è molto limitata per quanto riguarda un altro problema: l'esposizione tossica e l'eliminazione di sostanze tossiche durante il tempo libero dal lavoro in connessione con orari di lavoro prolungati (Bolt e Rutenfranz 1988). In generale, i limiti di esposizione si basano su un'esposizione di 8 ore e non è possibile estrapolarli semplicemente per coprire un turno di 12 ore. Alcuni autori hanno proposto procedure matematiche per aggiustare queste esposizioni per orari di lavoro che si discostano dal consueto turno di 8 ore, ma nessun metodo è stato adottato in modo uniforme (ad esempio, Hickey e Reist 1977; OSHA 1978; Brief e Scala 1986; Koller et al. 1991).
I progettisti di sistemi a turni devono considerare il carico di lavoro, l'ambiente di lavoro e le condizioni al di fuori del luogo di lavoro. Ong e Kogi (1990) riferiscono che “il clima caldo e tropicale e le unità abitative rumorose di Singapore non favorivano un sonno profondo per i turnisti, che avevano bisogno di dormire durante il giorno”. Tali circostanze aumentavano la fatica e influivano sulla produttività del turno di 12 ore svolto il giorno successivo. Un'altra preoccupazione che riguarda il benessere dei lavoratori è il modo in cui i turnisti utilizzano i loro ampi blocchi di tempo libero. In alcuni studi sembra che possano avere un secondo lavoro (lavoro nero), aumentando così il loro carico di lavoro totale (Angersbach et al. 1980; Wallace 1989; Ong e Kogi 1990). Molti altri fattori sociali, come il pendolarismo, le differenze individuali, il sostegno sociale o gli eventi della vita devono essere considerati anche nei sistemi di turni di 12 ore (es. Tsaneva et al. 1990).
Tempistica dei turni
Sebbene non esista una soluzione ottimale per la tempistica dei turni, ci sono molte prove in letteratura che dovrebbe essere evitato un inizio anticipato per il turno mattutino. Un inizio precoce spesso riduce il sonno totale perché la maggior parte dei turnisti va a letto alla solita ora (Knauth et al. 1980; Åkerstedt et al. 1990; Costa et al. 1990b; Moors 1990; Folkard e Barton 1993). È stato osservato anche un aumento della fatica durante il turno mattutino (Reinberg et. al. 1975; Hak e Kampman 1981; Moors 1990), così come un aumento del rischio di errori e incidenti nel turno mattutino (Wild e Theis 1967 ; Hildebrandt et al. 1974; Pokorny et al. 1981; Folkard e Totterdell 1991).
Assumendo una durata costante del turno di 8 ore, un inizio ritardato del turno mattutino comporta anche un inizio ritardato del turno notturno (ad es. orari di cambio turno alle 0700:1500/2300:0800/1600:2400 o XNUMX:XNUMX/XNUMX:XNUMX/XNUMX:XNUMX). Un inizio tardivo del turno di notte significa anche una fine tardiva del turno serale. In entrambi i casi potrebbero esserci problemi di trasporto perché autobus, tram e treni passano meno frequentemente.
La decisione a favore di uno specifico orario di cambio turno può anche dipendere dal contenuto del lavoro. Negli ospedali, in genere, è il turno di notte che sveglia, lava e prepara i pazienti (Gadbois 1991).
Sono state avanzate anche argomentazioni a favore di un inizio anticipato. Alcuni studi hanno dimostrato che più tardi inizia il sonno diurno dopo un turno di notte, più breve sarà (Foret e Lantin 1972; Åkerstedt e Gillberg 1981; Knauth e Rutenfranz 1981). Il sonno diurno può essere disturbato e un inizio molto precoce del sonno dopo i turni notturni potrebbe evitare questi problemi. Debry et al. (1967) hanno proposto orari di cambio turno alle 0400:1200, 2000:1991 e XNUMX:XNUMX per facilitare ai lavoratori il maggior numero possibile di pasti in famiglia. Secondo Gadbois (XNUMX) un inizio anticipato del turno di notte migliora il contatto tra personale e pazienti negli ospedali.
Orari di lavoro flessibili sono possibili anche nei sistemi a tre turni, dove i dipendenti possono scegliere il proprio orario di lavoro (McEwan 1978; Knauth et al. 1981b; 1984; Knauth e Schönfelder 1988). Tuttavia, contrariamente all'orario flessibile dei lavoratori a giornata, i turnisti devono prendere accordi preliminari con i colleghi.
Distribuzione del tempo libero all'interno del sistema dei turni
La distribuzione del tempo libero tra turni consecutivi ha importanti implicazioni per il sonno, la fatica e il benessere, nonché per la vita sociale e familiare e per la soddisfazione complessiva del turnista rispetto al sistema a turni. Se ci sono solo 8 ore tra la fine di un turno e l'inizio del successivo, ci sarà una riduzione del sonno tra i turni e un aumento della fatica nel secondo turno (Knauth e Rutenfranz 1972; Saito e Kogi 1978; Knauth et al. 1983; Totterdell e Folkard 1990).
Troppe giornate lavorative consecutive possono portare ad un accumulo di fatica e talvolta a sovraesposizione a sostanze tossiche (Bolt e Rutenfranz 1988). Non è facile definire un limite al numero massimo di giornate lavorative consecutive, perché variano il carico di lavoro, l'organizzazione delle pause e l'esposizione a condizioni ambientali sfavorevoli. Tuttavia Koller et al. (1991) raccomandano di limitare il numero di giorni lavorativi consecutivi tra 5 e 7.
I fine settimana liberi sono di particolare importanza sociale. Pátkei e Dahlgren (1981) hanno studiato la soddisfazione con diversi tipi di sistemi di turni a rotazione rapida. La soddisfazione per un sistema a turni di 7 giorni con da 3 a 5 giorni regolari liberi era significativamente più alta rispetto a un sistema con solo 2 giorni liberi. Gli autori hanno concluso che "la durata della pausa potrebbe essere un fattore importante nel determinare l'attrattiva dei turni a rotazione rapida". D'altra parte, i giorni liberi nel sistema del primo turno sono stati controbilanciati da ulteriori periodi di ferie durante l'anno.
Direzione di rotazione. La direzione di rotazione è un'altra considerazione importante (Tsaneva et al. 1987; Totterdell e Folkard 1990). Un sistema di turni che passa prima dal turno mattutino al turno serale, e poi al turno notturno, ha una rotazione in avanti (ritardo di fase, rotazione oraria). Una rotazione in senso antiorario, o all'indietro, ha un anticipo di fase che si sposta dalla notte alla sera ai turni mattutini. La rotazione in avanti sembra corrispondere più strettamente al ritmo circadiano endogeno, che ha un periodo superiore alle 24 ore, ma esistono solo due studi longitudinali sul campo sugli effetti delle diverse direzioni di rotazione (Landen et al. 1981; Czeisler et al. 1982). La maggior parte dei turnisti in questi studi sembra preferire la rotazione in avanti, ma gli studi non sono definitivi. Barton e Folkard (1993) hanno scoperto che un sistema in senso antiorario porta a livelli più elevati di affaticamento e maggiori disturbi del sonno tra i turni. I sistemi "ibridi" non erano migliori. La rotazione in senso orario è stata associata al minor numero di problemi. Turek (1986) propone, tuttavia, che i disturbi del sonno di entrambi i sistemi sarebbero paragonabili.
I turnisti con un sistema di turni discontinui con rotazione all'indietro hanno apprezzato il lungo periodo di assenza dal lavoro tra la fine dell'ultimo turno mattutino e l'inizio del primo turno notturno, in particolare se questo periodo include un fine settimana.
Sebbene le prove siano limitate e siano necessarie ulteriori ricerche, la rotazione in avanti sembra essere raccomandabile almeno nei sistemi a turni continui.
Ottimizzazione dei sistemi di turni
Non esiste un sistema di turni "ottimale". Ogni impresa, i suoi dirigenti e turnisti dovrebbero ricercare il miglior compromesso tra le esigenze dell'impresa e le esigenze dei lavoratori. Inoltre, la decisione dovrebbe basarsi su raccomandazioni scientifiche per la progettazione di sistemi di turni. La strategia di implementazione è di particolare importanza per l'accettazione di un nuovo sistema di turni. Sono stati pubblicati molti manuali e linee guida per l'attuazione di nuovi accordi sull'orario di lavoro (ILO 1990). Troppo spesso i turnisti non sono sufficientemente coinvolti nella fase di analisi, pianificazione e progettazione dei turni.
Un sistema a turni continui con un rapido schema di rotazione in avanti, con 8 ore di lavoro per turno, alcuni fine settimana liberi, almeno due giorni interi consecutivi di riposo e nessun cambio rapido, sembra essere il sistema da raccomandare. Un tale sistema di turni di base ha una media di 33.6 ore settimanali, che potrebbe non essere universalmente accettabile. Se sono richiesti turni aggiuntivi, l'accettazione è maggiore quando i turni aggiuntivi sono pianificati a lungo termine, ad esempio all'inizio dell'anno in modo che i lavoratori possano pianificare le ferie. Alcuni datori di lavoro non richiedono ai turnisti più anziani di svolgere turni aggiuntivi.
Le figure 3 e 4 mostrano schemi per sistemi a turni continui e discontinui che soddisfano queste regole. La Figura 5 mostra un sistema di turni per un posto di lavoro meno flessibile. Copre 128 ore operative settimanali, con una settimana lavorativa individuale media di 37 ore. Questo sistema prevede un massimo di tre turni notturni e due fine settimana liberi più lunghi (terza settimana: da giovedì a domenica; quinta/sesta settimana: da sabato a lunedì). È irregolare e non ruota in avanti, il che è meno ottimizzante. Per i turni con un orario operativo di 120 ore settimanali, non possono essere utilizzati turni a rotazione graduale, come ad esempio dal lunedì 0600 al sabato 0600, e un orario medio di lavoro di 40 ore settimanali.
Figura 3. Sistema a turni continui rotanti.
Figura 4. Sistema di spostamento discontinuo rotante.
Figura 5. Sistema di turni discontinui rotanti con sette squadre.
Quando l'equipaggio può essere ridotto durante la notte, può essere possibile un sistema di turni come mostrato nella figura 6. Dal lunedì al venerdì, ogni giorno due sottogruppi lavorano nei turni mattutini, due nei turni serali ma solo un sottogruppo lavora nei turni notturni. Pertanto, il numero di turni notturni pro capite verrebbe ridotto rispetto al tradizionale sistema a tre turni.
Figura 6. Sistema a turni discontinui con una riduzione del 50% del personale dei turni notturni.
Periodi di riposo
In relazione all'organizzazione dell'orario di lavoro, anche periodi di riposo adeguati, come le pause durante l'orario di lavoro, le pause per i pasti, il riposo giornaliero o notturno e il riposo settimanale, sono importanti per il benessere, la salute e la sicurezza dei lavoratori.
Ci sono vari motivi per l'introduzione di periodi di riposo.
Recupero
Quando un lavoratore svolge un lavoro fisico pesante, si sviluppa la fatica ed è necessario che il lavoratore si fermi e si riposi ad intervalli. Durante le pause scompaiono i sintomi dei cambiamenti funzionali reversibili dell'organismo. Quando, ad esempio, la frequenza cardiaca viene aumentata dal lavoro fisico, tornerà al valore iniziale prima del lavoro durante un adeguato periodo di riposo. L'efficienza di un periodo di riposo diminuisce esponenzialmente con l'aumentare della durata della pausa. Poiché le pause brevi hanno un'elevata efficienza, è stata dedotta la regola che molte pause brevi sono meglio di poche pause lunghe.
Prevenzione della fatica
Durante il lavoro fisico pesante, molti periodi di riposo possono non solo ridurre, ma in determinate circostanze anche prevenire l'affaticamento. Ciò è illustrato dagli studi classici di Karrasch e Müller (1951). In laboratorio, i soggetti dovevano esercitarsi su ergonometri da bicicletta (Figura 7). Questo lavoro fisico pesante (10 mkp/s) è stato organizzato nel modo seguente: dopo ogni periodo di lavoro (100%) è seguito un periodo di riposo più lungo (150%). Ciascuno dei tre esperimenti prevedeva una diversa disposizione dei periodi di lavoro e di riposo. Nel primo esperimento il soggetto ha lavorato 5 minuti, ha riposato per 7.5 minuti, poi ha lavorato di nuovo per 5 minuti e ha interrotto l'esperimento quando era esausto. La frequenza cardiaca ha raggiunto circa 140 battiti/minuto nel primo periodo di lavoro e più di 160 battiti/minuto nel secondo periodo di lavoro. Anche un'ora dopo la fine dell'esperimento la frequenza cardiaca non era tornata al valore iniziale prima dell'esperimento. Il secondo esperimento mostrato nella figura prevedeva un lavoro più breve e periodi di riposo più brevi (2 min e 3 min). Sebbene il carico di lavoro fosse identico a quello del primo esperimento, il soggetto del secondo esperimento era in grado di lavorare più a lungo prima che arrivasse il completo esaurimento. Nel terzo esperimento è stata impostata una disposizione estrema di 0.5 minuti di lavoro e 0.75 minuti di riposo. La frequenza cardiaca è rimasta al livello di stato stazionario. L'esperimento è stato interrotto, non perché il soggetto fosse esausto ma per motivi tecnici. Questa estrema organizzazione del lavoro e dei periodi di riposo ovviamente non può essere attuata nell'industria, ma dimostra che l'estrema stanchezza può essere prevenuta se i periodi di riposo vengono suddivisi.
Questo fenomeno è stato dimostrato anche in altri studi con altri indicatori come l'acido lattico nel sangue (Åstrand e Rodahl 1970).
Figura 7. Frequenza cardiaca durante e dopo un lavoro fisico pesante con diverse durate di lavoro e periodi di riposo ma un rapporto lavoro/riposo costante di 2:3.
In uno studio sui lavoratori di fonderia, il confronto di una disposizione di 20 min di lavoro seguita sempre da una pausa di 10 min con una disposizione di 10 min di lavoro e una pausa di 5 min ha mostrato la superiorità del secondo approccio (Scholz 1963) , perché la frequenza cardiaca media su 8 ore era inferiore nel secondo caso.
La prevenzione della fatica è stata dimostrata anche con l'aiuto della misurazione della frequenza cardiaca in esperimenti con l'apprendimento delle prestazioni sensomotorie (Rutenfranz et al. 1971). Inoltre, il progresso nell'apprendimento è stato chiaramente maggiore negli esperimenti con periodi di riposo regolari rispetto agli esperimenti senza periodi di riposo, come mostrato nella figura 8.
Figura 8. Effetto dei periodi di riposo sull'apprendimento di semplici prestazioni sensomotorie.
Aumento delle prestazioni
In generale, i periodi di riposo sono considerati semplicemente come interruzioni improduttive dell'orario di lavoro. Tuttavia, Graf (1922; 1927) ha mostrato che i periodi di riposo possono essere, per così dire, “gratificanti”. Sappiamo dallo sport che gli atleti che corrono per 100 metri iniziano ad alta velocità, mentre gli atleti che corrono per 5,000 metri iniziano a una velocità "ridotta". Risultati analoghi sul lavoro mentale sono stati pubblicati da Graf (figura 9). A tre gruppi sperimentali è stato chiesto di eseguire calcoli. I salari dipendevano dalle prestazioni. Senza rendersene conto, il gruppo A (che aveva il primo periodo di riposo dopo 3 ore) è partito con una velocità ridotta rispetto al gruppo B (che prevedeva il primo periodo di riposo dopo 45 minuti di lavoro). La massima velocità iniziale e successiva prestazione è stata riscontrata nel gruppo C (con periodi di riposo ogni 15 minuti di lavoro).
Figura 9. Effetti di brevi periodi di riposo sulle prestazioni mentali.
Mantenere un adeguato livello di vigilanza
In alcuni compiti monotoni di monitoraggio o di guardia e in compiti molto semplificati con tempi di ciclo brevi, è difficile rimanere vigili per periodi più lunghi. La riduzione della vigilanza può essere superata da periodi di riposo (o misure di strutturazione del lavoro).
L'assunzione di cibo
Il valore recuperativo delle pause pasto è spesso limitato, in particolare quando il lavoratore deve percorrere una lunga distanza per raggiungere la mensa, fare la fila per il cibo, mangiare velocemente e tornare di corsa al posto di lavoro.
Esercizio fisico compensativo
Se i lavoratori, come gli operatori di unità video, devono lavorare in posture costrette, si raccomanda che eseguano alcuni esercizi fisici compensatori durante i periodi di riposo. Naturalmente la soluzione migliore sarebbe quella di migliorare il design del posto di lavoro secondo principi ergonomici. Gli esercizi fisici sul posto di lavoro sembrano essere più accettati nei paesi asiatici che in molti altri luoghi.
Comunicazione
Non va trascurato l'aspetto sociale dei periodi di riposo, riferito alla comunicazione privata tra i lavoratori. C'è una contraddizione tra la raccomandazione fisiologica di pause molto brevi in relazione a lavori fisici pesanti e il desiderio dei lavoratori di riunirsi nelle aree di sosta e parlare con i colleghi. Occorre quindi trovare un compromesso.
Hettinger (1993) ha pubblicato le seguenti regole per la progettazione ottimale dei periodi di riposo:
I periodi di riposo per l'assunzione di cibo dovrebbero durare almeno 15 minuti.
Per ulteriori informazioni sui periodi di riposo dopo il lavoro muscolare, vedi Laurig (1981); e per i periodi di riposo dopo il lavoro mentale, vedi Luczak (1982).
Riduzione dei problemi di sonno
Non esistono formule magiche per aiutare i turnisti ad addormentarsi velocemente oa dormire bene. Ciò che funziona per una persona potrebbe non funzionare per un'altra.
Alcune proposte utili, soprattutto per il riposo diurno dopo i turni notturni, sono:
I lavoratori dovrebbero evitare l'uso di alcol per favorire l'addormentamento e dovrebbero concedersi il tempo di rallentare dopo il lavoro (Community Health Network 1984; Monk 1988; Wedderburn 1991).
Per i casi in cui è in gioco la sicurezza, alcuni autori raccomandano "pisolini di mantenimento" durante il turno di notte come ponte sul punto basso notturno della vigilanza circadiana (Andlauer et al. 1982). Molte industrie giapponesi aperte 24 ore su 1981 consentono pratiche di pisolino durante i turni di notte (Kogi XNUMX).
Dieta
Sebbene non ci siano prove che la dieta aiuti a far fronte al lavoro notturno (Rosa et al. 1990), sono state fatte le seguenti raccomandazioni prudenti:
Misure di salute sul lavoro
Alcuni autori raccomandano lo screening pre-assunzione e la sorveglianza medica dei turnisti (per es., Rutenfranz et al. 1985; Scott e LaDou 1990). Ai lavoratori dovrebbe essere sconsigliato il lavoro notturno se hanno o sono:
Inoltre, Scott e LaDou (1990) menzionano anche alcune "controindicazioni relative" utilizzate in modo più appropriato per la consulenza ai potenziali dipendenti, come l'estrema "mattutinezza", la rigidità del sonno. Potrebbero voler considerare la loro età e l'entità delle loro responsabilità familiari.
Hermann (1982) ha proposto i seguenti intervalli per i controlli sanitari regolari: ci dovrebbe essere un secondo controllo sanitario non oltre 12 mesi dopo l'inizio del lavoro notturno, e regolari controlli sanitari almeno ogni 2 anni per chi ha meno di 25 anni, ogni 5 anni per chi tra i 25 e i 50 anni, ogni 2-3 anni per quelli tra i 50 e i 60 anni e ogni 1-2 anni per quelli sopra i 60 anni.
Tecniche comportamentali individuali
Ci sono solo pochi studi che analizzano la capacità dei turnisti di far fronte allo stress (Olsson et al. 1987; Olsson e Kandolin 1990; Kandolin 1993, Spelten et al. 1993). Una strategia di coping attiva, ad esempio discutere i problemi con gli altri, sembra ridurre lo stress meglio delle strategie passive, come l'uso di alcol (Kandolin 1993). Tuttavia, sono necessari studi longitudinali per studiare la relazione tra lo stile di coping o le tecniche comportamentali e lo stress.
Pagamenti in denaro
Sebbene esistano molti piani di compensazione in base ai quali un lavoratore riceve una remunerazione maggiore per il lavoro a turni (bonus di turno), i pagamenti in denaro non sono un compromesso appropriato per possibili effetti negativi sulla salute e perturbazioni della vita sociale.
Il modo migliore, ovviamente, per risolvere i problemi è eliminare o ridurre le cause. Tuttavia, poiché non è possibile eliminare completamente il lavoro a turni, una strategia alternativa da prendere in considerazione è la seguente: una riduzione dell'orario di lavoro inusuale per l'individuo; riduzione dei turni notturni; ridurre la parte superflua del lavoro notturno (a volte le attività possono essere spostate al turno mattutino o serale mediante riorganizzazione del lavoro); implementare sistemi di turni misti con, ad esempio, almeno un mese all'anno senza lavoro a turni; inserimento di ulteriori squadre di turno, ad esempio passando da un sistema a 3 turni a un sistema a 4 turni o da un sistema a 4 turni a un sistema a 5 turni, o mediante riduzione degli straordinari. La riduzione dell'orario di lavoro per i turnisti è un'altra possibilità, con orari di lavoro settimanali più brevi per i turnisti che per i lavoratori a giornata, con pause retribuite e periodi di ferie più lunghi. Altri possibili rimedi sono i giorni di ferie extra e il pensionamento graduale o anticipato.
Tutte queste proposte sono già state implementate in alcune aziende dell'industria o del settore dei servizi (es. Knauth et al. 1990).
Altre misure
Molte altre misure come esercizio fisico (Härmä et al. 1988a, b), ausili farmacologici (Rosa et al. 1990), consulenza familiare (Rosa et al. 1990), miglioramento delle condizioni ambientali sul lavoro (Knauth et al. 1989) , una migliore comunicazione tra turnisti e sindacati o turnisti e il loro membro del Congresso (Monk 1988; Knauth et al. 1989), o un "programma di sensibilizzazione sul lavoro a turni" all'interno dell'azienda (Monk 1988) sono stati proposti per ridurre i problemi dei turnisti. Poiché non esiste un modo migliore per ridurre i problemi dei turnisti, si dovrebbero provare molte soluzioni creative (Colquhoun et al. 1996).
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.
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.
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.
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:
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 |
|
|
|
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 |
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, |
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 |
15 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 |
96 g / m2.h |
Cera per cuoio in pasta |
TVOC (pinene e 2-metil- |
3.3 g / m2.h |
Detergente |
TVOC (limonene, pinene e |
240 mg/mXNUMX2.h |
Emissioni umane |
Acetone |
50.7 mg / die |
Carta per fotocopiatrice |
Formaldehyde |
0.4 μg/forma |
Umidificatore a vapore |
dietilamminoetanolo, |
- |
Fotocopiatrice bagnata |
2,2,4-trimetileptano |
- |
Solventi domestici |
Toluene, etilbenzene |
- |
Sverniciatori |
Diclorometano, metanolo |
- |
Sverniciatori |
Diclorometano, toluene, |
- |
Protezione del tessuto |
1,1,1-tricloroetano, pro- |
- |
Vernice al lattice |
2-propanolo, butanone, etil- |
- |
Deodorante per ambienti |
Nonano, decano, etil- |
- |
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 |
Rapporto di concentrazioni |
Tipico contesto urbano |
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 |
1-50 |
|
Particelle sospese |
0.5-1 (escluso ETSa) |
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 |
Uffici |
||
Sigarette |
42-51 |
1.0-2.8 |
Altri luoghi di lavoro |
||
Sigarette |
NDa all'82 ottobre |
1.4-4.2 |
Trasporti in Damanhur |
||
Sigarette |
150-330 |
1.6-33 |
Ristoranti e caffetterie |
||
Sigarette |
5-120 |
1.2-9.9 |
Bar e taverne |
||
Sigarette |
195 |
3-17 |
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.
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.
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.
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.
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 |
Importo in |
Rapporto di lato- |
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 |
Dove |
Concentrazione/m3 |
Monossido di azoto |
Laboratori |
50-440 microgrammi |
Diossido di azoto |
Laboratori |
68-410 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 |
2.3-5.0 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 |
0.5-21 microgrammi |
2-toluidina |
Uffici |
3.0-12.8 ng |
b-naftilammina |
Uffici |
0.27-0.34 ng |
4-amminobifenile |
Uffici |
0.1 anni |
Benz(a)antracene |
Ristoranti |
1.8-9.3 ng |
Il benzo (a) pirene |
Ristoranti |
2.8-760 microgrammi |
NNNa |
I bar |
4.3-22.8 ng |
NNKc |
I bar |
9.6-23.8 ng |
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) |
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 ± |
4° |
8.6-20.0 |
43 |
14.7 19.5 ± |
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:
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.
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.
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.
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 |
Sacco o contenitore inerte |
GCa |
||
Ozono |
chemiluminescenza |
gorgogliatore |
Visibilità UVb |
||
diossido di zolfo |
Cella elettrochimica |
gorgogliatore |
Visibilità UV |
||
Diossido di azoto |
chemiluminescenza |
Filtro impregnato con a |
gorgogliatore |
Visibilità UV |
|
Diossido di carbonio |
Spettroscopia ad infrarossi |
Sacco o contenitore inerte |
GC |
||
Formaldehyde |
- |
Filtro impregnato con a |
gorgogliatore |
HPLCc |
|
COV |
Gc portatile |
Solidi adsorbenti |
Solidi adsorbenti |
Sacco o contenitore inerte |
GC (ECDd-FIDOe-NPDf-PIDg) |
Pesticidi |
- |
Solidi adsorbenti |
GC (ECD-FPD-NPD) |
||
Particolato |
- |
Sensore ottico |
Filtro |
Impactor |
gravimetria |
— = 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 |
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.
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 |
CFUa per metro d'aria |
Funghi come CFU/g |
|
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:
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).
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:
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 |
24 orec |
|
1,300b |
0.5 |
3 orec |
|
Particolato |
150a, b |
- |
24 ored |
50a, b |
- |
1 annod (significato aritmetico) |
|
Monossido di carbonio |
10,000a |
9.0 |
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- |
Durata dell'esposizione |
Composti organici |
||
Disolfuro di carbonio |
100 μg/m3 |
24 ore |
1,2-dicloroetano |
0.7 μg/m3 |
24 ore |
Formaldehyde |
100 μg/m3 |
30 minuti |
Cloruro di metilene |
3 μg/m3 |
24 ore |
Styrene |
800 μg/m3 |
24 ore |
tetracloroetilene |
5 μg/m3 |
24 ore |
toluene |
8 μg/m3 |
24 ore |
tricloroetilene |
1 μg/m3 |
24 ore |
Composti inorganici |
||
Cadmio |
1-5 ng/m3 |
1 anno (aree rurali) |
Monossido di carbonio |
100 μg/m3 c |
15 minuti |
Solfuro d'idrogeno |
150 μg/m3 |
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 |
1 ora |
Ozono |
150-200 μg/m3 |
1 ora |
diossido di zolfo |
500 μg/m3 |
10 minuti |
Vanadio |
1 μg/m3 |
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 |
|
|
|
Idrogeno |
|
|
|
Styrene |
70 μg/m3 |
210-280 μg/m3 |
70 μg/m3 |
Tetracoloro- |
|
|
|
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 |
4-20 pci/l |
Ridurre il livello in anni |
Unione Europea |
>400 Bq/mq3 a, b >400 Bq/mq3 a |
Diminuire il livello Diminuire il livello |
World Health |
>100 Bq/mq3 EERc |
Diminuire il livello |
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.
Le persone in contesti urbani trascorrono tra l'80 e il 90% del loro tempo in spazi chiusi svolgendo attività sedentarie, sia durante il lavoro che durante il tempo libero. (Vedi figura 1).
Figura 1. Gli abitanti delle città trascorrono dall'80 al 90% del loro tempo in ambienti chiusi
Questo fatto ha portato alla creazione all'interno di questi spazi interni di ambienti più confortevoli e omogenei rispetto a quelli che si trovano all'aperto con le loro mutevoli condizioni climatiche. Per rendere possibile ciò, l'aria all'interno di questi ambienti doveva essere condizionata, riscaldata durante la stagione fredda e rinfrescata durante la stagione calda.
Affinché la climatizzazione fosse efficiente ed economicamente vantaggiosa era necessario controllare l'aria che entrava negli edifici dall'esterno, dalla quale non si potevano pretendere le caratteristiche termiche desiderate. Il risultato sono stati edifici sempre più ermetici e un controllo più rigoroso della quantità di aria ambiente utilizzata per rinnovare l'aria interna stagnante.
La crisi energetica degli inizi degli anni '1970 - e la conseguente necessità di risparmiare energia - ha rappresentato un altro stato di cose spesso responsabile di drastiche riduzioni del volume di aria ambiente utilizzato per il rinnovo e la ventilazione. Ciò che si faceva comunemente allora era riciclare l'aria all'interno di un edificio molte volte. Ciò è stato fatto, ovviamente, con l'obiettivo di ridurre il costo dell'aria condizionata. Ma qualcos'altro cominciò a succedere: il numero di denunce, disagi e/o problemi di salute degli occupanti di questi edifici aumentò considerevolmente. Ciò, a sua volta, ha aumentato i costi sociali e finanziari dovuti all'assenteismo e ha portato gli specialisti a studiare l'origine di denunce che, fino ad allora, si ritenevano indipendenti dall'inquinamento.
Non è complicato spiegare cosa ha portato alla comparsa di reclami: gli edifici sono costruiti sempre più ermeticamente, il volume di aria fornita per la ventilazione è ridotto, più materiali e prodotti vengono utilizzati per isolare termicamente gli edifici, il numero di prodotti chimici ei materiali sintetici utilizzati si moltiplicano e si diversificano e si perde gradualmente il controllo individuale dell'ambiente. Il risultato è un ambiente indoor sempre più contaminato.
Gli occupanti di edifici con ambienti degradati reagiscono quindi, per la maggior parte, esprimendo lamentele su aspetti del loro ambiente e presentando sintomi clinici. I sintomi più comunemente sentiti sono i seguenti: irritazione delle mucose (occhi, naso e gola), mal di testa, mancanza di respiro, maggiore incidenza di raffreddori, allergie e così via.
Quando arriva il momento di definire le possibili cause che scatenano queste lamentele, l'apparente semplicità del compito cede di fatto il posto a una situazione molto complessa mentre si cerca di stabilire la relazione di causa ed effetto. In questo caso bisogna guardare a tutti i fattori (sia ambientali che di altra origine) che possono essere implicati nei disturbi o nei problemi di salute che si sono manifestati.
La conclusione, dopo molti anni di studio di questo problema, è che questi problemi hanno origini multiple. Le eccezioni sono quei casi in cui il rapporto di causa ed effetto è stato chiaramente stabilito, come nel caso dell'insorgenza della malattia del legionario, ad esempio, o dei problemi di irritazione o di aumentata sensibilità dovuti all'esposizione alla formaldeide.
Il fenomeno prende il nome di sindrome da edificio malato, ed è definito come quei sintomi che colpiscono gli occupanti di un edificio in cui i disturbi dovuti al malessere sono più frequenti di quanto si possa ragionevolmente prevedere.
Nella tabella 1 sono riportati alcuni esempi di inquinanti e le più comuni fonti di emissioni associabili a un peggioramento della qualità dell'aria indoor.
Oltre alla qualità dell'aria interna, che è influenzata da inquinanti chimici e biologici, la sindrome dell'edificio malato è attribuita a molti altri fattori. Alcuni sono fisici, come il calore, il rumore e l'illuminazione; alcuni sono psicosociali, primo fra tutti il modo in cui è organizzato il lavoro, i rapporti di lavoro, il ritmo di lavoro e il carico di lavoro.
Tabella 1. Gli inquinanti indoor più comuni e le loro fonti
Website |
Fonti di emissione |
Inquinanti |
All'aperto |
Fonti fisse |
|
Siti industriali, produzione di energia |
Anidride solforosa, ossidi di azoto, ozono, particolato, monossido di carbonio, composti organici |
|
Veicoli a motore |
Monossido di carbonio, piombo, ossidi di azoto |
|
Suolo |
Radon, microrganismi |
|
Ambientazione interna |
Materiali di costruzione |
|
Pietra, cemento |
Radon |
|
Compositi di legno, impiallacciatura |
Formaldeide, composti organici |
|
Isolamento |
Formaldeide, fibra di vetro |
|
Ritardanti di fiamma |
Amianto |
|
Verniciatura |
Composti organici, piombo |
|
Attrezzature e impianti |
||
Impianti di riscaldamento, cucine |
Monossido e anidride carbonica, ossidi di azoto, composti organici, particolato |
|
Fotocopiatrici |
Ozono |
|
Sistemi di ventilazione |
Fibre, microrganismi |
|
occupanti |
||
Attività metabolica |
Anidride carbonica, vapore acqueo, odori |
|
Attività biologica |
Microrganismi |
|
Attività umana |
||
Sigarette |
Monossido di carbonio, altri composti, particolato |
|
Deodoranti |
Fluorocarburi, odori |
|
Pulizia |
Composti organici, odori |
|
Tempo libero, attività artistiche |
Composti organici, odori |
L'aria interna gioca un ruolo molto importante nella sindrome dell'edificio malato, e controllarne la qualità può quindi aiutare, nella maggior parte dei casi, a correggere o aiutare a migliorare le condizioni che portano alla comparsa della sindrome. Va ricordato, tuttavia, che la qualità dell'aria non è l'unico fattore da considerare nella valutazione degli ambienti interni.
Misure per il controllo degli ambienti interni
L'esperienza dimostra che la maggior parte dei problemi che si verificano negli ambienti interni sono il risultato di decisioni prese durante la progettazione e la costruzione di un edificio. Sebbene questi problemi possano essere risolti in seguito adottando misure correttive, va sottolineato che prevenire e correggere le carenze durante la progettazione dell'edificio è più efficace ed economico.
La grande varietà di possibili fonti di inquinamento determina la molteplicità di azioni correttive che possono essere intraprese per metterle sotto controllo. La progettazione di un edificio può coinvolgere professionisti di vari settori, come architetti, ingegneri, interior designer e altri. È quindi importante in questa fase tenere presente i diversi fattori che possono contribuire a eliminare o minimizzare i possibili problemi futuri che potrebbero sorgere a causa della cattiva qualità dell'aria. I fattori che dovrebbero essere considerati sono
Selezione di un cantiere
L'inquinamento atmosferico può provenire da fonti vicine o lontane dal sito prescelto. Questo tipo di inquinamento include, per la maggior parte, gas organici e inorganici derivanti dalla combustione - siano essi di autoveicoli, impianti industriali o elettrici in prossimità del sito - e particolato aereo di varia origine.
L'inquinamento trovato nel suolo include composti gassosi da materia organica sepolta e radon. Questi contaminanti possono penetrare nell'edificio attraverso fessure nei materiali da costruzione a contatto con il suolo o per migrazione attraverso materiali semipermeabili.
Quando la costruzione di un edificio è in fase di progettazione, dovrebbero essere valutati i diversi siti possibili. Il miglior sito dovrebbe essere scelto, tenendo conto di questi fatti e informazioni:
Le fonti locali di inquinamento devono invece essere controllate mediante diverse tecniche specifiche, come il drenaggio o la pulizia del suolo, la depressurizzazione del suolo o l'utilizzo di setti architettonici o scenografici.
Progettazione architettonica
L'integrità di un edificio è stata, per secoli, un'ingiunzione fondamentale al momento della pianificazione e progettazione di un nuovo edificio. A tal fine si è tenuto conto, oggi come in passato, della capacità dei materiali di resistere al degrado dovuto all'umidità, agli sbalzi di temperatura, ai movimenti dell'aria, alle radiazioni, all'attacco di agenti chimici e biologici oa calamità naturali.
Il fatto che i suddetti fattori debbano essere considerati quando si intraprende qualsiasi progetto architettonico non è un problema nel contesto attuale: inoltre, il progetto deve attuare le giuste decisioni per quanto riguarda l'integrità e il benessere degli occupanti. In questa fase del progetto devono essere prese decisioni su aspetti quali la progettazione degli spazi interni, la selezione dei materiali, l'ubicazione delle attività che potrebbero essere potenziali fonti di inquinamento, le aperture dell'edificio verso l'esterno, le finestre e le sistema di ventilazione.
Aperture edilizie
Misure efficaci di controllo durante la progettazione dell'edificio consistono nel pianificare la posizione e l'orientamento di queste aperture con un occhio alla riduzione al minimo della quantità di contaminazione che può entrare nell'edificio da fonti di inquinamento precedentemente rilevate. Occorre tenere presenti le seguenti considerazioni:
Figura 2. Penetrazione dell'inquinamento dall'esterno
Windows
Negli ultimi anni c'è stata un'inversione di tendenza rispetto agli anni '1970 e '1980, e ora c'è la tendenza a includere le finestre funzionanti nei nuovi progetti architettonici. Questo conferisce diversi vantaggi. Uno di questi è la capacità di fornire una ventilazione supplementare in quelle zone (poche, si spera) che ne hanno bisogno, supponendo che il sistema di ventilazione disponga di sensori in quelle zone per prevenire squilibri. Va tenuto presente che la possibilità di aprire una finestra non sempre garantisce l'ingresso di aria fresca in un edificio; se il sistema di ventilazione è pressurizzato, l'apertura di una finestra non fornirà una ventilazione extra. Altri vantaggi sono di carattere decisamente psicosociale, consentendo agli occupanti un certo grado di controllo individuale sull'ambiente circostante e l'accesso diretto e visivo all'esterno.
Protezione contro l'umidità
Il principale mezzo di controllo consiste nella riduzione dell'umidità nelle fondamenta dell'edificio, dove i microrganismi, in particolare i funghi, possono frequentemente diffondersi e svilupparsi.
Deumidificare l'area e pressurizzare il terreno può impedire la comparsa di agenti biologici e può anche impedire la penetrazione di inquinanti chimici eventualmente presenti nel terreno.
La sigillatura e il controllo delle aree chiuse dell'edificio più sensibili all'umidità dell'aria è un'altra misura da prendere in considerazione, poiché l'umidità può danneggiare i materiali utilizzati per rivestire l'edificio, con il risultato che questi materiali possono quindi diventare una fonte di contaminazione microbiologica .
Progettazione degli spazi interni
È importante conoscere in fase di progettazione la destinazione d'uso dell'edificio o le attività che verranno svolte al suo interno. È importante soprattutto sapere quali attività possono essere fonte di contaminazione; questa conoscenza può quindi essere utilizzata per limitare e controllare queste potenziali fonti di inquinamento. Alcuni esempi di attività che possono essere fonti di contaminazione all'interno di un edificio sono la preparazione di alimenti, la stampa e le arti grafiche, il fumo e l'uso di macchine fotocopiatrici.
L'ubicazione di queste attività in luoghi specifici, separati e isolati da altre attività, dovrebbe essere decisa in modo tale che gli occupanti dell'edificio ne risentano il meno possibile.
È consigliabile che tali lavorazioni siano dotate di un sistema di aspirazione localizzato e/o di sistemi di ventilazione generale con caratteristiche particolari. La prima di queste misure ha lo scopo di controllare i contaminanti alla fonte dell'emissione. La seconda, applicabile quando le sorgenti sono numerose, quando sono disperse in un dato spazio, o quando l'inquinante è estremamente pericoloso, dovrebbe rispettare i seguenti requisiti: essere in grado di fornire volumi di aria nuova adeguati alle condizioni stabilite standard per l'attività in questione, non dovrebbe riutilizzare l'aria miscelandola con il flusso generale di ventilazione nell'edificio e dovrebbe includere un'estrazione supplementare di aria forzata ove necessario. In tali casi il flusso d'aria in questi locali dovrebbe essere attentamente pianificato, per evitare il trasferimento di sostanze inquinanti tra spazi contigui, creando, ad esempio, una pressione negativa in un dato spazio.
A volte il controllo si ottiene eliminando o riducendo la presenza di inquinanti nell'aria mediante filtrazione o pulizia chimica dell'aria. Nell'utilizzare queste tecniche di controllo, si dovrebbero tenere presenti le caratteristiche fisiche e chimiche degli inquinanti. I sistemi di filtrazione, ad esempio, sono adeguati per la rimozione del particolato dall'aria, purché l'efficienza del filtro corrisponda alla dimensione delle particelle che vengono filtrate, ma consentono il passaggio di gas e vapori.
L'eliminazione della fonte di inquinamento è il modo più efficace per controllare l'inquinamento negli ambienti interni. Un buon esempio che illustra il punto sono le restrizioni ei divieti contro il fumo sul posto di lavoro. Laddove è consentito fumare, è generalmente limitato ad aree speciali dotate di speciali sistemi di ventilazione.
Selezione dei materiali
Nel cercare di prevenire possibili problemi di inquinamento all'interno di un edificio, occorre prestare attenzione alle caratteristiche dei materiali utilizzati per la costruzione e la decorazione, agli arredi, alle normali attività lavorative che verranno svolte, alle modalità di pulizia e disinfezione dell'edificio e il modo in cui gli insetti e altri parassiti saranno controllati. È anche possibile ridurre i livelli di composti organici volatili (COV), ad esempio, prendendo in considerazione solo materiali e mobili che hanno tassi di emissione noti per questi composti e selezionando quelli con i livelli più bassi.
Oggi, nonostante alcuni laboratori e istituzioni abbiano effettuato studi su emissioni di questo tipo, le informazioni disponibili sui tassi di emissione di contaminanti per i materiali da costruzione sono scarse; tale scarsità è peraltro aggravata dal vasto numero di prodotti disponibili e dalla loro variabilità nel tempo.
Nonostante questa difficoltà, alcuni produttori hanno iniziato a studiare i loro prodotti e ad includere, solitamente su richiesta del consumatore o del professionista dell'edilizia, informazioni sulla ricerca effettuata. I prodotti sono sempre più frequentemente etichettati sicuro per l'ambiente, non tossico e così via.
Ci sono ancora molti problemi da superare, però. Esempi di questi problemi includono l'alto costo delle analisi necessarie sia in termini di tempo che di denaro; la mancanza di standard per i metodi utilizzati per analizzare i campioni; la complicata interpretazione dei risultati ottenuti a causa della scarsa conoscenza degli effetti sulla salute di alcuni contaminanti; e la mancanza di accordo tra i ricercatori sul fatto che i materiali con alti livelli di emissione che emettono per un breve periodo di tempo siano preferibili ai materiali con bassi livelli di emissione che emettono per periodi di tempo più lunghi.
Ma il fatto è che nei prossimi anni il mercato dei materiali da costruzione e decorazione diventerà più competitivo e subirà una maggiore pressione legislativa. Ciò comporterà l'eliminazione di alcuni prodotti o la loro sostituzione con altri prodotti aventi tassi di emissione inferiori. Misure di questo tipo sono già in atto con gli adesivi utilizzati nella produzione di tessuti per moquette per tappezzeria e sono ulteriormente esemplificate dall'eliminazione di composti pericolosi come il mercurio e il pentaclorofenolo nella produzione di vernici.
Fino a quando non si saprà di più e la normativa legislativa in questo campo non maturerà, le decisioni in merito alla selezione dei materiali e dei prodotti più appropriati da utilizzare o installare nei nuovi edifici saranno lasciate ai professionisti. Di seguito sono riportate alcune considerazioni che possono aiutarli ad arrivare a una decisione:
Sistemi di ventilazione e controllo del clima interno
Negli spazi chiusi, la ventilazione è uno dei metodi più importanti per il controllo della qualità dell'aria. Le fonti di inquinamento in questi spazi sono così tante, e le caratteristiche di questi inquinanti sono così varie, che è quasi impossibile gestirle completamente in fase di progettazione. L'inquinamento generato dagli stessi occupanti dell'edificio – dalle attività che svolgono e dai prodotti che utilizzano per l'igiene personale – ne è un esempio calzante; in generale, queste fonti di contaminazione sfuggono al controllo del progettista.
La ventilazione è, quindi, il metodo di controllo normalmente utilizzato per diluire ed eliminare i contaminanti dagli ambienti interni inquinati; può essere effettuato con aria esterna pulita o aria riciclata opportunamente purificata.
Molti punti diversi devono essere considerati nella progettazione di un sistema di ventilazione se deve servire come metodo di controllo dell'inquinamento adeguato. Tra questi ci sono la qualità dell'aria esterna che verrà utilizzata; i requisiti speciali di determinati inquinanti o della loro fonte di generazione; la manutenzione preventiva del sistema di ventilazione stesso, che dovrebbe essere considerato anche una possibile fonte di contaminazione; e la distribuzione dell'aria all'interno dell'edificio.
La tabella 2 riassume i punti principali che dovrebbero essere considerati nella progettazione di un sistema di ventilazione per il mantenimento di ambienti interni di qualità.
In un tipico impianto di ventilazione/condizionamento, l'aria prelevata dall'esterno e miscelata con una quota variabile di aria di riciclo passa attraverso diversi sistemi di condizionamento, viene solitamente filtrata, riscaldata o raffreddata a seconda della stagione e umidificata o deumidificato secondo necessità.
Tabella 2. Requisiti di base per un sistema di ventilazione per diluizione
Componente di sistema |
Requisito |
Diluizione con aria esterna |
Deve essere garantito un volume minimo di aria per occupante all'ora. |
L'obiettivo dovrebbe essere quello di rinnovare il volume dell'aria interna un numero minimo di volte all'ora. |
|
Il volume di aria esterna fornita dovrebbe essere aumentato in base all'intensità delle fonti di inquinamento. |
|
Per gli spazi in cui si svolgeranno attività generatrici di inquinamento dovrebbe essere garantita l'estrazione diretta all'esterno. |
|
Posizioni delle prese d'aria |
Si dovrebbe evitare di posizionare le prese d'aria vicino a pennacchi di fonti note di inquinamento. |
Si dovrebbero evitare le zone vicino all'acqua stagnante e agli aerosol che emanano dalle torri di refrigerazione. |
|
Dovrebbe essere impedito l'ingresso di qualsiasi animale e agli uccelli dovrebbe essere impedito di appollaiarsi o nidificare vicino alle prese d'aria. |
|
Posizione dell'estrazione dell'aria |
Gli sfiati di estrazione devono essere posizionati il più lontano possibile dalle prese d'aria e l'altezza dello sfiato di scarico deve essere aumentata. |
L'orientamento delle prese d'aria di scarico deve essere nella direzione opposta rispetto alle cappe di aspirazione dell'aria. |
|
Filtrazione e pulizia |
Devono essere utilizzati filtri meccanici ed elettrici per il particolato. |
Si dovrebbe installare un sistema per l'eliminazione chimica degli inquinanti. |
|
Controllo microbiologico |
Evitare di porre qualsiasi materiale poroso a diretto contatto con le correnti d'aria, comprese quelle nei condotti di distribuzione. |
Si deve evitare la raccolta di acqua stagnante dove si forma la condensa nei condizionatori. |
|
Dovrebbe essere stabilito un programma di manutenzione preventiva e dovrebbe essere programmata la pulizia periodica degli umidificatori e delle torri di refrigerazione. |
|
Distribuzione dell'aria |
Occorre eliminare e prevenire la formazione di eventuali zone morte (dove non c'è ventilazione) e la stratificazione dell'aria. |
È preferibile miscelare l'aria dove la respirano gli occupanti. |
|
Pressioni adeguate dovrebbero essere mantenute in tutti i locali in base alle attività che vengono svolte in essi. |
|
I sistemi di propulsione e di estrazione dell'aria dovrebbero essere controllati per mantenere l'equilibrio tra di loro. |
L'aria, una volta trattata, viene distribuita tramite canalizzazioni in ogni zona dell'edificio e viene immessa attraverso griglie di dispersione. Quindi si mescola negli spazi occupati scambiando calore e rinnovando l'atmosfera interna prima di essere finalmente allontanato da ogni locale da condotti di ritorno.
La quantità di aria esterna che dovrebbe essere utilizzata per diluire ed eliminare gli inquinanti è oggetto di molti studi e controversie. Negli ultimi anni sono state apportate modifiche ai livelli raccomandati di aria esterna e agli standard di ventilazione pubblicati, comportando nella maggior parte dei casi aumenti dei volumi di aria esterna utilizzati. Nonostante ciò, è stato notato che queste raccomandazioni sono insufficienti per controllare efficacemente tutte le fonti di inquinamento. Questo perché gli standard stabiliti sono basati sull'occupazione e prescindono da altre importanti fonti di inquinamento, come i materiali impiegati nella costruzione, gli arredi e la qualità dell'aria prelevata dall'esterno.
Pertanto, la quantità di ventilazione necessaria dovrebbe essere basata su tre considerazioni fondamentali: la qualità dell'aria che si desidera ottenere, la qualità dell'aria esterna disponibile e il carico totale di inquinamento nell'ambiente che verrà ventilato. Questo è il punto di partenza degli studi che sono stati condotti dal professor PO Fanger e dal suo team (Fanger 1988, 1989). Questi studi sono orientati a stabilire nuovi standard di ventilazione che soddisfino i requisiti di qualità dell'aria e che forniscano un livello accettabile di comfort percepito dagli occupanti.
Uno dei fattori che incide sulla qualità dell'aria negli ambienti interni è la qualità dell'aria esterna disponibile. Le caratteristiche delle fonti esterne di inquinamento, come il traffico veicolare e le attività industriali o agricole, pongono il loro controllo fuori dalla portata dei progettisti, dei proprietari e degli occupanti dell'edificio. È in casi di questo tipo che le autorità ambientali devono assumersi la responsabilità di stabilire linee guida per la tutela dell'ambiente e di vigilare sul loro rispetto. Esistono, tuttavia, molte misure di controllo che possono essere applicate e che sono utili alla riduzione e all'eliminazione dell'inquinamento atmosferico.
Come accennato in precedenza, occorre prestare particolare attenzione alla posizione e all'orientamento dei condotti di aspirazione e scarico dell'aria, al fine di evitare il richiamo di inquinamento dall'edificio stesso o dai suoi impianti (torri frigorifere, bocchette di cucine e bagni, ecc.) , nonché da fabbricati nelle immediate vicinanze.
Quando l'aria esterna o di ricircolo risulta inquinata, le misure di controllo consigliate consistono nel filtrarla e pulirla. Il metodo più efficace per rimuovere il particolato è con precipitatori elettrostatici e filtri di ritenzione meccanici. Questi ultimi saranno tanto più efficaci quanto più precisamente saranno calibrati sulla dimensione delle particelle da eliminare.
L'utilizzo di sistemi in grado di abbattere gas e vapori mediante assorbimento e/o adsorbimento chimico è una tecnica poco utilizzata in ambito non industriale; tuttavia, è comune trovare sistemi che mascherano il problema dell'inquinamento, in particolare degli odori, ad esempio, mediante l'uso di deodoranti per ambienti.
Altre tecniche per pulire e migliorare la qualità dell'aria consistono nell'utilizzo di ionizzatori e ozonizzatori. La prudenza sarebbe la migliore politica sull'uso di questi sistemi per ottenere miglioramenti nella qualità dell'aria fino a quando le loro reali proprietà e i loro possibili effetti negativi sulla salute non saranno chiaramente noti.
Una volta che l'aria è stata trattata e raffreddata o riscaldata, viene immessa negli ambienti interni. L'accettabilità o meno della distribuzione dell'aria dipenderà, in larga misura, dalla scelta, dal numero e dalla disposizione delle griglie di diffusione.
Date le divergenze di opinione sull'efficacia delle diverse procedure da seguire per la miscelazione dell'aria, alcuni progettisti hanno iniziato ad utilizzare, in alcune situazioni, sistemi di distribuzione dell'aria che erogano l'aria a pavimento o sulle pareti in alternativa alle griglie di diffusione sul soffitto. In ogni caso, l'ubicazione dei registri di ritorno dovrebbe essere attentamente pianificata per evitare di cortocircuitare l'entrata e l'uscita dell'aria, che ne impedirebbe la completa miscelazione come mostrato in figura 3.
Figura 3. Esempio di come la distribuzione dell'aria può essere cortocircuitata negli ambienti interni
A seconda di quanto sono compartimentati gli spazi di lavoro, la distribuzione dell'aria può presentare una varietà di problemi diversi. Ad esempio, in spazi di lavoro aperti in cui le griglie di diffusione sono sul soffitto, l'aria nella stanza potrebbe non mescolarsi completamente. Questo problema tende ad aggravarsi quando il tipo di sistema di ventilazione utilizzato può fornire volumi d'aria variabili. Le condotte di distribuzione di questi impianti sono dotate di terminali che modificano la quantità di aria fornita alle condotte in base ai dati ricevuti dai termostati di zona.
Una difficoltà può sorgere quando l'aria fluisce a velocità ridotta attraverso un numero significativo di questi terminali – situazione che si verifica quando i termostati di diverse zone raggiungono la temperatura desiderata – e la potenza ai ventilatori che spingono l'aria viene automaticamente ridotta. Il risultato è che il flusso totale di aria attraverso l'impianto è minore, in alcuni casi molto minore, o addirittura che l'immissione di nuova aria esterna viene interrotta del tutto. Il posizionamento di sensori che controllano il flusso di aria esterna all'ingresso del sistema può garantire che venga sempre mantenuto un flusso minimo di aria nuova.
Un altro problema che emerge regolarmente è che il flusso d'aria è bloccato a causa del posizionamento di partizioni parziali o totali nell'area di lavoro. Ci sono molti modi per correggere questa situazione. Un modo è lasciare uno spazio libero all'estremità inferiore dei pannelli che dividono i cubicoli. Altre modalità prevedono l'installazione di ventilatori supplementari e il posizionamento delle griglie di diffusione a pavimento. L'utilizzo di ventilconvettori supplementari ad induzione favorisce la miscelazione dell'aria e consente il controllo individualizzato delle condizioni termiche dell'ambiente. Senza nulla togliere all'importanza della qualità dell'aria di per sé e i mezzi per controllarlo, va tenuto presente che un ambiente interno confortevole si ottiene dall'equilibrio dei diversi elementi che lo influenzano. Intraprendere qualsiasi azione, anche positiva, che influisca su uno degli elementi senza tener conto degli altri, può alterare l'equilibrio tra di essi, portando a nuove lamentele da parte degli occupanti dell'edificio. Le tabelle 3 e 4 mostrano come alcune di queste azioni, tese a migliorare la qualità dell'aria interna, portino al fallimento di altri elementi dell'equazione, per cui l'adeguamento dell'ambiente di lavoro può avere ripercussioni sulla qualità dell'aria interna.
Tabella 3. Misure di controllo della qualità dell'aria interna e relativi effetti sugli ambienti interni
Action |
Entourage |
Ambiente termico |
|
Aumento del volume di aria fresca |
Aumento delle bozze |
Riduzione dell'umidità relativa per il controllo degli agenti microbiologici |
Umidità relativa insufficiente |
Ambiente acustico |
|
Fornitura intermittente di aria esterna per la conservazione |
Esposizione intermittente al rumore |
Ambiente visivo |
|
Riduzione dell'uso di luci fluorescenti da ridurre |
Riduzione dell'efficacia dell'illuminazione |
Ambiente psicosociale |
|
Uffici aperti |
Perdita di intimità e di uno spazio di lavoro definito |
Tabella 4. Adeguamenti dell'ambiente di lavoro e loro effetti sulla qualità dell'aria interna
Action |
Entourage |
Ambiente termico |
|
Basare l'apporto di aria esterna sul termico |
Volumi di aria fresca insufficienti |
L'uso di umidificatori |
Potenziale rischio microbiologico |
Ambiente acustico |
|
Aumento dell'uso di materiali isolanti |
Possibile rilascio di sostanze inquinanti |
Ambiente visivo |
|
Sistemi basati esclusivamente sull'illuminazione artificiale |
Insoddisfazione, mortalità delle piante, crescita di agenti microbiologici |
Ambiente psicosociale |
|
Utilizzo di attrezzature nell'area di lavoro, come fotocopiatrici e stampanti |
Aumento del livello di inquinamento |
Garantire la qualità dell'ambiente complessivo di un edificio quando è in fase di progettazione dipende, in larga misura, dalla sua gestione, ma soprattutto da un atteggiamento positivo nei confronti degli occupanti di quell'edificio. Gli occupanti sono i migliori sensori su cui i proprietari dell'edificio possono fare affidamento per misurare il corretto funzionamento degli impianti destinati a fornire un ambiente interno di qualità.
I sistemi di controllo basati su un approccio da “Grande Fratello”, prendendo tutte le decisioni che regolano gli ambienti interni come l'illuminazione, la temperatura, la ventilazione e così via, tendono ad avere un effetto negativo sul benessere psicologico e sociologico degli occupanti. Gli occupanti vedono quindi diminuita o bloccata la loro capacità di creare condizioni ambientali che soddisfino i loro bisogni. Inoltre, i sistemi di controllo di questo tipo sono talvolta incapaci di modificarsi per soddisfare le diverse esigenze ambientali che possono sorgere a causa di modifiche delle attività svolte in un dato spazio, del numero di persone che vi lavorano o di cambiamenti nella modalità di allocazione dello spazio.
La soluzione potrebbe consistere nell'installare un sistema di controllo centralizzato dell'ambiente interno, con comandi localizzati regolati dagli occupanti. Questa idea, molto comunemente usata nel regno dell'ambiente visivo dove l'illuminazione generale è integrata da un'illuminazione più localizzata, dovrebbe essere estesa ad altre preoccupazioni: riscaldamento e condizionamento dell'aria generali e localizzati, forniture generali e localizzate di aria fresca e così via.
In sintesi, si può affermare che in ogni caso una parte delle condizioni ambientali dovrebbe essere ottimizzata mediante un controllo centralizzato basato su considerazioni di sicurezza, salute ed economia, mentre le diverse condizioni ambientali locali dovrebbero essere ottimizzate dagli utenti del spazio. Utenti diversi avranno esigenze diverse e reagiranno in modo diverso a determinate condizioni. Un compromesso di questo tipo tra le diverse parti porterà senza dubbio a una maggiore soddisfazione, benessere e produttività.
La qualità dell'aria all'interno di un edificio è dovuta a una serie di fattori che includono la qualità dell'aria esterna, la progettazione del sistema di ventilazione/climatizzazione, il modo in cui il sistema funziona e viene mantenuto e le fonti di inquinamento indoor. In termini generali, il livello di concentrazione di qualsiasi contaminante in uno spazio interno sarà determinato dall'equilibrio tra la generazione dell'inquinante e la velocità della sua eliminazione.
Per quanto riguarda la generazione di contaminanti, anche le fonti di inquinamento possono essere esterne o interne. Le fonti esterne comprendono l'inquinamento atmosferico dovuto a processi di combustione industriale, traffico veicolare, centrali elettriche e così via; inquinamento emesso in prossimità dei pozzi di aspirazione dove l'aria viene aspirata all'interno dell'edificio, come quello proveniente dalle torri di refrigerazione o dalle bocchette di scarico di altri edifici; ed emanazioni da suolo contaminato come gas radon, perdite da serbatoi di benzina o pesticidi.
Tra le fonti di inquinamento interno, vale la pena menzionare quelle associate agli stessi sistemi di ventilazione e condizionamento dell'aria (principalmente la contaminazione microbiologica di qualsiasi segmento di tali sistemi), i materiali utilizzati per costruire e decorare l'edificio e gli occupanti dell'edificio edificio. Fonti specifiche di inquinamento indoor sono fumo di tabacco, laboratori, fotocopiatrici, laboratori fotografici e tipografie, palestre, centri estetici, cucine e caffetterie, bagni, parcheggi e locali caldaia. Tutte queste fonti dovrebbero avere un sistema di ventilazione generale e l'aria estratta da queste aree non dovrebbe essere riciclata attraverso l'edificio. Quando la situazione lo richiede, queste aree dovrebbero anche essere dotate di un sistema di ventilazione localizzata che funzioni per estrazione.
La valutazione della qualità dell'aria interna comprende, tra le altre attività, la misurazione e la valutazione dei contaminanti che possono essere presenti nell'edificio. Diversi indicatori vengono utilizzati per accertare la qualità dell'aria all'interno di un edificio. Includono le concentrazioni di monossido di carbonio e anidride carbonica, i composti organici volatili totali (TVOC), le particelle sospese totali (TSP) e la velocità di ventilazione. Esistono vari criteri o valori obiettivo raccomandati per la valutazione di alcune delle sostanze presenti negli spazi interni. Questi sono elencati in diversi standard o linee guida, come le linee guida per la qualità dell'aria interna promulgate dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), o gli standard dell'American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE).
Per molte di queste sostanze, tuttavia, non esistono standard definiti. Per ora la linea d'azione consigliata è applicare i valori e gli standard per gli ambienti industriali forniti dalla Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH 1992). Vengono quindi applicati fattori di sicurezza o di correzione dell'ordine della metà, un decimo o un centesimo dei valori specificati.
I metodi di controllo dell'aria interna possono essere suddivisi in due gruppi principali: controllo della fonte di inquinamento, o controllo dell'ambiente con strategie di ventilazione e pulizia dell'aria.
Controllo della fonte di inquinamento
La fonte di inquinamento può essere controllata con vari mezzi, inclusi i seguenti:
Controllo dell'ambiente
Gli ambienti interni degli edifici non industriali presentano solitamente molte fonti di inquinamento e, inoltre, tendono ad essere disperse. Il sistema più comunemente impiegato per correggere o prevenire problemi di inquinamento indoor è quindi la ventilazione, sia generale che per diluizione. Questo metodo consiste nel muovere e dirigere il flusso d'aria per catturare, contenere e trasportare gli inquinanti dalla loro fonte al sistema di ventilazione. Inoltre, la ventilazione generale consente anche il controllo delle caratteristiche termiche dell'ambiente interno mediante condizionamento e ricircolo dell'aria (vedi “Finalità e principi della ventilazione generale e di diluizione”, altrove in questo capitolo).
Per diluire l'inquinamento interno, l'aumento del volume di aria esterna è consigliabile solo quando l'impianto è dimensionato correttamente e non provoca mancanza di ventilazione in altre parti dell'impianto o quando il volume aggiunto non impedisce una corretta climatizzazione . Affinché un sistema di ventilazione sia il più efficace possibile, è necessario installare degli estrattori localizzati presso le fonti di inquinamento; l'aria mista a inquinamento non dovrebbe essere riciclata; gli occupanti dovrebbero essere posizionati vicino a bocchette di diffusione dell'aria e fonti di inquinamento vicino a bocchette di estrazione; gli inquinanti dovrebbero essere espulsi per la via più breve possibile; e gli spazi che hanno fonti localizzate di inquinamento dovrebbero essere mantenuti a pressione negativa rispetto alla pressione atmosferica esterna.
La maggior parte delle carenze di ventilazione sembra essere collegata a una quantità inadeguata di aria esterna. Una non corretta distribuzione dell'aria ventilata, però, può anche comportare problemi di scarsa qualità dell'aria. In ambienti con soffitti molto alti, ad esempio, dove l'aria calda (meno densa) viene immessa dall'alto, la temperatura dell'aria può stratificarsi e la ventilazione non riuscirà quindi a diluire l'inquinamento presente nell'ambiente. Il posizionamento e l'ubicazione delle bocchette di diffusione dell'aria e delle bocchette di ritorno dell'aria rispetto agli occupanti e alle fonti di contaminazione è una considerazione che richiede particolare attenzione durante la progettazione del sistema di ventilazione.
Tecniche di purificazione dell'aria
I metodi di purificazione dell'aria dovrebbero essere progettati e selezionati con precisione per tipi di inquinanti specifici e molto concreti. Una volta installato, una regolare manutenzione eviterà che il sistema diventi una nuova fonte di contaminazione. Le seguenti sono descrizioni di sei metodi utilizzati per eliminare gli inquinanti dall'aria.
Filtrazione di particelle
La filtrazione è un metodo utile per eliminare liquidi o solidi in sospensione, ma va tenuto presente che non elimina gas o vapori. I filtri possono catturare particelle per ostruzione, impatto, intercettazione, diffusione e attrazione elettrostatica. La filtrazione di un sistema di condizionamento dell'aria interna è necessaria per molte ragioni. Uno è quello di evitare l'accumulo di sporcizia che può causare una diminuzione della sua efficienza di riscaldamento o raffreddamento. Il sistema può anche essere corroso da alcune particelle (acido solforico e cloruri). La filtrazione è necessaria anche per evitare una perdita di equilibrio nel sistema di ventilazione a causa di depositi sulle pale del ventilatore e false informazioni fornite ai controlli a causa di sensori intasati.
I sistemi di filtrazione dell'aria interna traggono vantaggio dal posizionamento di almeno due filtri in serie. Il primo, un prefiltro o filtro primario, trattiene solo le particelle più grandi. Questo filtro dovrebbe essere cambiato spesso e allungherà la vita del filtro successivo. Il filtro secondario è più efficiente del primo, e può filtrare spore fungine, fibre sintetiche e in generale polveri più fini di quelle raccolte dal filtro primario. Questi filtri dovrebbero essere abbastanza fini da eliminare sostanze irritanti e particelle tossiche.
Un filtro viene selezionato in base alla sua efficacia, alla sua capacità di accumulare polvere, alla sua perdita di carica e al livello di purezza dell'aria richiesto. L'efficacia di un filtro è misurata secondo gli standard ASHRAE 52-76 ed Eurovent 4/5 (ASHRAE 1992; CEN 1979). La loro capacità di ritenzione misura la massa di polvere trattenuta moltiplicata per il volume di aria filtrata e serve per caratterizzare filtri che trattengono solo particelle di grandi dimensioni (filtri a bassa e media efficienza). Per misurare la sua capacità di ritenzione, una polvere aerosol sintetica di concentrazione e granulometria note viene forzata attraverso un filtro. la parte trattenuta nel filtro è calcolata mediante gravimetria.
I efficienza di un filtro si esprime moltiplicando il numero di particelle trattenute per il volume di aria filtrata. Questo valore è quello utilizzato per caratterizzare i filtri che trattengono anche le particelle più fini. Per calcolare l'efficienza di un filtro, viene forzata attraverso di esso una corrente di aerosol atmosferico contenente un aerosol di particelle con un diametro compreso tra 0.5 e 1 μm. La quantità di particelle catturate viene misurata con un opacimetro, che misura l'opacità causata dal sedimento.
Il DOP è un valore utilizzato per caratterizzare i filtri antiparticolato ad altissima efficienza (HEPA). Il DOP di un filtro viene calcolato con un aerosol prodotto vaporizzando e condensando diottilftalato, che produce particelle di 0.3 μm di diametro. Questo metodo si basa sulla proprietà di diffusione della luce delle gocce di diottilftalato: se sottoponiamo il filtro a questo test l'intensità della luce diffusa è proporzionale alla concentrazione superficiale di questo materiale e la penetrazione del filtro può essere misurata dall'intensità relativa di luce diffusa prima e dopo aver filtrato l'aerosol. Affinché un filtro ottenga la designazione HEPA, sulla base di questo test deve essere efficiente al di sopra del 99.97%.
Sebbene esista una relazione diretta tra loro, i risultati dei tre metodi non sono direttamente confrontabili. L'efficienza di tutti i filtri diminuisce man mano che si intasano e possono quindi diventare fonte di odori e contaminazioni. La vita utile di un filtro ad alta efficienza può essere notevolmente estesa utilizzando uno o più filtri di potenza inferiore davanti al filtro ad alta efficienza. La tabella 1 mostra le rese iniziali, finali e medie di diversi filtri secondo i criteri stabiliti da ASHRAE 52-76 per particelle di 0.3 μm di diametro.
Tabella 1. L'efficacia dei filtri (secondo lo standard ASHRAE 52-76) per particelle di 3 mm di diametro
Descrizione del filtro |
ASHRAE 52-76 |
Efficienza (%) |
|||
Punto di polvere (%) |
Arresto (%) |
Iniziale |
fine |
Mediano |
|
Medio |
25-30 |
92 |
1 |
25 |
15 |
Medio |
40-45 |
96 |
5 |
55 |
34 |
Alta |
60-65 |
97 |
19 |
70 |
50 |
Alta |
80-85 |
98 |
50 |
86 |
68 |
Alta |
90-95 |
99 |
75 |
99 |
87 |
HEPA al 95%. |
- |
- |
95 |
99.5 |
99.1 |
HEPA al 99.97%. |
- |
- |
99.97 |
99.7 |
99.97 |
Precipitazione elettrostatica
Questo metodo si rivela utile per il controllo del particolato. Apparecchiature di questo tipo funzionano ionizzando le particelle e quindi eliminandole dalla corrente d'aria quando vengono attratte e catturate da un elettrodo collettore. La ionizzazione si verifica quando l'effluente contaminato passa attraverso il campo elettrico generato da una forte tensione applicata tra l'elettrodo di raccolta e quello di scarica. La tensione è ottenuta da un generatore di corrente continua. L'elettrodo collettore ha un'ampia superficie ed è solitamente caricato positivamente, mentre l'elettrodo di scarica è costituito da un cavo caricato negativamente.
I fattori più importanti che influenzano la ionizzazione delle particelle sono la condizione dell'effluente, il suo scarico e le caratteristiche delle particelle (dimensione, concentrazione, resistenza, ecc.). L'efficacia della cattura aumenta con l'umidità, la dimensione e la densità delle particelle e diminuisce con l'aumento della viscosità dell'effluente.
Il vantaggio principale di questi dispositivi è che sono altamente efficaci nella raccolta di solidi e liquidi, anche quando la dimensione delle particelle è molto fine. Inoltre, questi sistemi possono essere utilizzati per volumi elevati e temperature elevate. La perdita di pressione è minima. Gli svantaggi di questi sistemi sono l'alto costo iniziale, l'ampio ingombro ei rischi per la sicurezza che comportano date le altissime tensioni in gioco, soprattutto quando vengono utilizzati per applicazioni industriali.
I precipitatori elettrostatici sono utilizzati in una gamma completa, dagli ambienti industriali per ridurre l'emissione di particelle agli ambienti domestici per migliorare la qualità dell'aria interna. Questi ultimi sono dispositivi più piccoli che funzionano a tensioni comprese tra 10,000 e 15,000 volt. Di solito hanno sistemi con regolatori di tensione automatici che assicurano che venga sempre applicata una tensione sufficiente per produrre ionizzazione senza causare una scarica tra i due elettrodi.
Generazione di ioni negativi
Questo metodo serve per eliminare le particelle sospese nell'aria e, secondo alcuni autori, per creare ambienti più salubri. L'efficacia di questo metodo come mezzo per ridurre il disagio o la malattia è ancora oggetto di studio.
Adsorbimento di gas
Questo metodo viene utilizzato per eliminare gas e vapori inquinanti come formaldeide, anidride solforosa, ozono, ossidi di azoto e vapori organici. L'adsorbimento è un fenomeno fisico mediante il quale le molecole di gas vengono intrappolate da un solido adsorbente. L'adsorbente è costituito da un solido poroso con una superficie molto ampia. Per ripulire dall'aria questo tipo di inquinante, si fa passare attraverso una cartuccia piena di adsorbente. Il carbone attivo è il più utilizzato; intrappola un'ampia gamma di gas inorganici e composti organici. Idrocarburi alifatici, clorurati e aromatici, chetoni, alcoli ed esteri ne sono alcuni esempi.
Il gel di silice è anche un adsorbente inorganico e viene utilizzato per intrappolare più composti polari come ammine e acqua. Esistono anche altri adsorbenti organici costituiti da polimeri porosi. È importante tenere presente che tutti i solidi adsorbenti intrappolano solo una certa quantità di inquinante e poi, una volta saturi, devono essere rigenerati o sostituiti. Un altro metodo di cattura tramite solidi adsorbenti consiste nell'utilizzare una miscela di allumina attiva e carbone impregnata di reagenti specifici. Alcuni ossidi metallici, ad esempio, catturano i vapori di mercurio, l'idrogeno solforato e l'etilene. Va tenuto presente che l'anidride carbonica non viene trattenuta dall'adsorbimento.
Assorbimento di gas
L'eliminazione di gas e fumi per assorbimento comporta un sistema che fissa le molecole facendole passare attraverso una soluzione assorbente con la quale reagiscono chimicamente. Questo è un metodo molto selettivo e utilizza reagenti specifici per l'inquinante che deve essere catturato.
Il reagente è generalmente disciolto in acqua. Inoltre deve essere sostituito o rigenerato prima che sia esaurito. Poiché questo sistema si basa sul trasferimento dell'inquinante dalla fase gassosa a quella liquida, le proprietà fisiche e chimiche del reagente sono molto importanti. La sua solubilità e reattività sono particolarmente importanti; altri aspetti che giocano un ruolo importante in questo passaggio dalla fase gassosa a quella liquida sono il pH, la temperatura e l'area di contatto tra gas e liquido. Dove l'inquinante è altamente solubile, è sufficiente farlo gorgogliare attraverso la soluzione per fissarlo al reagente. Dove l'inquinante non è così facilmente solubile il sistema da adottare deve garantire una maggiore area di contatto tra gas e liquido. Alcuni esempi di assorbenti e dei contaminanti per i quali sono particolarmente adatti sono riportati nella tabella 2.
Tabella 2. Reagenti utilizzati come assorbenti per vari contaminanti
Assorbente |
Contaminant |
Dietilidrossiammina |
Solfuro d'idrogeno |
Permangenato di potassio |
Gas odoriferi |
Acidi cloridrico e solforico |
Le ammine |
Solfuro di sodio |
aldeidi |
Idrossido di sodio |
Formaldehyde |
Ozonizzazione
Questo metodo per migliorare la qualità dell'aria interna si basa sull'uso del gas ozono. L'ozono viene generato dall'ossigeno gassoso mediante radiazione ultravioletta o scarica elettrica e viene impiegato per eliminare i contaminanti dispersi nell'aria. Il grande potere ossidante di questo gas lo rende adatto all'uso come agente antimicrobico, deodorante e disinfettante e può aiutare ad eliminare gas e fumi nocivi. Viene anche impiegato per purificare ambienti con alte concentrazioni di monossido di carbonio. In ambito industriale viene utilizzato per il trattamento dell'aria di cucine, mense, impianti di trasformazione alimentare e ittica, impianti chimici, impianti di depurazione residua, impianti di gomma, impianti di refrigerazione e così via. Negli uffici viene utilizzato con impianti di climatizzazione per migliorare la qualità dell'aria interna.
L'ozono è un gas bluastro con un caratteristico odore penetrante. Ad alte concentrazioni è tossico e persino mortale per l'uomo. L'ozono è formato dall'azione della radiazione ultravioletta o da una scarica elettrica sull'ossigeno. La produzione intenzionale, accidentale e naturale di ozono dovrebbe essere differenziata. L'ozono è un gas estremamente tossico e irritante sia in caso di esposizione a breve che a lungo termine. A causa del modo in cui reagisce nel corpo, non si conoscono livelli per i quali non vi siano effetti biologici. Questi dati sono discussi più ampiamente nella sezione chimica di questo Enciclopedia.
I processi che impiegano l'ozono dovrebbero essere eseguiti in spazi chiusi o avere un sistema di estrazione localizzato per catturare qualsiasi rilascio di gas alla fonte. Le bombole di ozono devono essere conservate in aree refrigerate, lontano da agenti riducenti, materiali infiammabili o prodotti che potrebbero catalizzarne la rottura. Va tenuto presente che se gli ozonizzatori funzionano a pressioni negative e dispongono di dispositivi di spegnimento automatico in caso di guasto, la possibilità di perdite è ridotta al minimo.
Le apparecchiature elettriche per processi che impiegano ozono devono essere perfettamente isolate e la loro manutenzione deve essere effettuata da personale esperto. Quando si utilizzano ozonizzatori, i condotti e le apparecchiature accessorie devono disporre di dispositivi che spengano immediatamente gli ozonizzatori quando viene rilevata una perdita; in caso di perdita di efficienza nelle funzioni di ventilazione, deumidificazione o refrigerazione; quando si verifica un eccesso di pressione o un vuoto (a seconda del sistema); o quando l'output del sistema è eccessivo o insufficiente.
Quando gli ozonizzatori sono installati, devono essere dotati di rilevatori specifici per l'ozono. Non ci si può fidare dell'olfatto perché può diventare saturo. Le perdite di ozono possono essere rilevate con strisce reattive di ioduro di potassio che diventano blu, ma questo non è un metodo specifico perché il test è positivo per la maggior parte degli ossidanti. È meglio monitorare le perdite su base continuativa utilizzando celle elettrochimiche, fotometria ultravioletta o chemiluminescenza, con il dispositivo di rilevamento prescelto collegato direttamente a un sistema di allarme che interviene quando vengono raggiunte determinate concentrazioni.
Quando gli inquinanti generati in un cantiere devono essere controllati ventilando l'intero locale di cui parliamo ventilazione generale. L'uso della ventilazione generale implica l'accettazione del fatto che l'inquinante si distribuirà in una certa misura attraverso l'intero spazio del cantiere e potrebbe quindi colpire i lavoratori che sono lontani dalla fonte di contaminazione. La ventilazione generale è, quindi, una strategia che è l'opposto di estrazione localizzata. L'estrazione localizzata cerca di eliminare l'inquinante intercettandolo il più vicino possibile alla fonte (vedi “Aria indoor: metodi di controllo e pulizia”, altrove in questo capitolo).
Uno degli obiettivi fondamentali di qualsiasi sistema di ventilazione generale è il controllo degli odori corporei. Ciò può essere ottenuto fornendo non meno di 0.45 metri cubi al minuto, m3/min, di aria nuova per occupante. Quando il fumo è frequente o il lavoro è fisicamente faticoso, il tasso di ventilazione richiesto è maggiore e può superare 0.9 m3/min per persona.
Se gli unici problemi ambientali che il sistema di ventilazione deve superare sono quelli appena descritti, è bene tenere presente che ogni ambiente ha un certo grado di ricambio d'aria “naturale” per mezzo delle cosiddette “infiltrazioni”, che avviene attraverso porte e finestre, anche quando sono chiuse, e attraverso altri siti di penetrazione del muro. I manuali di climatizzazione forniscono solitamente ampie informazioni al riguardo, ma si può affermare che come minimo il livello di ventilazione per infiltrazione sia compreso tra 0.25 e 0.5 rinnovi orari. Un sito industriale sperimenterà comunemente tra 0.5 e 3 rinnovi d'aria all'ora.
Quando utilizzata per controllare gli inquinanti chimici, la ventilazione generale deve essere limitata solo a quelle situazioni in cui le quantità di inquinanti generati non sono molto elevate, dove la loro tossicità è relativamente moderata e dove i lavoratori non svolgono i loro compiti nelle immediate vicinanze della fonte di contaminazione. Se queste ingiunzioni non vengono rispettate, sarà difficile ottenere l'accettazione per un adeguato controllo dell'ambiente di lavoro perché devono essere utilizzati tassi di rinnovo così elevati che le velocità dell'aria elevate probabilmente creeranno disagio, e perché i tassi di rinnovo elevati sono costosi da mantenere. È quindi insolito raccomandare l'uso della ventilazione generale per il controllo delle sostanze chimiche, tranne nel caso di solventi che hanno concentrazioni ammissibili superiori a 100 parti per milione.
Quando, invece, l'obiettivo della ventilazione generale è mantenere le caratteristiche termiche dell'ambiente di lavoro in vista di limiti legalmente accettabili o di raccomandazioni tecniche come le linee guida dell'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO), questo metodo ha meno limitazioni. La ventilazione generale viene quindi utilizzata più spesso per controllare l'ambiente termico che per limitare la contaminazione chimica, ma la sua utilità come complemento delle tecniche di estrazione localizzata dovrebbe essere chiaramente riconosciuta.
Mentre per molti anni le frasi ventilazione generale ed ventilazione per diluizione erano considerati sinonimi, oggi non è più così a causa di una nuova strategia di ventilazione generale: ventilazione per spostamento. Anche se la ventilazione per diluizione e la ventilazione per spostamento rientrano nella definizione di ventilazione generale che abbiamo delineato sopra, entrambe differiscono ampiamente nella strategia che impiegano per controllare la contaminazione.
Ventilazione per diluizione ha lo scopo di miscelare nel modo più completo possibile l'aria immessa meccanicamente con tutta l'aria già presente nell'ambiente, in modo che la concentrazione di un dato inquinante sia il più uniforme possibile in tutto il locale (ovvero che la temperatura sia il più uniforme possibile, se il controllo termico è l'obiettivo desiderato). Per ottenere questa miscela uniforme l'aria viene iniettata dal soffitto sotto forma di flussi ad una velocità relativamente elevata, e questi flussi generano una forte circolazione d'aria. Il risultato è un elevato grado di miscelazione dell'aria nuova con quella già presente all'interno dell'ambiente.
Ventilazione per spostamento, nella sua concettualizzazione ideale, consiste nell'iniettare aria in uno spazio in modo tale che aria nuova sposti quella che vi si trovava prima senza mescolarsi con essa. La ventilazione per dislocamento si ottiene immettendo aria nuova in un ambiente a bassa velocità e vicino al pavimento ed estraendo aria vicino al soffitto. Utilizzare la ventilazione per spostamento per controllare l'ambiente termico ha il vantaggio di beneficiare del movimento naturale dell'aria generato dalle variazioni di densità che sono esse stesse dovute alle differenze di temperatura. Nonostante la ventilazione per spostamento sia già ampiamente utilizzata in ambito industriale, la letteratura scientifica sull'argomento è ancora piuttosto limitata, e la valutazione della sua efficacia è quindi ancora difficile.
Ventilazione per diluizione
La progettazione di un sistema di ventilazione per diluizione si basa sull'ipotesi che la concentrazione dell'inquinante sia la stessa in tutto lo spazio considerato. Questo è il modello che gli ingegneri chimici spesso chiamano serbatoio agitato.
Se si assume che l'aria che viene immessa nell'ambiente sia priva di inquinante e che all'istante iniziale la concentrazione all'interno dell'ambiente sia zero, sarà necessario conoscere due fatti per calcolare il tasso di ventilazione richiesto: la quantità dell'inquinante che si genera nello spazio e del livello di concentrazione ambientale che si cerca (che ipoteticamente sarebbe uguale ovunque).
In queste condizioni, i calcoli corrispondenti producono la seguente equazione:
where
c (t) = la concentrazione del contaminante nello spazio nel tempo t
a = la quantità di inquinante generato (massa per unità di tempo)
Q = la velocità con cui viene fornita aria nuova (volume per unità di tempo)
V = il volume dello spazio in questione.
L'equazione precedente mostra che la concentrazione tenderà a uno stato stazionario al valore a/D, e che lo farà più velocemente quanto più piccolo è il valore di Domande/V, spesso indicato come “il numero di rinnovi per unità di tempo”. Sebbene occasionalmente l'indice di qualità della ventilazione sia considerato praticamente equivalente a tale valore, l'equazione di cui sopra mostra chiaramente che la sua influenza è limitata al controllo della velocità di stabilizzazione delle condizioni ambientali, ma non del livello di concentrazione al quale si verificherà tale stato stazionario. Questo dipenderà esclusivamente sulla quantità di inquinante che viene generato (a), e sulla velocità di ventilazione (Q).
Quando l'aria di un dato spazio è contaminata ma non si generano nuove quantità di inquinante, la velocità di diminuzione della concentrazione nel tempo è data dalla seguente espressione:
where Q ed V hanno il significato sopra descritto, t1 ed t2 sono, rispettivamente, il tempo iniziale e finale e c1 ed c2 sono le concentrazioni iniziale e finale.
Si possono trovare espressioni per i calcoli nei casi in cui la concentrazione iniziale non è nulla (Constance 1983; ACGIH 1992), dove l'aria immessa nell'ambiente non è totalmente priva dell'inquinante (perché per ridurre i costi di riscaldamento nella parte invernale dell'aria viene riciclato, per esempio), o dove le quantità di inquinante generato variano in funzione del tempo.
Se ignoriamo la fase di transizione e assumiamo che sia stato raggiunto lo stato stazionario, l'equazione indica che la velocità di ventilazione è equivalente a corrente alternatalim, Dove clim è il valore della concentrazione che deve essere mantenuta nello spazio dato. Questo valore sarà stabilito da regolamenti o, come norma accessoria, da raccomandazioni tecniche come i valori limite di soglia (TLV) della Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH), che raccomanda di calcolare il tasso di ventilazione con la formula
where a ed clim hanno il significato già descritto e K è un fattore di sicurezza. Un valore di K va scelto un valore compreso tra 1 e 10 in funzione dell'efficacia della miscela aria nello spazio dato, della tossicità del solvente (minore clim è, maggiore è il valore di K sarà), e di ogni altra circostanza ritenuta rilevante dall'igienista industriale. L'ACGIH, tra l'altro, cita la durata del processo, il ciclo delle operazioni e l'ubicazione abituale dei lavoratori rispetto alle fonti di emissione dell'inquinante, il numero di queste fonti e la loro ubicazione nello spazio dato, la stagionalità cambiamenti nella quantità di ventilazione naturale e la prevista riduzione dell'efficacia funzionale delle apparecchiature di ventilazione come altri criteri determinanti.
In ogni caso, l'utilizzo della suddetta formula richiede una conoscenza ragionevolmente esatta dei valori di a ed K che dovrebbe essere utilizzato, e quindi forniamo alcuni suggerimenti al riguardo.
La quantità di inquinante generato può essere abbastanza frequentemente stimata dalla quantità di determinati materiali consumati nel processo che genera l'inquinante. Quindi, nel caso di un solvente, la quantità utilizzata sarà una buona indicazione della quantità massima che si può trovare nell'ambiente.
Come indicato sopra, il valore di K dovrebbe essere determinato in funzione dell'efficacia della miscela d'aria nello spazio dato. Questo valore sarà, quindi, minore in proporzione diretta a quanto è buona la stima di trovare la stessa concentrazione dell'inquinante in qualsiasi punto all'interno dello spazio dato. Questo, a sua volta, dipenderà da come l'aria è distribuita all'interno dello spazio ventilato.
Secondo questi criteri, i valori minimi di K dovrebbe essere utilizzato quando l'aria viene iniettata nello spazio in modo distribuito (usando un plenum, per esempio), e quando l'immissione e l'estrazione dell'aria sono alle estremità opposte dello spazio dato. D'altra parte, valori più alti per K dovrebbe essere utilizzato quando l'aria viene fornita in modo intermittente e l'aria viene estratta in punti vicini all'ingresso di aria nuova (figura 1).
Figura 1. Schema della circolazione dell'aria in una stanza con due aperture di alimentazione
Va notato che quando l'aria viene iniettata in un dato spazio, specialmente se avviene ad alta velocità, il flusso d'aria creato eserciterà una notevole attrazione sull'aria che lo circonda. Quest'aria poi si mescola con il flusso e lo rallenta, creando anche una turbolenza misurabile. Di conseguenza, questo processo si traduce in un'intensa miscelazione dell'aria già presente nell'ambiente con l'aria nuova che viene immessa, generando correnti d'aria interne. Prevedere queste correnti, anche in generale, richiede una grande dose di esperienza (figura 2).
Figura 2. Fattori K suggeriti per le posizioni di ingresso e scarico
Per evitare i problemi derivanti dall'esposizione dei lavoratori a flussi d'aria a velocità relativamente elevate, l'immissione dell'aria avviene comunemente mediante griglie diffusori progettate in modo tale da favorire la rapida miscelazione dell'aria nuova con quella già presente nelle lo spazio. In questo modo, le aree in cui l'aria si muove ad alta velocità vengono mantenute le più piccole possibili.
L'effetto flusso appena descritto non si produce in prossimità di punti in cui l'aria fuoriesce o viene estratta attraverso porte, finestre, bocchette di estrazione o altre aperture. L'aria raggiunge le griglie di aspirazione da tutte le direzioni, quindi anche a una distanza relativamente breve da esse, il movimento dell'aria non è facilmente percepito come una corrente d'aria.
In ogni caso, nell'affrontare la distribuzione dell'aria, è importante tenere presente la convenienza di posizionare i posti di lavoro, per quanto possibile, in modo che l'aria nuova raggiunga i lavoratori prima che raggiunga le fonti di contaminazione.
Quando nello spazio sono presenti importanti fonti di calore, il movimento dell'aria sarà in gran parte condizionato dalle correnti di convezione che sono dovute alle differenze di densità tra aria più densa e fredda e aria più leggera e calda. In ambienti di questo tipo, il progettista della distribuzione dell'aria non deve mancare di tenere presente l'esistenza di queste fonti di calore, altrimenti il movimento dell'aria potrebbe risultare molto diverso da quello previsto.
La presenza di contaminazione chimica, invece, non altera in modo misurabile la densità dell'aria. Mentre allo stato puro gli inquinanti possono avere una densità molto diversa da quella dell'aria (solitamente molto maggiore), date le reali concentrazioni esistenti negli ambienti di lavoro, il mix di aria e inquinante non ha una densità significativamente diversa da quella densità dell'aria pura.
Va inoltre sottolineato che uno degli errori più comuni commessi nell'applicazione di questo tipo di ventilazione è quello di alimentare l'ambiente solo con estrattori d'aria, senza alcuna accortezza per adeguate prese d'aria. In questi casi, l'efficacia dei ventilatori di estrazione è ridotta e, pertanto, i tassi effettivi di estrazione dell'aria sono molto inferiori a quelli pianificati. Il risultato sono concentrazioni ambientali maggiori dell'inquinante nello spazio dato rispetto a quelle inizialmente calcolate.
Per evitare questo problema si dovrebbe pensare a come l'aria verrà introdotta nell'ambiente. La linea di condotta raccomandata è quella di utilizzare ventilatori di immissione e ventilatori di estrazione. Normalmente, il tasso di estrazione dovrebbe essere maggiore del tasso di immissione per consentire l'infiltrazione attraverso finestre e altre aperture. Inoltre, è consigliabile mantenere lo spazio in leggera pressione negativa per evitare che la contaminazione generata si diffonda in aree non contaminate.
Ventilazione per spostamento
Come accennato in precedenza, con la ventilazione per dislocamento si cerca di minimizzare la miscelazione di aria nuova e aria precedentemente presente nello spazio dato, e si cerca di adeguare il sistema al modello noto come flusso a pistone. Ciò si ottiene solitamente introducendo aria a bassa velocità ea bassa quota nello spazio dato ed estraendola vicino al soffitto; questo ha due vantaggi rispetto alla ventilazione per diluizione.
In primo luogo, rende possibili tassi di rinnovo dell'aria più bassi, perché l'inquinamento si concentra vicino al soffitto dello spazio, dove non ci sono lavoratori per respirarlo. Il media concentrazione nello spazio dato sarà quindi superiore al clim valore cui abbiamo fatto riferimento prima, ma che non implica un rischio maggiore per i lavoratori perché nella zona occupata dello spazio dato la concentrazione dell'inquinante sarà uguale o inferiore a un clim.
Inoltre, quando l'obiettivo della ventilazione è il controllo dell'ambiente termico, la ventilazione per dislocamento consente di introdurre nello spazio dato aria più calda di quanto sarebbe richiesto da un sistema di ventilazione per diluizione. Questo perché l'aria calda che viene estratta è ad una temperatura di diversi gradi superiore alla temperatura nella zona occupata del locale.
I principi fondamentali della ventilazione per spostamento sono stati sviluppati da Sandberg, che nei primi anni '1980 ha sviluppato una teoria generale per l'analisi di situazioni in cui vi erano concentrazioni disuniformi di inquinanti in ambienti chiusi. Questo ha permesso di superare i limiti teorici della ventilazione per diluizione (che presuppone una concentrazione uniforme in tutto lo spazio dato) e ha aperto la strada alle applicazioni pratiche (Sandberg 1981).
Anche se la ventilazione per spostamento è ampiamente utilizzata in alcuni paesi, in particolare in Scandinavia, sono stati pubblicati pochissimi studi in cui l'efficacia dei diversi metodi viene confrontata in installazioni reali. Ciò è senza dubbio dovuto alle difficoltà pratiche di installare due diversi sistemi di ventilazione in una fabbrica reale e perché l'analisi sperimentale di questi tipi di sistemi richiede l'uso di traccianti. La tracciatura viene eseguita aggiungendo un gas tracciante alla corrente di ventilazione dell'aria e quindi misurando le concentrazioni del gas in diversi punti all'interno dello spazio e nell'aria estratta. Questo tipo di esame permette di dedurre come l'aria è distribuita all'interno dell'ambiente e quindi confrontare l'efficacia di diversi sistemi di ventilazione.
I pochi studi disponibili che sono stati effettuati su impianti effettivamente esistenti non sono conclusivi, se non per quanto riguarda il fatto che i sistemi che utilizzano la ventilazione per spostamento forniscono un migliore ricambio d'aria. In questi studi, tuttavia, sono spesso espresse riserve sui risultati in quanto non confermati da misurazioni del livello di contaminazione ambientale nei cantieri.
Una delle principali funzioni di un edificio in cui si svolgono attività non industriali (uffici, scuole, abitazioni, ecc.) è quella di fornire agli occupanti un ambiente salubre e confortevole in cui lavorare. La qualità di questo ambiente dipende, in larga misura, dal fatto che i sistemi di ventilazione e climatizzazione dell'edificio siano adeguatamente progettati e mantenuti e funzionino correttamente.
Questi sistemi devono quindi fornire condizioni termiche accettabili (temperatura e umidità) e una qualità dell'aria interna accettabile. In altre parole, devono mirare a un'adeguata miscelazione di aria esterna con aria interna e devono adottare sistemi di filtrazione e pulizia in grado di eliminare gli inquinanti presenti nell'ambiente interno.
L'idea che l'aria esterna pulita sia necessaria per il benessere negli spazi interni è stata espressa fin dal XVIII secolo. Benjamin Franklin ha riconosciuto che l'aria in una stanza è più salubre se è dotata di ventilazione naturale aprendo le finestre. L'idea che fornire grandi quantità di aria esterna potesse aiutare a ridurre il rischio di contagio di malattie come la tubercolosi si fece strada nell'Ottocento.
Studi condotti negli anni '1930 hanno dimostrato che, per diluire gli effluvi biologici umani a concentrazioni tali da non causare fastidi dovuti agli odori, il volume di aria esterna nuova necessaria per un locale è compreso tra 17 e 30 metri cubi all'ora per occupante.
Nello standard n. 62 stabilito nel 1973, l'American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) raccomanda un flusso minimo di 34 metri cubi di aria esterna all'ora per occupante per controllare gli odori. Un minimo assoluto di 8.5 m3/ora/occupante è consigliato per evitare che l'anidride carbonica superi i 2,500 ppm, che è la metà del limite di esposizione stabilito per gli ambienti industriali.
Questa stessa organizzazione, nella norma n. 90, fissata nel 1975 - in piena crisi energetica - adottò il suddetto minimo assoluto prescindendo, temporaneamente, dalla necessità di maggiori flussi di ventilazione per diluire inquinanti come fumo di tabacco, effluvi biologici e così via via.
Nella sua norma n. 62 (1981) ASHRAE ha rettificato questa omissione e ha stabilito la sua raccomandazione come 34 m3/ora/occupante per le aree in cui è consentito fumare e 8.5 m3/h/occupante in aree dove è vietato fumare.
L'ultimo standard pubblicato da ASHRAE, anche il n. 62 (1989), stabiliva un minimo di 25.5 m3/ora/occupante per gli spazi interni occupati indipendentemente dal fatto che sia consentito o meno fumare. Si consiglia inoltre di aumentare tale valore quando l'aria immessa nell'edificio non è adeguatamente miscelata nella zona di respirazione o se sono presenti insolite fonti di inquinamento nell'edificio.
Nel 1992 la Commissione delle Comunità Europee ha pubblicato il suo Linee guida per i requisiti di ventilazione negli edifici. Contrariamente alle raccomandazioni esistenti per gli standard di ventilazione, questa guida non specifica i volumi di flusso di ventilazione che dovrebbero essere forniti per un dato spazio; fornisce invece raccomandazioni calcolate in funzione della qualità desiderata dell'aria interna.
Gli standard di ventilazione esistenti prescrivono volumi fissi di flusso di ventilazione che dovrebbero essere forniti per occupante. Le tendenze evidenziate nelle nuove linee guida mostrano che i calcoli dei volumi da soli non garantiscono una buona qualità dell'aria interna per ogni ambiente. Questo è il caso per tre motivi fondamentali.
In primo luogo, presumono che gli occupanti siano le uniche fonti di contaminazione. Recenti studi dimostrano che altre fonti di inquinamento, oltre agli occupanti, dovrebbero essere prese in considerazione come possibili fonti di inquinamento. Gli esempi includono mobili, tappezzeria e il sistema di ventilazione stesso. La seconda ragione è che queste norme raccomandano la stessa quantità di aria esterna indipendentemente dalla qualità dell'aria che viene convogliata nell'edificio. E la terza ragione è che non definiscono chiaramente la qualità dell'aria interna richiesta per lo spazio dato. Pertanto, si propone che i futuri standard di ventilazione si basino sulle seguenti tre premesse: la selezione di una categoria definita di qualità dell'aria per lo spazio da ventilare, il carico totale di inquinanti nello spazio occupato e la qualità dell'aria esterna disponibile .
La qualità percepita dell'aria
La qualità dell'aria interna può essere definita come il grado in cui vengono soddisfatte le richieste e le esigenze dell'essere umano. Fondamentalmente, gli occupanti di uno spazio esigono due cose dall'aria che respirano: percepire l'aria che respirano come fresca e non viziata, viziata o irritante; e sapere che gli effetti negativi sulla salute che possono derivare dalla respirazione di quell'aria sono trascurabili.
È comune pensare che il grado di qualità dell'aria in uno spazio dipenda più dalle componenti di quell'aria che dall'impatto di quell'aria sugli occupanti. Può quindi sembrare facile valutare la qualità dell'aria, supponendo che conoscendone la composizione se ne possa accertare la qualità. Questo metodo di valutazione della qualità dell'aria funziona bene in ambienti industriali, dove troviamo composti chimici implicati o derivati dal processo di produzione e dove esistono dispositivi di misurazione e criteri di riferimento per valutare le concentrazioni. Questo metodo, tuttavia, non funziona in contesti non industriali. Gli ambienti non industriali sono luoghi in cui si possono trovare migliaia di sostanze chimiche, ma a concentrazioni molto basse, a volte mille volte inferiori ai limiti di esposizione consigliati; la valutazione di queste sostanze una per una risulterebbe in una falsa valutazione della qualità di quell'aria e l'aria verrebbe probabilmente giudicata di alta qualità. Ma c'è un aspetto mancante che resta da considerare, e cioè la mancanza di conoscenza che esiste sull'effetto combinato di quelle migliaia di sostanze sugli esseri umani, e questo potrebbe essere il motivo per cui quell'aria è percepita come viziata, viziata o irritante.
La conclusione a cui si è giunti è che i metodi tradizionali utilizzati per l'igiene industriale non sono adatti a definire il grado di qualità che sarà percepito dagli esseri umani che respireranno l'aria oggetto di valutazione. L'alternativa all'analisi chimica è usare le persone come strumenti di misura per quantificare l'inquinamento atmosferico, impiegando collegi di giudici per fare le valutazioni.
L'essere umano percepisce la qualità dell'aria attraverso due sensi: l'olfatto, situato nella cavità nasale e sensibile a centinaia di migliaia di sostanze odorose, e il chimico, situato nelle mucose del naso e degli occhi, e sensibile a un numero simile di sostanze irritanti presenti nell'aria. È la risposta combinata di questi due sensi che determina come viene percepita l'aria e che permette al soggetto di giudicare se la sua qualità è accettabile.
L'unità olf
Uno oLF (dal latino = olfattivo) è il tasso di emissione di inquinanti atmosferici (bioeffluenti) da parte di una persona standard. Una persona standard è un adulto medio che lavora in un ufficio o in un posto di lavoro non industriale simile, sedentario e in comfort termico con un'attrezzatura igienica standard a 0.7 bagni/giorno. L'inquinamento da parte di un essere umano è stato scelto per definire il termine oLF per due ragioni: la prima è che gli effluvi biologici emessi da una persona sono ben noti, la seconda è che c'erano molti dati sull'insoddisfazione causata da tali effluvi biologici.
Qualsiasi altra fonte di contaminazione può essere espressa come il numero di persone standard (olf) necessarie per causare la stessa quantità di insoddisfazione della fonte di contaminazione che si sta valutando.
La Figura 1 mostra una curva che definisce un olf. Questa curva mostra come la contaminazione prodotta da una persona standard (1 olf) viene percepita a diverse velocità di ventilazione, e permette di calcolare il tasso di individui insoddisfatti, cioè quelli che percepiranno la qualità dell'aria come inaccettabile subito dopo sono entrati nella stanza. La curva si basa su diversi studi europei in cui 168 persone hanno giudicato standard la qualità dell'aria inquinata da oltre mille persone, uomini e donne. Studi simili condotti in Nord America e Giappone mostrano un alto grado di correlazione con i dati europei.
Figura 1. Curva di definizione dell'olf
L'unità decipol
La concentrazione dell'inquinamento nell'aria dipende dalla fonte di contaminazione e dalla sua diluizione per effetto della ventilazione. L'inquinamento atmosferico percepito è definito come la concentrazione di effluvi biologici umani che provocherebbe lo stesso disagio o insoddisfazione della concentrazione di aria inquinata che si sta valutando. Uno decipol (dal latino pollutio) è la contaminazione causata da una persona standard (1 olf) quando il tasso di ventilazione è di 10 litri al secondo di aria non contaminata, così che possiamo scrivere
1 decipol = 0.1 olf/(litro/secondo)
La figura 2, derivata dagli stessi dati della figura precedente, mostra la relazione tra la qualità dell'aria percepita, espressa in percentuale di individui insoddisfatti e in decipol.
Figura 2. Relazione tra la qualità dell'aria percepita espressa in percentuale di individui insoddisfatti e in decipol
Per determinare il tasso di ventilazione richiesto dal punto di vista del comfort, è essenziale selezionare il grado di qualità dell'aria desiderato nello spazio dato. Nella tabella 1 sono proposte tre categorie o livelli di qualità, derivati dalle figure 1 e 2. Ogni livello corrisponde a una certa percentuale di persone insoddisfatte. La scelta dell'uno o dell'altro livello dipenderà, soprattutto, dalla destinazione d'uso dello spazio e da considerazioni economiche.
Tabella 1. Livelli di qualità dell'aria indoor
Qualità dell'aria percepita |
|||
Categoria |
Percentuale di insoddisfatti |
Decipoli |
Velocità di ventilazione richiesta1 |
A |
10 |
0.6 |
16 |
B |
20 |
1.4 |
7 |
C |
30 |
2.5 |
4 |
1 Supponendo che l'aria esterna sia pulita e l'efficienza del sistema di ventilazione sia pari a uno.
Fonte: CEC 1992.
Come detto in precedenza, i dati sono frutto di sperimentazioni effettuate con collegi giudicanti, ma è importante tenere presente che alcune delle sostanze presenti nell'aria che possono essere pericolose (composti cancerogeni, microrganismi e sostanze radioattive, per esempio) non sono riconosciuti dai sensi e che gli effetti sensoriali di altri contaminanti non hanno alcuna relazione quantitativa con la loro tossicità.
Fonti di contaminazione
Come indicato in precedenza, uno dei difetti degli standard di ventilazione odierni è che prendono in considerazione solo gli occupanti come fonti di contaminazione, mentre è riconosciuto che gli standard futuri dovrebbero tenere conto di tutte le possibili fonti di inquinamento. A parte gli occupanti e le loro attività, compresa la possibilità che possano fumare, ci sono altre fonti di inquinamento che contribuiscono in modo significativo all'inquinamento atmosferico. Gli esempi includono mobili, tappezzeria e moquette, materiali da costruzione, prodotti utilizzati per la decorazione, prodotti per la pulizia e il sistema di ventilazione stesso.
Ciò che determina il carico di inquinamento dell'aria in un dato spazio è la combinazione di tutte queste fonti di contaminazione. Questo carico può essere espresso come contaminazione chimica o come contaminazione sensoriale espressa in olf. Quest'ultimo integra l'effetto di diverse sostanze chimiche così come sono percepite dagli esseri umani.
Il carico chimico
La contaminazione emanata da un determinato materiale può essere espressa come tasso di emissione di ciascuna sostanza chimica. Il carico totale di inquinamento chimico è calcolato sommando tutte le sorgenti, ed è espresso in microgrammi al secondo (μg/s).
In realtà, può essere difficile calcolare il carico di inquinamento perché spesso sono disponibili pochi dati sui tassi di emissione per molti materiali di uso comune.
Carico sensoriale
Il carico di inquinamento percepito dai sensi è causato da quelle fonti di contaminazione che hanno un impatto sulla qualità percepita dell'aria. Il valore dato di questo carico sensoriale può essere calcolato sommando tutti gli olf di diverse fonti di contaminazione che esistono in un dato spazio. Come nel caso precedente, non sono ancora disponibili molte informazioni sulle OL per metro quadro (OLF/m2) di molti materiali. Per questo motivo risulta più pratico stimare il carico sensoriale dell'intero edificio, inclusi gli occupanti, gli arredi e il sistema di ventilazione.
La Tabella 2 mostra il carico inquinante in olf degli occupanti dell'edificio mentre svolgono diversi tipi di attività, in proporzione tra chi fuma e chi non fuma, e la produzione di vari composti come l'anidride carbonica (CO2), monossido di carbonio (CO) e vapore acqueo. La tabella 3 mostra alcuni esempi dei tassi di occupazione tipici in diversi tipi di spazi. E ultimo, tin grado 4 riflette i risultati del carico sensoriale, misurato in olf per metro quadrato, riscontrato in diversi edifici.
Tabella 2. Contaminazione dovuta agli occupanti di un edificio
Carico sensoriale olf/occupante |
CO2 |
CO3 |
Vapore acqueo4 |
|
Sedentario, 1-1.2 met1 |
||||
0% fumatori |
2 |
19 |
50 |
|
20% fumatori2 |
2 |
19 |
11x10-3 |
50 |
40% fumatori2 |
3 |
19 |
21x10-3 |
50 |
100% fumatori2 |
6 |
19 |
53x10-3 |
50 |
Sforzo fisico |
||||
Basso, 3 met |
4 |
50 |
200 |
|
Medio, 6 met |
10 |
100 |
430 |
|
Alto (atletico), |
20 |
170 |
750 |
|
Bambini |
||||
Centro per l'infanzia |
1.2 |
18 |
90 |
|
di moto |
1.3 |
19 |
50 |
1 1 met è il tasso metabolico di una persona sedentaria a riposo (1 met = 58 W/m2 della superficie cutanea).
2 Consumo medio di 1.2 sigarette/ora per fumatore. Tasso medio di emissione, 44 ml di CO per sigaretta.
3 Dal fumo di tabacco.
4 Applicabile a persone vicine alla neutralità termica.
Fonte: CEC 1992.
Tabella 3. Esempi del grado di occupazione di diversi edifici
Costruzione |
Occupanti/m2 |
Uffici |
0.07 |
Sale conferenze |
0.5 |
Teatri, altri grandi luoghi di ritrovo |
1.5 |
Scuole (aule) |
0.5 |
Centri per l'infanzia |
0.5 |
Abitazioni |
0.05 |
Fonte: CEC 1992.
Tabella 4. Contaminazione dovuta all'edificio
Carico sensoriale—olf/m2 |
||
Media |
Intervallo |
|
Uffici1 |
0.3 |
0.02-0.95 |
Scuole (aule)2 |
0.3 |
0.12-0.54 |
Strutture per l'infanzia3 |
0.4 |
0.20-0.74 |
Teatri4 |
0.5 |
0.13-1.32 |
Edifici a basso inquinamento5 |
0.05-0.1 |
1 Dati ottenuti in 24 uffici ventilati meccanicamente.
2 Dati ottenuti in 6 scuole ventilate meccanicamente.
3 Dati ottenuti in 9 asili nido ventilati meccanicamente.
4 Dati ottenuti in 5 sale ventilate meccanicamente.
5 Obiettivo che dovrebbe essere raggiunto dalle nuove costruzioni.
Fonte: CEC 1992.
Qualità dell'aria esterna
Un'altra premessa, che completa gli input necessari per la creazione di standard di ventilazione per il futuro, è la qualità dell'aria esterna disponibile. I valori di esposizione raccomandati per determinate sostanze, sia all'interno che all'esterno, sono riportati nella pubblicazione Linee guida sulla qualità dell'aria per l'Europa dall'OMS (1987).
La tabella 5 mostra i livelli di qualità dell'aria esterna percepita, nonché le concentrazioni di alcuni inquinanti chimici tipici rilevati all'aperto.
Tabella 5. Livelli di qualità dell'aria esterna
Percepito |
Inquinanti ambientali2 |
||||
Decipol |
CO2 (mg / m3) |
CO (mg/m3) |
NO2 (mg / m3) |
SO2 (mg / m3) |
|
Al mare, in montagna |
0 |
680 |
0-0.2 |
2 |
1 |
Città, alta qualità |
0.1 |
700 |
1-2 |
5-20 |
5-20 |
Città, bassa qualità |
> 0.5 |
700-800 |
4-6 |
50-80 |
50-100 |
1 I valori della qualità dell'aria percepita sono valori medi giornalieri.
2 I valori degli inquinanti corrispondono a concentrazioni medie annue.
Fonte: CEC 1992.
Va tenuto presente che in molti casi la qualità dell'aria esterna può essere peggiore dei livelli indicati nella tabella o nelle linee guida dell'OMS. In questi casi l'aria deve essere depurata prima di essere convogliata negli spazi occupati.
Efficienza dei sistemi di ventilazione
Un altro fattore importante che influenzerà il calcolo dei requisiti di ventilazione per un dato spazio è l'efficienza della ventilazione (Ev), che è definito come il rapporto tra la concentrazione di inquinanti nell'aria estratta (Ce) e la concentrazione nella zona di respirazione (Cb).
Ev = Ce/Cb
L'efficienza della ventilazione dipende dalla distribuzione dell'aria e dall'ubicazione delle fonti di inquinamento nello spazio dato. Se l'aria ei contaminanti sono completamente miscelati, l'efficienza della ventilazione è pari a uno; se la qualità dell'aria nella zona di respirazione è migliore di quella dell'aria estratta, allora l'efficienza è maggiore di uno e la qualità dell'aria desiderata può essere raggiunta con velocità di ventilazione inferiori. Saranno invece necessarie velocità di ventilazione maggiori se l'efficienza della ventilazione è inferiore a uno o, in altre parole, se la qualità dell'aria nella zona di respirazione è inferiore alla qualità dell'aria estratta.
Nel calcolo dell'efficienza della ventilazione è utile suddividere gli ambienti in due zone, una in cui viene immessa l'aria, l'altra comprendente il resto del locale. Per i sistemi di ventilazione che funzionano secondo il principio della miscelazione, la zona di erogazione dell'aria si trova generalmente al di sopra della zona di respirazione e le condizioni migliori si raggiungono quando la miscelazione è così profonda che le due zone diventano una sola. Per i sistemi di ventilazione che funzionano secondo il principio del dislocamento, l'aria viene fornita nella zona occupata dalle persone e la zona di estrazione si trova solitamente sopra la testa; qui le migliori condizioni si raggiungono quando la miscelazione tra le due zone è minima.
L'efficienza della ventilazione, quindi, è funzione dell'ubicazione e delle caratteristiche degli elementi che forniscono ed estraggono l'aria e dell'ubicazione e delle caratteristiche delle fonti di contaminazione. Inoltre è anche funzione della temperatura e dei volumi di aria immessi. È possibile calcolare l'efficienza di un sistema di ventilazione mediante simulazione numerica o effettuando misurazioni. Quando i dati non sono disponibili, i valori in figura 3 possono essere utilizzati per diversi sistemi di ventilazione. Questi valori di riferimento prendono in considerazione l'impatto della distribuzione dell'aria ma non l'ubicazione delle fonti di inquinamento, assumendo invece che siano distribuite uniformemente in tutto lo spazio ventilato.
Figura 3. Efficacia della ventilazione nella zona di respirazione secondo diversi principi di ventilazione
Calcolo dei requisiti di ventilazione
La figura 4 mostra le equazioni utilizzate per calcolare i requisiti di ventilazione sia dal punto di vista del comfort che della tutela della salute.
Figura 4. Equazioni per il calcolo dei requisiti di ventilazione
Requisiti di ventilazione per il comfort
Il primo passo nel calcolo dei requisiti di comfort è decidere il livello di qualità dell'aria interna che si desidera ottenere per lo spazio ventilato (vedi Tabella 1), e stimare la qualità dell'aria esterna disponibile (vedi Tabella 5).
Il passo successivo consiste nella stima del carico sensoriale, utilizzando le tabelle 8, 9 e 10 per selezionare i carichi in base agli occupanti e alle loro attività, al tipo di edificio e al livello di occupazione per metro quadrato di superficie. Il valore totale si ottiene sommando tutti i dati.
A seconda del principio di funzionamento del sistema di ventilazione e utilizzando la Figura 9, è possibile stimare l'efficienza della ventilazione. L'applicazione dell'equazione (1) nella Figura 9 produrrà un valore per la quantità di ventilazione richiesta.
Requisiti di ventilazione per la protezione della salute
Una procedura simile a quella descritta sopra, ma utilizzando l'equazione (2) nella Figura 3, fornirà un valore per il flusso di ventilazione necessario per prevenire problemi di salute. Per calcolare questo valore è necessario identificare una sostanza o un gruppo di sostanze chimiche critiche che si propone di controllare e stimare le loro concentrazioni in aria; è inoltre necessario prevedere diversi criteri di valutazione, tenendo conto degli effetti del contaminante e della sensibilità degli occupanti che si vogliono proteggere, ad esempio bambini o anziani.
Purtroppo, è ancora difficile stimare il fabbisogno di ventilazione per la protezione della salute a causa della mancanza di informazioni su alcune delle variabili che entrano nei calcoli, come i tassi di emissione dei contaminanti (G), i criteri di valutazione degli spazi interni (Cv) e altri.
Studi effettuati sul campo dimostrano che negli ambienti dove è richiesta la ventilazione per ottenere condizioni di comfort la concentrazione di sostanze chimiche è bassa. Tuttavia, questi spazi possono contenere fonti di inquinamento pericolose. La migliore politica in questi casi è eliminare, sostituire o controllare le fonti di inquinamento invece di diluire i contaminanti mediante ventilazione generale.
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