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:

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

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

V = il volume dello spazio interno (m³);

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

n = il tasso di ventilazione all'ora;

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

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

Controllo delle fonti di inquinamento

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

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

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

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

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

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

Eliminazione dell'inquinante

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Linee guida e standard esistenti

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

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

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

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

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

^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

^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

^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

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

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

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

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