Relazione G. Cattani [PDF - 2207.21 kbytes]

Roma, 28 maggio 2014
Workshop
La qualità dell'aria indoor: attuale situazione nazionale e comunitaria.
L'esperienza del Gruppo di Studio Nazionale Inquinamento Indoor
Le attività dell’Istituto superiore
per la protezione e la ricerca ambientale
sull’inquinamento negli ambienti confinati
Giorgio Cattani
Hanno contribuito:
Silvia Brini, Arianna Lepore
Settore ambiente urbano, servizio valutazioni ambientali
Luciana Sinisi, Francesca De Maio, Jessica Tuscano
Settore ambiente e salute, servizio valutazioni ambientali
Francesco Salvi
Servizio misure radiometriche, dipartimento nucleare, rischio tecnologico e industriale
Alessandro di Menno Di Bucchianico, Alessandra Gaeta
Servizio monitoraggio degli Impatti sull’atmosfera, dipartimento stato dell’ambiente e metrologia
ambientale
Attività ISPRA
•
•
•
•
•
Gruppo di studio nazionale sull’inquinamento indoor
Partecipazione a studi ed attività promosse da organismi
nazionali e internazionali
Implementazione di banche dati
Divulgazione scientifica
Attività metrologica e di laboratorio
http://www.areeurbane.isprambiente.it
http://www.mais.sinanet.isprambiente.it/ost/
Belli M, Brini S, Cattani G, De Maio F, Di Menno di Bicchianico A, Lepore A, Salvi F,
Simeone MG, Sinisi L, Sotgiu AM, Torri G, Tuscano J. Qualità dell’aria negli ambienti
confinati: le attività dell’ISPRA. RAPPORTI ISTISAN 13/39.
Gruppi di studio ad hoc
•
•
•
•
•
•
“Strategie di monitoraggio dei composti organici volatili (COV)
in ambiente indoor” (Rapporto ISTISAN 13/4, 2013);
“Strategie di monitoraggio dell’inquinamento di origine
biologica dell’aria in ambiente indoor” (Rapporto ISTISAN
13/37, 2013)
“Presenza di CO2 e H2S in ambienti indoor-residenziali: analisi
critica delle conoscenze di letteratura”, in corso di
pubblicazione
“Strategie di monitoraggio del materiale particellare in
ambiente indoor”, in corso di pubblicazione
“Influenza dei parametri microclimatici sugli inquinanti indoor”
“Strategia di monitoraggio per la determinazione della
concentrazione di fibre d’amianto e fibre artificiali vetrose
aerodisperse in ambiente indoor” in corso di pubblicazione
Progetto SEARCH I (2006 - 2009) e SEARCH II (2010 - 2013)
indoor scolastico e salute dei bambini
•
•
•
•
7860 bambini, 388 classi, 100 scuole, 10 paesi
PM10, NOx, aldeidi (tra cui la formaldeide) BTEX (benzene, etilbenzene, toluene e xyleni)
Uso, fabbisogno di energia e caratteristiche strutturali proprie
degli edifici scolastici
valutazione della salute respiratoria, attraverso questionari ed
esami spirometrici
Beregszaszi T, Burali A, Colaiacomo E,
Csobod E, Koicic A, Magyar Z, De Maio F,
Moscato U, Nemeth G, Neri M, Poscia A,
Prokai R, Rudnai P, Sinisi L, Szuppinger P,
Varro M, Vaskovi E
Burali A, Calzoni J, Colaiacomo E, De Maio F,
Sinisi L. Targeting indoor air quality in
sustainable patterns
Making schools healthy: Meeting
environment and health challenges.
http://www.isprambiente.gov.it/it/progetti/search/ispra-per-indoor-scuole/progetto-search-ii
Il gruppo di lavoro nazionale “SEARCH Italia”
•
•
•
•
Ministero dell’Ambiente, Federazione Maugeri di Varese, ISPRA
ARPA Emilia Romagna, Lazio, Lombardia, Piemonte, Sardegna,
Sicilia, Federasma onlus.
Programmare, organizzare ed effettuare le indagini previste dal
progetto
Divulgazione (dirigenti e personale scolastico, famiglie, genitori
di bambini allergici e asmatici) al fine di mettere in atto
comportamenti a tutela della salute attraverso azioni concrete.
brochure informativa completa di allegati, in cui sono
brevemente riassunti i dati delle indagini ambientali nelle
scuole italiane e tutte le informazioni utili per una prevenzione
attiva e consapevole.
http://www.isprambiente.gov.it/files/progetti/qualitadellarianellescuole.pdf
Banca dati radon - convenzione con il Ministero
dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare.
•
•
•
coordinamento attività per lo sviluppo di una Banca dati radon,
con il supporto dell’Istituto Superiore di Sanità e delle Agenzie
Regionali per la protezione dell’ambiente.
È stata effettuata una raccolta dei dati prodotti in Italia e il
gruppo di lavoro ha definito i campi della Banca dati che
verranno proposti alle ARPA/APPA per verificare la
compatibilità con i database regionali.
L’accordo prevede la realizzazione di un DB unico nell’ambito
dell’Archivio Nazionale Radon, previsto all’interno del Piano
Nazionale Radon, nel quale raccogliere e analizzare dati e
informazioni nazionali
Radon Atlas
•
•
•
•
Progetto JRC (Joint
Research Centre della
Commissione Europea)
realizzazione di una
mappa europea del
radon. Attualmente c’è
una discussione aperta
sulla modalità di
rappresentazione delle
mappe tematiche.
Medie annuali di stanze
al piano terra
Griglia 10x10 km
Oltre 800.000 misure
Servizio Misure
•
ISPRA fornisce un servizio di misure nell’ambito del quale
possono essere richieste misurazioni della concentrazione di
radon per le abitazioni, le scuole e gli ambienti di lavoro.
Un focus sulle particelle ultrafini
negli ambienti indoor
Particelle ultrafini
Science 307:1857-1861, News Focus, March 2005
Quali sono le principali sorgenti indoor di particelle
ultrafini, e in che modo influenzano la qualità
dell’aria all’interno di un’abitazione?
Sorgenti indoor di particelle ultrafini
Molte sorgenti, comunemente
presenti nelle abitazioni
emettono quantità molto
rilevanti di particelle ultrafini
nell’unità di tempo
Sorgenti indoor di particelle ultrafini
Dinamiche in un appartamento
300000
outdoor
270000
cucina
240000
sala
camera
180000
Risoluzione temporale 1 min
150000
CPC-TSI3007 (10 nm – 3 µm)
120000
90000
60000
30000
23:30
22:30
21:30
20:30
19:30
18:30
17:30
16:30
15:30
14:30
13:30
12:30
11:30
10:30
9:30
8:30
7:30
6:30
5:30
4:30
3:30
2:30
1:30
0
0:30
PNC (#/cm3)
210000
Sorgenti indoor di particelle ultrafini – dinamiche in un appartamento
Attività di cucina e fenomeni di intrusione
Caffè
1tazza
120000
outdoor
110000
cucina
100000
sala
90000
camera
Intrusioni
dall’esterno
70000
Finestre
chiuse
60000
50000
40000
30000
20000
10000
10:30
10:20
10:10
10:00
9:50
9:40
9:30
9:20
9:10
9:00
8:50
8:40
8:30
8:20
8:10
8:00
7:50
7:40
0
7:30
PNC (#/cm3)
80000
Sorgenti indoor di particelle ultrafini – dinamiche in un appartamento
Fumo di tabacco
80000
Finestre
72000
aperte
outdoor
Fumo
1 sigaretta
cucina
sala
64000
56000
48000
Apertura
finestre
40000
32000
24000
16000
8000
12:45
12:30
12:15
12:00
11:45
11:30
11:15
11:00
10:45
0
10:30
PNC (#/cm3)
camera
Finestre
chiuse
Sorgenti indoor di particelle ultrafini – dinamiche in un appartamento
Attività di cucina - frittura
300000
outdoor
270000
Finestre
aperte
240000
Frittura
180000
150000
Caffè
120000
90000
60000
15:50
15:35
15:20
15:05
14:50
14:35
14:20
14:05
13:50
13:35
13:20
0
13:05
30000
12:50
PNC (#/cm3)
sala
camera
Finestre
chiuse
210000
cucina
Sorgenti indoor di particelle ultrafini – dinamiche in un appartamento
Stiratura con ferro a vapore
300000
outdoor
270000
cucina
240000
180000
Finestre
aperte
camera
Cucina
150000
Cucina
120000
90000
60000
30000
23:50
22:50
21:50
20:50
19:50
18:50
17:50
16:50
0
15:50
PNC (#/cm3)
210000
Stiratura
sala
Qual è la potenziale esposizione a particelle
ultrafini in ambienti confinati particolari
come le automobili?
28 test su due percorsi
2 modalità studiate:
ricircolo naturale (i.e.
finestrini aperti) e aria condizionata
accesa con ricircolo di aria interna
A) Percorso urbano
12,6 km
40’ (± 8’)
18.9 km/h
B) Percorso
suburbano
21.3 km
28’ (± 7’)
45.6 km/h
Percorso suburbano, congestione sul raccordo
(#/cm³)
300000
250000
200000
Ora
8.59
9.07
9.13
9.16
9.42
9.47
9.51
10.20
10.27
10.47
11.02
11.08
11.11
Evento
Uscita casa
Partenza Y
Semaforo Casilina
Ingresso GRA
Chiusi vetri+ AC (altezza uscita 21)
Acceso ricircolo AC
Aperti vetri, chuso ricircolo
Ingresso tunnel GRA Appia antica
Ingresso tunnel GRA Appia antica
Uscita GRA, Via Laurentina
Parcheggio Via Tomasi di Lampedusa
Entrata ISPRA Via Cesare Pavese 313
Ufficio ISPRA
PNC (#/cm³)
media
65,021
ds
40,690
min
6,138
max
239,206
150000
100000
50000
GRA
11.40
11.35
11.30
11.25
11.20
11.15
11.10
11.05
11.00
10.55
10.50
10.45
10.40
10.35
10.30
10.25
10.20
10.15
10.10
10.05
10.00
9.55
9.50
9.45
9.40
9.35
9.30
9.25
9.20
9.15
9.10
9.05
9.00
8.55
8.50
0
10:08:38
10:07:00
10:05:22
10:03:44
10:02:06
10:00:28
09:58:50
09:57:12
09:55:34
09:53:56
09:52:18
09:50:40
09:49:02
09:47:24
09:45:46
09:44:08
09:42:30
09:40:52
09:39:14
09:37:36
100,000
95,000
90,000
85,000
80,000
75,000
70,000
65,000
60,000
55,000
50,000
45,000
40,000
35,000
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
-
09:35:58
PNC (#/cm3)
media
35,908
ds
16,833
min
6,751
max
93,123
09:34:20
PNC (#/cm³)
Percorso urbano, ricircolo naturale, finestrini
anteriori parzialmente aperti
16:29:28
16:28:08
16:26:48
16:25:28
16:24:08
16:22:48
16:21:28
16:20:08
16:18:48
16:17:28
16:16:08
16:14:48
16:13:28
16:12:08
16:10:48
16:09:28
16:08:08
16:06:48
16:05:28
16:04:08
100,000
95,000
90,000
85,000
80,000
75,000
70,000
65,000
60,000
55,000
50,000
45,000
40,000
35,000
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
-
16:02:48
PNC (#/cm3)
media
4,483
ds
1,558
min
1,851
max
10,185
16:01:28
PNC (#/cm³)
Percorso urbano, aria condizionata accesa,
modalità ricircolo aria interna
Qual è il potenziale contributo medio
all’esposizione della permanenza in ciascun
ambiente abitualmente frequentato?
Sintesi delle misure di PNC in diversi microambienti
(medie di 1 minuto) – Roma, primavera/estate 2013,
giorni lavorativi (soggetti non fumatori)
A) Veicolo percorso
urbano
B) Veicolo percorso
Suburbano –GRA
C) Veicolo percorso
urbano con A/C
D) Veicolo percorso
Suburbano –GRA con
A/C
E) Cucina
F) Sala
G) Camera da letto (notte)
H) Ufficio
I) Outdoor
Stima del contributo relativo di diversi microambienti
all’esposizione totale integrata in giorni lavorativi
(Roma, primavera – estate 2013)
Cattani G, Di Menno di Bucchianico A, Inglessis M. Car commuter’s personal
exposure to ultrafine particles. Environ Eng Manag J 2013 12(S11) 217-220
Il ruolo delle sorgenti indoor è rilevante ma
altrettanto importante è quello delle sorgenti
outdoor. È possibile utilizzare le misure ad alta
risoluzione temporale per stimare il fattore di
infiltrazione?
Il fattore di infiltrazione
FInf =
C pin
Cout
P ⋅ Aer
=
Aer + k
FInf:
Cpin:
Cout:
Cin:
Cig:
Aer:
P:
k:
Qis:
V:
Fattore d’infiltrazione (pt/cc);
Concentrazione particolato penetrato dall’esterno (pt/cc);
Concentrazione particolato in aria ambiente (pt/cc);
Concentrazione particolato indoor (pt/cc);
Concentrazione particolato generato indoor (pt/cc);
Velocità di scambio d'aria (h-1);
Efficienza di penetrazione (adimensionale);
Velocità di deposizione (h-1)
Emissioni da sorgenti indoor (pt/h);
Volume ambiente indoor (m3).
P ⋅ Aer ⋅ Cout
Qis
Cin =
+
= FInf Cout + Cig
Aer + k
( Aer + k )V
FInf =
Cin − Cig
Cout
Criteri per la stima del fattore di infiltrazione in
contesti reali (non test house)
200000
H2 IN&OUT
IN December 13
8:11
OUT December 13
180000
outdoor
sources
160000
140000
indoor
source
100000
80000
7:29
6:58
outdoor
particle
intrusion
60000
40000
20000
8:12
7:30
6:59
9.42.00
9.22.00
9.02.00
8.42.00
8.22.00
8.02.00
7.42.00
7.22.00
7.02.00
0
6.42.00
pt/cc
120000
Un’intrusione outdoor si sovrappone
parzialmente alla sorgente indoor
30000
H2 IN&OUT
25000
indoor
source
outdoor particle
intrusion
15000
10000
5000
outdoor
source
9.32.00
9.12.00
9.52.00
IN 1st August
OUT 1st August
Linear interpolation 1
Linear interpolation 2
0
8.52.00
pt/cc
20000
Profilo della concentrazione indoor depurato
delle sorgenti interne (Cin – Cig)
30000
H2 IN&OUT
25000
outdoor
particle
intrusion
15000
outdoor
source
10000
5000
IN 1st August
9.32.00
9.12.00
9.52.00
OUT 1st August
0
8.52.00
pt/cc
20000
Correlazione outdoor/indoor prima della
sottrazione delle sorgenti interne
35000
In vs OUT August
H2
30000
25000
OUT (pt/cc)
y = 0.8324x + 1619.3
R2 = 0.72
20000
15000
10000
5000
0
0
5000
10000
15000
20000
IN (pt/cc)
25000
30000
35000
40000
Correlazione outdoor/indoor dopo della
sottrazione delle sorgenti interne
35000
In vs OUT August
H2
30000
25000
OUT (pt/cc)
y = 0.985x + 360.77
R2 = 0.84
20000
15000
10000
5000
0
0
5000
10000
[Without the main internal particle source]
15000
20000
IN (pt/cc)
25000
30000
35000
40000
Stima del fattore di infiltrazione – caso studio
Due
appartamenti
Correlation between indoor and outdoor
Home Week
Month
Season R2I/Or R2Finf
H1
1
July
Summer
0.67 0.81
H1
2
October
Autumn
0.51 0.61
H1
3
November
Autumn
0.23 0.39
H1
4
January
Winter
0.51 0.76
H1
5
March
Spring
0.23 0.44
H1
6
May
Spring
0.06 0.48
Misure di una
settimana per 4
settimane
distribuite nelle
4 stagioni
House Week
H2
1
H2
2
H2
3
H2
4
H2
5
H2
6
H1
Summer
Autumn
Winter
Spring
Year
I/Oratio
0.97
0.99
0.68
1.08
0.97
Month
August
September
December
February
April
June
Season
Summer
Autumn
Autumn
Winter
Spring
Spring
R2I/Or R2Finf
0.72 0.84
0.06 0.23
0.10 0.15
0.09 0.11
0.02 0.06
0.15 0.22
highest value
lowest value
Diff
+0.14
+0.10
+0.16
+0.25
+0.21
+0.42
Diff
+0.12
+0.17
+0.05
+0.02
+0.04
+0.07
Seasonal variation in infiltration factor
Finf
R2Finf
H2
I/Oratio
0.95
Summer
1.01
0.98
Autumn
0.56
0.84
1.00
0.60
Winter
0.82
0.97
Spring
0.45
0.92
1.00
0.85
Year
0.97
0.72
Finf
0.99
R2Finf
0.70
0.63
0.90
0.80
highest value
lowest value
0.97
0.62
0.37
0.63
0.65
Di Menno di Bucchianico A, Cattani G, Inglessis M. Outdoor/indoor particle infiltration factor in
residential buildings and its relation with urban air quality. Environ Eng Manag J 2013 12(S11)
221-224
Alcuni scenari espositivi indoor
(notte, ufficio, assenza di sorgenti indoor rilevanti),
a parità di fattore di infiltrazione,
dipendono essenzialmente dalla concentrazione outdoor
Che rilevanza assume ai fini della valutazione
dell’esposizione a lungo termine la variabilità spaziale della
concentrazione outdoor?
Stima della concentrazione media annuale (aprile 2013
– marzo 2014) della PNC outdoor in 30 siti a Roma
(risultati preliminari)
I vantaggi delle misure ad alta risoluzione
temporale
•
•
•
•
•
•
Seguire l’evoluzione di fenomeni determinati da sorgenti di
emissione rapidamente variabili nel tempo
Individuare la sorgente responsabile del rilascio di particelle
Evidenziare esposizioni acute
Studiare il decadimento nel tempo delle concentrazioni rilevate
determinato dall’interruzione delle emissioni o dall’attivazione
di sistemi di abbattimento
Migliorare la stima del fattore di infiltrazione
Valutare l’efficacia delle misure di prevenzione e protezione
…molte questioni aperte
•
Diverse sorgenti:
– Caratteristiche chimico fisiche delle particelle
– Rilevanza tossicologica
•
•
•
•
Intervallo granulometrico 2 -10 nm non esplorato
Distribuzione dimensionale
Quale metrica? Particelle in numero vs area superficiale
Quale strategia per la valutazione dell’esposizione della
popolazione?
– Monitoraggio personale + time activity pattern
– Monitoraggio ambientale (caratterizzazione dei vari ambienti) +
time activity pattern
– Monitoraggio outdoor + stima variabilità spaziale
I dati presentati sono stati in parte raccolti nell’ambito
delle attività del Progetto CCM:
Metodi per la valutazione integrata dell'impatto
ambientale e sanitario dell'inquinamento atmosferico
•
•
OBIETTIVO SPECIFICO 5:
Valutare a livello locale l’impatto ambientale delle particelle
ultrafini
www.viias.it
Grazie per l’attenzione!

Download Report