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1 Prof. Marco Ragazzi Materiali prodotti e sistemi per costruire la qualità degli ambienti interni in LEED INDOOR QUALITY - Qualità degli ambienti interni nella certificazione

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3 Indice Fonti inquinanti indoor Inquinanti Riferimenti normativi Esempi di strategie per la caratterizzazione di inquinanti in aria indoor Concentrazioni misurate Esposizione giornaliera 3

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5 Ambienti domestici Fonti ambientali Arredamento Pareti, pavimenti e soffitti Tappezzeria Vernici e materiali di rifinitura Stufe e camini Sistema di riscaldamento Piano di cottura 5

6 Ambienti domestici Fonti legate alle abitudini e alle attività Fumo di tabacco Animali domestici Prodotti per la pulizia Prodotti per la cura ambientale Condizionatori e deumidificatori Umidità Abiti Candele, incensi e deodoranti personale Insetticidi Automobile Ambiente esterno 6

7 Ambienti di studio e lavoro Fonti ambientali Stampante laser Fotocopiatrice Pennarelli, evidenziatori e correttori liquidi Fonti legate alle abitudini e alle attività Potenziali fonti di rischio in ambienti scolastici e d ufficio 7

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9 CO monossido di carbonio È un gas inodore, incolore, insapore e altamente tossico. Effetti sulla salute: a basse concentrazioni senso di affaticamento e dolori al torace per i cardiopatici; a concentrazioni moderate problemi di coordinamento, mal di testa, nausea, vertigini; a concentrazioni molto elevate è letale. Fonti: combustione incompleta dei materiali contenenti carbonio (combustibili per cucine e riscaldamento, sigarette, ), legata a malfunzionamenti degli impianti di riscaldamento a gas, di fornelli, stufe e camini, inadeguata ventilazione, ETS. La vicinanza a strade ad elevato traffico veicolare, a garage e parcheggi, può provocare un impatto significativo sulle concentrazioni del gas negli ambienti confinati. 9

10 NO2 biossido di azoto È un gas tossico di colore giallo-rosso, dall odore forte e pungente; è un ossidante altamente reattivo e corrosivo, con grande potere irritante. Effetti sulla salute: disturbi alle vie respiratorie profonde e predisposizione alle infezioni soprattutto nei soggetti affetti da patologie polmonari. Fonti: processi di combustione ad alta temperatura (fornelli da cucina, dalle stufe, impianti di riscaldamento con caldaie interne, ETS). La vicinanza a strade ad elevato traffico veicolare, a garage e parcheggi, può provocare un impatto significativo sulle concentrazioni del gas negli ambienti confinati, in quanto l NO2 è contenuto nei gas di scarico degli autoveicoli. 10

11 SO2 biossido di zolfo È un gas incolore, irritante, non infiammabile, molto solubile in acqua e dall odore pungente. E ffetti sulla salute: irritazione della pelle, occhi e mucose. Bronchite, asma e tracheite. Fonti: è prodotto dai processi di combustione. 11

12 COV Composti Organici Volatili I Composti Organici Volatili rappresentano un insieme di sostanze in forma liquida o di vapore. Tra i composti più comuni ci sono alcuni idrocarburi e le aldeidi (tra cui la formaldeide). Effetti sulla salute: irritazione agli occhi, al naso e alla gola, mal di testa, nausea, stanchezza. Gli effetti cronici comprendono danni ai reni, al fegato e al sistema nervoso centrale e, nel caso estremo, tumore. Fonti: pitture, lacche, pesticidi, prodotti per la pulizia, materiali di costruzione, materiale per ufficio come adesivi, marcatori, stampanti, fotocopiatrici, 12

13 Formaldeide È un gas incolore con caratteristico odore pungente e con un forte potere irritante. Effetti sulla salute: irritazione alle mucose, agli occhi e alle vie respiratorie; congiuntivite, asma, dermatite da contatto; stanchezza, angoscia, emicranie, nausea, sonnolenza e vertigini. Possiede potere mutageno e cancerogeno. Fonti: è presente nella mobilia, nei tessuti, nei materiali per l edilizia, nel fumo di tabacco e in molti prodotti di uso corrente, come detersivi, coloranti, disinfettanti, materie plastiche, colle e vernici. 13

14 Benzene È un idrocarburo aromatico con un odore pungente e dolciastro che evapora all aria molto velocemente, come tutti i COV. È una sostanza altamente infiammabile. Effetti sulla salute: livelli di concentrazione bassi possono causare vertigini, sonnolenza, aumento del battito cardiaco, tremori, confusione e perdita di coscienza. Concentrazioni prolungate nel tempo possono alterare la memoria e alcune capacità psichiche oltre a causare disturbi ed effetti irritanti sulla pelle e sulle mucose. È cancerogeno per l uomo. Fonti: fumo di sigaretta, combustioni domestiche incomplete del carbone e del petrolio e vapori liberati da prodotti che lo contengono, come colle, vernici, cere per mobili, detergenti. 14

15 IPA Idrocarburi Policiclici Aromatici Gli IPA rappresentano un insieme di composti organici con due o più anelli benzenici condensati. Effetti sulla salute: provocano irritazioni all apparato respiratorio e molti di essi sono cancerogeni Fonti: forni a legna, caminetti, fumi dei cibi cucinati sulle fiamme o affumicati e fumo di tabacco ambientale. Si depositano su scarpe e indumenti provenienti dall ambiente esterno. 15

16 O3 ozono È un gas velenoso dall odore penetrante, di colore azzurro pallido. Quello presente nella troposfera contribuisce all inquinamento dell aria, è nocivo per l uomo e per l ambiente. E ffetti sulla salute: in quanto potente ossidante attacca i tessuti delle vie aeree, provoca disturbi alla respirazione, aggrava gli episodi di asma. Fonti: fotocopiatrici, stampanti laser, lampade ultraviolette e alcuni tipi di depuratori d aria. 16

17 Particolato È costituito da tutte quelle particelle solide, liquide e aerosol di diametro e di peso tali da rimanere sospese nell aria. Effetti sulla salute: può provocare un effetto irritante e nocivo per le vie respiratorie, ostruzione degli alveoli polmonari, disturbi cardiaci e la possibilità di indurre alterazioni nel sistema immunitario. Fonti: fumo di sigaretta, combustione, ambiente esterno, spray, cottura degli alimenti, batteri, spore e pollini e attività degli occupanti. 17

18 ETS Environmental Tobacco Smoke Il fumo di tabacco ambientale consiste nell esposizione ad agenti tossici generati dalla combustione del tabacco. È una combinazione di oltre sostanze, di cui molte sono tossiche, irritanti o cancerogene. Effetti sulla salute: irritazione agli occhi e al naso, mal di testa, secchezza della gola, vertigini, nausea, tosse e altri problemi respiratori. Provoca un aumento del rischio di malattie ischemiche, malattie cardiovascolari e tumore polmonare. È responsabile di patologie respiratorie dell infanzia (otite, asma, broncopolmonite). Ha gravi conseguenze per lo sviluppo della funzione respiratoria dei bambini. Fonti: fumo da sigaretta, pipa e sigari. 18

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20 Europa In Europa, sono ancora poche le linee guida pubblicate con specifici valori limite 20

21 Italia Per la salubrità dell aria negli ambienti di lavoro indoor si applicano le norme relative all igiene del lavoro Linee guida nazionali del 27/09/2001 Accordo tra il Ministro della salute, le regioni e le province autonome sul documento concernente: Lineeguida per la tutela e la promozione della salute negli ambienti confinati. 21

22 Valori di riferimento Standard ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) PM ore: 150 µg m-³ Media annuale (anno civile): 50 µg m-³ PM ore: 65 µg m-³ Media annuale (anno civile): 15 µg m-³ LINEE GUIDA OMS PM ore: 50 µg/m-³ Media annuale (anno civile): 20 µg m-³ D. M. 60/2002 PM ore: 50 µg m-³ Media annuale (anno civile): 20 µg m-³ (Obiettivo 2010) 22

23 Norme UNI EN ISO Aria in ambienti confinati UNI EN ISO :2006 UNI EN ISO :2006 UNI EN ISO :2001 UNI EN ISO :2008 UNI EN ISO UNI EN ISO UNI EN ISO :2004 UNI EN ISO :2007 UNI EN ISO :2004 UNI EN ISO :2008 UNI EN ISO UNI EN ISO UNI EN ISO :2008 UNI EN ISO :2008 UNI EN ISO :2007 UNI EN ISO UNI EN ISO :2002 UNI EN ISO :2004 UNI EN ISO :2006 UNI EN ISO :2006 UNI EN :

24 Aspetti generali della strategia di campionamento ISO /5 Il Volume d aria campionato in un ora deve essere inferiore al 10% del tasso di ventilazione Se non è possibile misurarlo, Il volume d aria campionato in un ora deve essere inferiore al 10% del volume della stanza Per la determinazione della concentrazione media di inquinante in periodi di tempo sufficientemente lunghi (ad esempio 8 h), è possibile utilizzare campionatori passivi Nella scelta del periodo di campionamento, va posta attenzione ad alcuni parametri quali la ventilazione, la tipologia delle fonti, gli occupanti e le loro attività, l ambiente indoor, la temperatura e l umidità relativa. 24

25 Aspetti generali della strategia di campionamento ISO /5 Non è possibile indicare a priori quale sia la localizzazione più opportuna per i sistemi di campionamento In abitazioni private, la scelta può essere sulla zona giorno o sulla zona notte Se la presenza di inquinanti è legata a determinate attività svolte dagli occupanti, è opportuno effettuare i campionamenti nella zona giorno L esposizione dovuta a fonti che emettono per lunghi periodi (come ad esempio i prodotti da costruzione) può essere meglio caratterizzata tramite campionamenti effettuati nelle camere da letto (maggior esposizione). 25

26 Aspetti generali della strategia di campionamento ISO /5 Se la zona giorno è adiacente ad una fonte inquinante outdoor, è opportuno campionare anche la zona giorno, oltre che nella zona notte. È importante che il campionamento non interferisca sul normale utilizzo delle stanze Nel caso di misure condotte in stanze ampie (saloni, uffici, ) va considerata la possibilità di suddividere la stanza ed effettuare più campionamenti 26

27 Aspetti generali della strategia di campionamento ISO /5 La collocazione più adatta per il campionamento è in genere il centro della stanza. Se non è possibile campionare in tale posizione, è comunque opportuno mantenersi ad una distanza di almeno 1 m dai muri. Il campionamento va effettuato ad un altezza di 1,00 1,50 m dal pavimento, cioè nella zona di respirazione. I flussi d aria all interno della stanza possono essere rilevanti nella scelta del punto di campionamento, specie nel caso in cui si utilizzino campionatori di tipo passivo. Inoltre, il campionatore non deve essere posizionato alla luce diretta del sole, vicino ai sistemi di riscaldamento, esposto a correnti d aria, vicino ai condotti di ventilazione. 27

28 Aspetti generali della strategia di campionamento ISO /5 A causa dello scambio continuo di aria indoor/outdoor dovuto ad infiltrazioni e ventilazione, è opportuno effettuare anche dei campionamenti outdoor in simultanea (possibilmente alla stessa altezza dal suolo a cui si trova il piano dell edificio in cui si sta campionando). I campionamenti outdoor vanno effettuati in prossimità dell edificio, ad una distanza minima di 1 m. Se l edificio è provvisto di impianto HVAC (riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria) il campionamento va effettuato in prossimità della presa d aria esterna. Può essere utile rilevare anche parametri quali la direzione e la velocità del vento, e le condizioni atmosferiche in fase di campionamento. 28

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30 Le fasi principali del campionamento Pianificazione della campagna di campionamento Campionamento Conservazione del campione Trasporto e immagazzinamento Preparazione del campione, analisi e validazione dei dati. 30

31 Il campionamento dell aria Campionatori automatici campionatore ad alto volume 31

32 Il campionamento dell aria Campionatori automatici campionatore a medio-basso volume 32

33 Il campionamento dell aria Campionatori automatici campionatore a basso volume 33

34 Il campionamento dell aria Campionatori automatici campionatori per il monitoraggio in continuo di gas, analizzatori di gas con differenti sensori dedicati 34

35 Campionatore automatico GRIMM mod /4 Una sonda a simmetria radiale aspira l'aria tramite una pompa a flusso costante controllato. Il flusso aspirato viene fatto passare in una camera dove viene colpito da un fascio di luce laser. Le particelle colpite dalla luce riflettono una parte di questa luce che viene rilevata da un fotodiodo ad alta velocità. 35

36 Campionatore automatico GRIMM mod /4 Tutte le particelle vengono colpite dal fascio laser e a loro volta emettono una radiazione luminosa proporzionale alla dimensione della particella Le particelle vengono così classificate per numero e dimensione Conoscendo la portata, si ottiene una misura precisa, sia del numero di particelle per unità di volume che della loro suddivisione per classi granulometriche 36

37 Campionatore automatico GRIMM mod /4 Si possono ottenere misure: Conteggio delle particelle su 15 classi granulometriche Distribuzione di massa in 15 classi Misure ambientali secondo PM 10, PM 2,5 e PM 1 Misure in ambienti di lavoro (polveri inalabili, toraciche e respirabili). Il flusso d'aria aspirato esce dallo strumento attraverso un filtro e le particelle si depositano su di esso. Analizzando il filtro si può ottenere la misura gravimetrica e la caratterizzazione chimica del particolato raccolto sul filtro 37

38 Campionatore automatico GRIMM mod /4 Elaborazione dati: Andamento PM nel tempo Concentrazioni medie in massa per classe granulometrica o PM 38

39 Il campionamento dell aria Campionatori passivi: Canister Nel campionamento passivo, si fa passare un campione d aria, attraverso un regolatore di flusso (restrittore ad orifizio), in un canister in condizione di vuoto per un periodo di tempo prestabilito, che va da 5 minuti a 24 ore. Il periodo di campionamento e la velocità di flusso determinano il volume necessario per il canister 39

40 Campionatore passivo Radiello 1/4 L uso di campionatori passivi permette l utilizzo di tecnologie relativamente semplici ed economiche per ottenere la misura media della concentrazione di un determinato inquinante in un determinato sito di campionamento. Superficie diffusiva Superficie adsorbente 40

41 Campionatore passivo Radiello 2/4 Nel campionamento diffusivo assiale, la superficie diffusiva e quella adsorbente sono rappresentate da due facce piane e contrapposte di una scatola chiusa, di solito cilindrica. Superficie diffusiva Superficie adsorbente 41

42 Campionatore passivo Radiello 3/4 Perché utilizzare i campionatori passivi? Non comporta l'uso di pompe Non fa rumore Non richiede l'uso di energia Non richiede sorveglianza Facile utilizzo ovunque Costi bassi 42

43 Campionatore passivo Radiello 4/

44 Le fiale colorimetriche 44

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46 Il piano di campionamento (esempio) Definizione dell obiettivo L obiettivo della campagna di monitoraggio consiste nell incrementare il livello di conoscenze riguardanti la qualità dell'aria negli ambienti indoor. I dati raccolti possono essere utilizzati in seguito, per una valutazione del rischio per la saluta umana Gli inquinanti di interesse in questa campagna di monitoraggio sono gas che comunemente sono presenti negli ambienti confinati quali COV, NO2 e materiale particolato (PM) 46

47 Il piano di campionamento Siti di campionamento Miniappartamento in città (riscaldamento centralizzato) Casa singola in città (riscaldamento autonomo a metano) Appartamento di fondo valle (riscaldamento a legna) Ufficio (Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Trento) Aula (Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Trento) 47

48 Il piano di campionamento Strategia di campionamento Sono stati utilizzati un campionatore automatico per la misura del particolato atmosferico e alcuni campionatori passivi per la misura dei gas (COV e NO2) Le misure negli ambienti residenziali sono state suddivise in fasce orarie di 8 ore di campionamento: ore colazione + attività della mattina + pranzo ore attività del pomeriggio + cena + serata ore fascia notturna Le misure negli ambienti di lavoro (ufficio e aula) si sono svolte durante l intero periodo di attività 48

49 Il piano di campionamento Metodiche di campionamento Misure dei gas: utilizzo di campionatori passivi Radiello metodiche Radiello analisi NO2; analisi COV : benzene, toluene, tetracloroetilene, m+p xilene, stirene Misure del particolato atmosferico con campionatore automatico: GRIMM modello 1.108, che permette la determinazione di 15 classi granulometriche da 0,30 a 20 μm Monitoraggio in parallelo di Temperatura e Umidità Relativa 49

50 Il piano di campionamento Numerosità dei campioni Ambienti di lavoro Ufficio 4 campioni COV 3 giorni consecutivi misure di PM Aula 2 giorni consecutivi misure di PM 50

51 Il piano di campionamento Numerosità dei campioni Ambienti residenziali Casa in città 2 campioni COV e NO2 2 giorni consecutivi misure di PM Miniappartamento in città 3 campioni COV e NO2 2 giorni consecutivi misure di PM Appartamento in valle 7 campioni COV e NO2 9 giorni consecutivi misure di PM 51

52 Appartamento 1 Casa singola in centro città Ristrutturazione recente Campionamenti in cucina ed in soggiorno 52

53 Appartamento 1 cucina soggiorno 53

54 Appartamento 1 54

55 Appartamento 2 Appartamento in centro città Campionamenti in zona giorno 55

56 Appartamento 2 56

57 Appartamento 2 57

58 Appartamento 3 Appartamento in zona turistica di montagna Riscaldamento a legna Campionamenti in zona giorno 58

59 Appartamento 3 59

60 Appartamento 3 60

61 Ufficio Prima periferia zona collinare Stampanti 61

62 Ufficio 62

63 Ufficio 63

64 Ufficio Fascia oraria / attività Mattina Pomeriggio PM 1.0 [μg m-3] PM 2.5 [μg m-3] PM 10 [μg m-3] 8,5 11,5 24,3 7,7 9,6 18,3 11,4 12,5 16,5 6,5 9,4 22,2 6,8 10,1 23,1 23,2 25,3 33,8 64

65 Aula Prima periferia zona collinare Discomfort segnalato dagli occupanti 65

66 Aula 66

67 Aula 67

68 Aula Fascia oraria / attività Mattina Pomeriggio PM 1.0 [μg m-3] PM 2.5 [μg m-3] PM 10 [μg m-3] 1,5 3,9 32,8 7,9 13,3 77,0 4,3 7,7 46,7 7,5 12,3 80,1 68

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