Analisi della qualità dell’aria indoor: le misure biologiche

Negli ambienti confinati, le fonti degli inquinanti sono estremamente numerose e sono connesse alla presenza di polvere, occupanti degli spazi indoor (uomini, animali, funghi o vegetali) e dagli impianti, arredi e strutture degli edifici.

Il corpo umano può emettere composti chimici i cosiddetti bioeffluenti, che non raggiungono quasi mai concentrazioni nocive per la salute. All’aumentare del numero delle persone presenti in un ambiente confinato e in assenza di adeguata ventilazione, aumenta l’insoddisfazione degli occupanti. Anche le persone sono sorgenti di contaminanti biologici attraverso la desquamazione dell’epidermide e, soprattutto, l’emissione di goccioline saliva. Queste sono in grado di rimanere sospese in aria e veicolare agenti infettivi di numerose malattie. Similmente alle persone, anche gli animali domestici sono fonti di inquinamento biologico attraverso la perdita di peli, forfora, saliva, etc.

Per quanto riguarda gli edifici invece sono molteplici le sorgenti di bioeffluenti e contaminanti biologici, questi vengono analizzati di seguito.

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Air Quality Indoor: bioeffluenti e contaminanti biologici

Per gli agenti biologici, la difficoltà di valutare l’entità dell’esposizione (come avviene, invece, per le sostanze chimiche) rende la misura della contaminazione ambientale un elemento portante per la valutazione dell’esistenza del rischio biologico. A differenza, però, di quanto avviene per le sostanze chimiche, per gli agenti biologici non sono stati definiti limiti di esposizione utilizzabili come valori soglia che aiutino a gestire i risultati ottenuti dal monitoraggio ambientale.

Gli agenti microbiologici presenti all’interno degli edifici, vengono aerotrasportati dai movimenti convettivi dell’aria sotto forma di bioaerosol, legandosi a polvere, particelle liquide o altri contaminanti naturalmente presenti, con conseguente rischio, per gli occupanti, di esposizione per via inalatoria, per contatto con superfici od oggetti contaminati o per ingestione.

L’interesse per la misura della contaminazione microbica dell’aria si è particolarmente sviluppato negli ultimi trent’anni. Questo interesse nasce dalla consapevolezza che i microrganismi aerodiffusi abbiano, come per gli inquinanti chimici classicamente misurati, potenziali effetti nocivi sulla salute degli occupanti. 

L’aria rappresenta il veicolo attraverso cui gli agenti microbici (quasi sempre aggregati tra loro o a particelle inerti in sospensione) si muovono nell’ambiente, raggiungono le superfici e vi si depositano. Infatti, l’aria contiene un gran numero di microrganismi e rappresenta il mezzo responsabile della loro trasmissione o dispersione. 

Possono essere componenti del bioaerosol frammenti vegetali e cellulari, batteri, funghi, virus, parassiti, spore, presenti come particolato, e composti organici liquidi o volatili, tra cui sottoprodotti del metabolismo microbico. Le dimensioni di questi sono riportati in figura.

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Principali specie di particelle di origine biologica e loro dimensioni. Fonte: Strategie di monitoraggio dell’inquinamento di origine biologica dell’aria in ambiente indoor (Istituto Superiore di Sanità)

Le tipologie di parametri microbiologici

I parametri microbiologici per un’analisi quantitativa di base sono rappresentati da:

  • Carica batterica psicrofila: batteri con crescita intorno ai 22°C (intervallo 15-30°C), considerati indicatori di contaminazione microbica ambientale.
  • Carica batterica mesofila: batteri con crescita intorno ai 37°C (intervallo 25-40°C), considerati indicatori di contaminazione di origine umana o animale.
  • Carica fungina: comprendente muffe e lieviti, indicatori ambientali molto importanti, in quanto sono molto spesso correlati ad un’elevata umidità e polverosità, ridotta ventilazione e scarsa qualità dell’aria e problematiche nelle strutture edilizie.

Le tipologie di campionamento dell'aria: attivo e passivo

Il campionamento attivo

Esistono in commercio diversi modelli di campionatori attivi, basati su vari principi di funzionamento (campionatori per impatto, per filtrazione, per gorgogliamento).

I campionatori attivi (in figura, un esempio) aspirano volumi predeterminati di aria, convogliandoli su un terreno di coltura liquido o solido. I microrganismi presenti nell’aria aderiscono al terreno e, dopo un adeguato periodo di incubazione, danno origine a colonie visibili a occhio nudo, che si possono numerare e, dopo isolamento, identificare. Il livello di contaminazione microbica si esprime come Unità Formanti Colonie (UFC) per m3 di aria.

Questo metodo di campionamento ha il vantaggio di permettere l’aspirazione di grandi volumi di aria confinata, minimizzando le differenze di distribuzione dei batteri dovute alle correnti, alla temperatura e alle dimensioni degli aggregati aerodispersi.

Il campionamento passivo

Nel campionamento passivo si espongono nell’ambiente in esame, per opportuni intervalli di tempo, piastre contenenti idoneo terreno di coltura: su di esse si raccolgono per sedimentazione i microrganismi veicolati da particelle solide o liquide sospese nell’aria. Dopo opportuna incubazione delle piastre, si procede alla conta del numero di colonie cresciute. L’efficienza di raccolta dipende dalle caratteristiche aerodinamiche delle particelle e dal grado di ventilazione dell’ambiente. 

Il metodo maggiormente utilizzato a livello igienistico è l’Indice Microbico Aria (IMA), il quale esprime il grado di inquinamento microbiologico dell’aria come numero di unità formanti colonia (UFC) che si contano in una piastra Petri di 9 cm di diametro, contenente agar nutriente, lasciata aperta nell’ambiente per un’ora, ad un metro da terra e ad un metro da ogni ostacolo fisico rilevante. 

L’utilizzo di piastre di sedimentazione, rispetto al campionamento volumetrico dell’aria, presenta il vantaggio di essere più semplice ed economico. Esso è particolarmente vantaggioso per il monitoraggio dell’inquinamento microbiologico in una camera operatoria, in una camera asettica o in una azienda alimentare, in quanto permette di avere una stima diretta del numero di microrganismi che si depositano sugli oggetti o sugli alimenti presenti in questi luoghi. I campionatori volumetrici, invece, misurando il numero totale di microrganismi vitali presenti nell’aria, forniscono solo un indice indiretto della probabile contaminazione di oggetti o prodotti. Le piastre a sedimentazione, possono inoltre essere più facilmente posizionate in vicinanza delle zone di possibile inquinamento.

Il metodo passivo presenta tuttavia diversi svantaggi: non è quantitativo, non permette di correlare il numero di microrganismi a un volume noto di aria ed ha una bassissima sensibilità.

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