Inquinamento indoor: cosa sono i VOC (volatile organic compounds)

Tutti noi siamo portati a pensare all’involucro edilizio, come un posto sicuro, sano, confortevole e quindi adatto al vivere quotidiano. Spesso però tutto ciò che costituisce  l’abitazione, l’ufficio, i locali ricreativi, gli ospedali, le case di cura,  le scuole ecc., i luoghi confinati in genere, rischiano per vari motivi, di essere una “camera a gas” all’interno della quale esistono dei “killer silenziosi” per la salute degli occupanti. Il parco immobiliare in cui si trascorre  gran parte del tempo, non garantisce affatto il benessere ed il comfort abitativo necessario per porre al riparo da ogni eventuale patologia o malattia.

Fino a qualche anno fa eravamo certi, che principali sorgenti inquinanti stessero all’esterno, purtroppo gli studi scientifici hanno confermato che l’inquinamento indoor è ben più pericoloso. Un problema da non sottovalutare, che, stando alle ultime stime dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, provoca ben 4,3 milioni di morti ogni anno in tutto il mondo. E l’Italia non è da meno: un rapporto stilato nel 2012 dall’Istituto Superiore di Sanità classifica, infatti, come «estremamente elevato» il danno sanitario, economico e sociale attribuibile all’inquinamento indoor, con problemi per la salute che vanno dall’asma bronchiale all’infarto del miocardio al tumore del polmone.

Le misure previste per il contenimento energetico hanno inoltre aggravato i dati già inquietanti, infatti per inseguire il risparmio della bolletta, si è dato libero spazio ad una serie di attività per contenere le dispersioni nei luoghi chiusi a discapito della qualità dell’aria che viene respirata.

La casa salubre

La casa salubre

Del Corno Barbara, Pennisi Alessandra, 2014, Maggioli Editore

Una casa, per essere definita “salubre”, deve rispondere a molteplici requisiti che garantiscano il benessere di chi la abita.

Gli elementi principali sono:
benessere ambientale, legato a fattori quali temperatura,...

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L’attuale corsa alla chiusura ermetica degli edifici, ha portato come immediata conseguenza ad un aumento delle malattie allergiche polmonari e ad un accrescimento della rapidità di diffusione di malattie infettive tra gli utilizzatori di uno stesso immobile in particolare negli edifici dotati di impianto di condizionamento.

Misure effettuate in edifici del Nord Italia hanno evidenziato che all’interno delle abitazioni è presente una concentrazione di inquinanti mediamente 10 volte più alta di quella esterna 3,25 mg/mc contro 0,37 mg/mc  (fonte: Inquinamento Indoor-Outdoor, ed. DEI).

Sostanzialmente le problematiche che sono alla base dell’inquinamento degli ambienti chiusi, nei quali si vive e si lavora, possono riassumersi nella tabella 1 di seguito riportata.

Condizioni  connesse alla popolazione e a rischio – progressiva terziarizzazione delle attività produttive- aumento del tempo di permanenza negli ambienti indoor- presenza di gruppi di popolazione eccessivamente sensibili (es. bambini, anziani, soggetti ammalati)- maggiore sensibilità per i problemi di salute e di sicurezza degli ambienti di lavoro e residenziali
Condizioni connesse alla tecniche costruttivedegli edifici – nuovi criteri di progettazione e di costruzione- nuovi materiali da costruzione, rivestimento, arredo- isolamento termoacustico- installazione di impianti di ventilazione forzata
Condizioni di esercizio ed utilizzo degli edifici – necessità di risparmio energetico- diffusione di strumenti di lavoro con uso promiscuo dei locali- utilizzo di nuovi prodotti per la pulizia- inadeguata manutenzione degli impianti di riscaldamento e condizionamento dell’aria

Nei luoghi confinati sono numerosi e di varia origine, le tipologie e le concentrazioni di inquinanti, ciò implica un’altrettanta varia e corposa serie di rischi per la salute umana.

La loro inalazione può provocare da una semplice irritazione agli occhi, naso, gola a disturbi più gravi come emicranie, perdita di coordinamento, nausea, ed arrivare a danneggiare il fegato, i reni ed il sistema nervoso centrale. La loro capacità di provocare effetti dannosi alla salute varia molto a seconda del tipo di composto, dalle quantità presenti nell’ambiente e dal tempo di esposizione.

In particolare, analizzando la “salute” del patrimonio immobiliare nel nostro Paese, si può affermare che i metodi costruttivi, la messa in opera di materiali da costruzione condizionati dall’industria chimica e l’incidenza degli arredi spesso realizzati con materiali sintetici, oltre ai comportamenti di vita degli abitanti, hanno reso gli edifici “insalubri”.

Cosa sono i VOC (composti organici volatili)?

I VOC (volatile organic compounds) sono composti chimici di vario genere, formati da molecole di differente natura, ma tutte caratterizzate dalla volatilità, cioè dalla capacità di evaporare facilmente nell’aria a temperatura ambiente.

Essi possono avere origine naturale, origine antropica, cioè generati dall’uomo, o mista.

I VOC, sono presenti in molti prodotti di uso quotidiano e nei materiali da costruzione che possono emettere Composti Organici Volatili sia quando sono utilizzati, sia quando sono conservati. Con “organico” si intende una sostanza chimica contenente molecole di carbonio. I Composti Organici Volatili comprendono tra gli altri i prodotti delle industrie chimiche, i solventi, gli alcoli e anche la benzina.

I VOC, contribuiscono all’insorgenza del fenomeno detto Sindrome da Edificio Malato.

Naturalmente, gli effetti dannosi di questi composti dipendono dalla quantità della loro concentrazione negli ambienti e dalla durata dell’esposizione.

Nell’ambiente indoor le sorgenti inquinanti sono le attività degli occupanti, le condizioni igieniche, gli arredi, gli impianti di ventilazione, gli elettrodomestici e la gestione del sistema edificio impianto.

In relazione agli effetti sull’uomo i vari inquinanti possono essere suddivisi in base all’azione prevalente esercitata in tre gruppi, ovvero secondo la fonte, il tipo, gli effetti.

Secondo la fonte

Si hanno sostanze contaminanti generate internamente per la presenza di persone, processi di combustione, materiali edilizi e arredi. Quelli prodotti dal metabolismo umano (CO2, e secrezioni corporali), dal fumo di tabacco, dalla cottura dei cibi, dalla presenza degli impianti di condizionamento, da prodotti chimici impiegati per la pulizia o per il funzionamento di fotocopiatrici. Si hanno contaminanti dall’aria esterna che contribuiscono al carico inquinante interno attraverso l’apertura delle finestre o proveniente dai condotti di ventilazione che sono l’ossido di carbonio (CO), gli ossidi di azoto (NOx) e di zolfo (SOx), i composti organici volatili VOC, il particolato sospeso e l’ozono.

Secondo il tipo

Inquinanti chimici: gas o vapori (CO, CO2, SOx, NOx VOC, ozono) fumo di tabacco e particolato, come fibre e polvere per citare i più famosi.

Si ricorda la grande influenza che hanno sulle allergie dell’apparato respiratorio le particelle sospese inferiori a 10 μm.

Inquinanti biologici: microrganismi (muffe, funghi, batteri, virus, protozoi, ecc.) materiale organico di origine animale o vegetale (polline).

Secondo gli effetti

Tutti gli inquinanti sopra citati hanno sull’organismo gli effetti più diversi, che vanno dalle sollecitazioni sensoriali come gli odori, a quelle patologiche, sia transitorie come mal di testa o affaticamento, sia organiche vere e proprie come irritazioni degli occhi o delle mucose e reazioni allergiche, sia condizioni gravi per gli effetti mutageni e cancerogeni di questi composti.

È quindi necessario porre molta attenzione, affinché l’inquinamento presente all’interno degli ambienti confinati sia tale da non pregiudicare la salute degli occupanti.

In essi trascorriamo circa 80-90% della vita, e dovrebbero garantire uno stato di benessere in grado di non creare o aggravare le malattie, in particolare nei soggetti più deboli e debilitati come i bambini, le persone anziane, immunodepresse, o quelle già affette da gravi patologie quali le malattie respiratorie, le allergie, l’asma bronchiale e le malattie cardiache.

Sono innumerevoli le azioni quotidiane e le sostanze di uso comune all’interno degli edifici che possono potenzialmente compromettere la salute di chi ci vive dentro. Nella tabella 2 sono riportati un elenco degli elementi che concorrono all’inquinamento indoor.

– la respirazione degli occupanti- il fumo di sigaretta- i cosmetici- le fotocopiatrici- le stampanti

– i mobili

– tutti i materiali di costruzione

– la moquette

– i rivestimenti

– le colle- gli adesivi- i solventi- le vernici- gli abiti lavati a secco

– le tinteggiature

– le finestre su strade al alto traffico

– i detersivi e materiali per le pulizie

– i deodoranti

In tutti gli elementi sopra citati, che fanno parte del quotidiano vivere sono contenuti numerosi composti chimici quali gli idrocarburi alifatici e aromatici, clorurati, aldeidi, terpeni, alcoli, esteri e chetoni. Questi, che sono parte della complessa e numerosa famiglia dei Composti Organici Volatili (VOC), sono riassunti nella tabella 3 pubblicata dal Ministero della Salute.

CLASSI DI COMPOSTI PRINCIPALI SOSTANZE PRINCIPALE FONTE INDOOR
Idrocarburi alifatici Propano, Butano, Esano, Limonene Combustibili, detersivi, propellenti ad aerosol, refrigeranti, basi di profumi,aromatizzanti
Idrocarcarburi alogenati Cloroformio metilene, Cloruro di metilene, Pentaclorofenolo Propellenti ad aerosol, pesticidi, refrigeranti, sgrassatori
Idrocarburi aromatici Benzene, Toulene, Xilene Vernici, pitture, colle, smalti, lacche, detersivi
Alcoli Alcololetilico, Alcol metilico Detersivi per finestre, vernici,diluenti, adesivi, cosmetici
Aldeidi Formaldeide, Acetaldeide Fungicidi, isolanti, germicidi, resine, disinfettanti, arredi a base di truciolato

Agenti chimici fonte di inquinamento indoor

Nell’aria interna ritroviamo ad alte concentrazioni una varietà di sostanze chimiche, tra queste emerge prepotentemente il fumo di tabacco, il monossido di carbonio, l’anidride carbonica, il biossido di zolfo, il benzene, l’amianto, la formaldeide e altri VOC che provocano gravi conseguenze sulla salute.

L’inquinamento dell’aria da composti organici è caratterizzato dalla presenza di molteplici specie chimiche riscontrabili in miscele complesse. Caratteristica tipica di questi inquinanti è la grande variabilità di sorgenti emittenti classificata secondo l’O.M.S. in quattro classi in base al punto di ebollizione.

– Composti organico molto volatili (VVOC) da < 0 a 50 – 100 °C

– Composti organici volatili (VOC) da 50-100 a 240-260 °C

– Composto organici semivolatili (SVOC) da 240-260 a 380-400 °C

– Composti organici associati a materiale particolato (POM) >380 °C

Fra questi troviamo varie sostanze chimiche di uso quotidiano di seguito elencate:

L’Acetato di etile (acetidin), che è un liquido incolore con caratteristico odore di frutta, facilmente infiammabile, miscibile con acqua, acetone e cloroformio. Usato come solvente di grassi e lacche. Può causare irritazione alle mucose e alla faringe.

L’Acetato di metile (devoton, tereto), trattasi di liquido facilmente infiammabile, solubile in acqua e in solventi organici. Usato come solvente di acetilcellulosa, oli e grassi, usualmente mescolato con acetone e alcol. Usato in cosmetica come solvente di lacche (smalto delle unghie) e nell’industria profumiera. Ad alte concentrazioni, provoca irritazione degli occhi e delle mucose.

L’Acetone (acido piroacetico, chetonpropano, dimetilchetone, propanone, etere piroacetico), è un liquido incolore, volatile con odore pungente, facilmente infiammabile, solubile in acqua in tutte le proporzioni, in alcol etilico ed in etere. Usato come solvente di resine e lacche, di oli e grassi e in cosmetica come solvente di smalti. Prodotto molto infiammabile, anche in soluzione acquosa. Trattandosi di una sostanza altamente volatile, può essere inalato in forti quantità in presenza di alte concentrazioni; può essere assorbito dal sangue attraverso i polmoni. Produce irritazione della pelle e delle membrane mucose.

L’Acquaragia (essenza di trementina turpentine), ottenuta per distillazione delle gemme delle conifere, è infiammabile ad una temperatura superiore ai 35°C. Usata come solvente è ispessente. Può provocare lesioni cutanee, prurito ed azione irritante delle mucose e della pelle.

Il Benzene (benzolene, benzolo, nafta minerale) è un composto incolore volatile con odore particolare, facilmente infiammabile, poco solubile in acqua, molto solubile in solventi organici. Viene indicato come benzolo nelle forme commerciali (miscela di benzene e suoi omologhi), da non confondere con la benzina che è una miscela di idrocarburi alifatici. Contenuto nelle colle, vernici, cere per mobili e detergenti che possono costituire fonte di esposizione. Gli effetti tossici cronici sono dovuti a lunghi periodi di esposizione a basse concentrazioni. Ha un effetto irritante sulla pelle e sulle membrane delle mucose. In caso di esposizione prolungata, si può manifestare leucemia.

Le Benzine sono miscele di sostanze (benzene, toluolo, xilolo, ecc.) provenienti dalla distillazione del petrolio. L’inalazione di vapori ha azione tossica.

Il Clorobenzene (clorobenzolo, monoclorobenzene, cloruro di fenile, MCB) è insolubile in acqua, molto solubile invece in alcol etilico, etere etilico, benzene. E’ utilizzato come solvente e pesticida. Nocivo per inalazione, causa sintomi tipici del suo effetto anestetico. E’ rischioso per la sua infiammabilità.

Dietilen Glicol Dietil Etere. È un liquido infiammabile usato come solvente di resine, adesivi, lacche e altri prodotti. Per riscaldamento emette fumi tossici. E’ un irritante della pelle, degli occhi, delle membrane mucose e del tratto respiratorio.

Etere (etere etilico). Trattasi di un liquido altamente infiammabile. Per le sue ottime proprietà solventi, ha un vasto campo di applicazioni. Forma perossidi esplosivi in presenza di aria o di luce solare. Ripetute esposizioni causano irritazione nasale, perdita di appetito, dolori di testa, stanchezza.

Formaldeide (formalina, formol). È un gas tossico, incolore e dall’odore acre. Concentrazioni particolarmente elevate sono state osservate in certe situazioni quali case prefabbricate e locali con recente posa di mobili in truciolato e moquette, oltre per l’utilizzo di parquet prefiniti. Trova larghissimo uso nella produzione di resine sintetiche, colle, solventi, conservanti, disinfettanti e deodoranti, detergenti, cosmetici, tessuti. Il gas risulta irritante per le mucose oculari e delle prime vie aeree e a dosi elevate è potenzialmente cancerogeno.

Pentaclorofenolo. Biocida universale caratterizzato da un’alta persistenza nell’ambiente. Utilizzato nel trattamento antiparassitario del legno e dei tessuti. Provoca infiammazione di cute e mucose.

Tetracloruro di Carbonio (perclorometano, tetraclorometano, RIO, carbon TET). Liquido tossico, incolore, insolubile in acqua, molto solubile in etere etilico e benzene. Per i suoi bassi costi, è molto usato come liquido antincendio e come solvente. Molte intossicazioni da tetracloruro di carbonio sono state causate dalla inalazione di vapori. Per il suo forte potere solvente rimuove i grassi dell’epidermide, causando dermatiti. Anche a basse concentrazioni, i suoi vapori possono causare disturbi gastrointestinali. Possibilità di effetti irreversibili.

Toluene (toluolo, fenilmetano) Liquido facilmente infiammabile, insolubile in acqua, solubile in benzene, alcol etilico, etere etilico. Utilizzato come solvente di colori e vernici e nella composizione delle lacche, degli adesivi, e altri prodotti. Sviluppa vapori facilmente infiammabili. Nocivo per inalazione. Causa irritazione della pelle e delle membrane mucose. Ha effetti neurotossici.

Trielina (tricloroetilene) Liquido incolore non infiammabile a temperatura ambiente, ma, ad elevate temperature, si decompone dando luogo a sostanze tossiche. Ottimo solvente per oli, grassi e resine. Normalmente utilizzato nella pulitura “a secco” degli indumenti. Tossico per inalazione, per prolungato contatto con la pelle e per ingestione. A contatto con gli occhi provoca gravi irritazioni.

Xilolo (xilene, dimetil benzene) Liquido tossico, incolore, con odore aromatico, insolubile in acqua, solubile in alcool e nei solventi. Utilizzato nelle vernici e nelle lacche. Ha azione narcotica.

Fra le mura domestiche gli elementi che possono emettere questo tipo di sostanze sono ad esempio:

– le vernici utilizzate per la tinteggiatura delle pareti e per i mobili

– i materiali isolanti

– la moquette

– la tappezzeria

– i mobili

Questi ultimi possono assorbire sostanze chimiche nocive durante i processi di produzione, verniciatura e pulizia con la possibilità di rimetterle successivamente. Anche i cambiamenti di temperatura e di umidità e ventilazione dei locali possono far variare i livelli di composti organici volatili emessi dai mobili prodotti con derivati del legno.

La presenza di polveri e fibre nell’aria interna è normalmente legata al grado di usura dei prodotti come pavimentazioni, tappezzerie, intonaci, pitturazioni o alla possibilità che materiali fibrosi (come alcuni tipi di isolanti) entrino in contatto con l’aria interna.

È questo il caso, per esempio, degli isolanti fibrosi utilizzati in controsoffitti o nelle tubazioni del condizionamento.

In sintesi, i fattori influenzanti il rilascio di polveri e fibre sono:

–  la composizione del prodotto;

–  la validità del legante (matrice in cui sono contenute le fibre);

–  il tipo e lo stato della finitura superficiale;

–  l’età del materiale e lo stato di manutenzione;

– gli interventi sul prodotto (manipolazione, lavorazione).

La pericolosità è in funzione delle caratteristiche fisiche di polveri e fibre (dimensioni e quindi inalabilità), della concentrazione nell’aria e del tempo di esposizione.

Gli impianti per la climatizzazione sono destinati a svolgere le funzioni di controllo delle condizioni termiche e di umidità dell’aria, di ricambio controllato dell’aria e di cattura per filtrazione di polveri e altre particelle trasportate. La semplicità delle soluzioni tecniche deve essere compatibile con una gestione controllata e duratura. In pratica, esistono molti casi in cui l’impianto per la climatizzazione non svolge in modo adeguato alcuna delle funzioni ad esso attribuite, e per giunta trasporta o diventa fonte di rumore, vibrazioni, contaminanti microbiologici, polveri e gas.

La presenza all’interno degli edifici di alcune sostanze specifiche può essere la principale causa di malattie caratterizzate da un quadro clinico ben definito, per questo chiamate malattie associate agli edifici “Building-Related Illness”(BRI).

Strumenti di rilevazione

La valutazione della concentrazione di VOC globalmente presenti nell’aria può essere effettuata immediatamente con dei rilevatori portatili oppure, con maggiore precisione, utilizzando fiale campionatrici contenenti materiali adsorbenti diversi a seconda delle specie in esame. Queste fiale, in accordo con le normative ISO 16200-2, DIN EN 838, ISO 16017-1 per il campionamento dell’aria e la determinazione dei composti organici volatili (VOC), contengono come elemento adsorbente, del carbone attivo. In questo caso, il campionamento può essere effettuato sia aspirando una quantità nota di aria all’interno della fiala (campionamento attivo in flusso), oppure utilizzando delle fiale in grado di adsorbire in modo passivo gli inquinanti dall’ambiente (campionamento passivo o diffusivo). La capacità adsorbente di tali fiale campionatrici permette di identificare uno svariato numero di sostanze organiche (idrocarburi alifatici ed aromatici, alcoli, esteri, composti clorurati, etc.) ma non fornisce dati immediati: una volta effettuato il campionamento, queste fiale devono essere analizzate in un secondo tempo presso un laboratorio specializzato.

In commercio ci sono strumenti per  la rilevazione rapida e affidabile di composti organici volatili a prezzi decisamente economici, da poter inserire nelle abitazioni, uffici, luoghi dove si trascorre il maggior tempo della giornata.

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