Le attività dell’Istituto superiore per la protezione e la...
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Roma, 28 maggio 2014Workshop
La qualità dell'aria indoor: attuale situazione nazionale e comunitaria. L'esperienza del Gruppo di Studio Nazionale Inquinamento Indoor
Le attività dell’Istituto superioreper la protezione e la ricerca ambientale
sull’inquinamento negli ambienti confinatiGiorgio Cattani
Hanno contribuito:Silvia Brini, Arianna LeporeSettore ambiente urbano, servizio valutazioni ambientali
Luciana Sinisi, Francesca De Maio, Jessica TuscanoSettore ambiente e salute, servizio valutazioni ambientali
Francesco SalviServizio misure radiometriche, dipartimento nucleare, rischio tecnologico e industriale
Alessandro di Menno Di Bucchianico, Alessandra GaetaServizio 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.ithttp://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, etil-
benzene, 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
Making schools healthy: Meeting environment and health challenges.
Burali A, Calzoni J, Colaiacomo E, De Maio F, Sinisi L. Targeting indoor air quality in sustainable patterns
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’èuna 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
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000
240000
270000
3000000:
301:
302:
303:
30
4:30
5:30
6:30
7:30
8:30
9:30
10:3
011
:30
12:3
013
:30
14:3
015
:30
16:3
017
:30
18:3
0
19:3
020
:30
21:3
022
:30
23:3
0
PNC
(#/c
m3 )
outdoorcucinasalacamera
Risoluzione temporale 1 min
CPC-TSI3007 (10 nm – 3 µm)
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
110000
1200007:
30
7:40
7:50
8:00
8:10
8:20
8:30
8:40
8:50
9:00
9:10
9:20
9:30
9:40
9:50
10:0
0
10:1
0
10:2
0
10:3
0
PN
C (#
/cm
3 )
outdoorcucinasalacamera
Caffè1tazza
Finestre chiuse
Intrusioni dall’esterno
Sorgenti indoor di particelle ultrafini – dinamiche in un appartamento
Attività di cucina e fenomeni di intrusione
0
8000
16000
24000
32000
40000
48000
56000
64000
72000
8000010
:30
10:4
5
11:0
0
11:1
5
11:3
0
11:4
5
12:0
0
12:1
5
12:3
0
12:4
5
PNC
(#/c
m3 )
outdoorcucinasalacamera
Apertura finestre
Finestre chiuse
Fumo1 sigaretta
Finestre aperte
Sorgenti indoor di particelle ultrafini – dinamiche in un appartamento
Fumo di tabacco
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000
240000
270000
30000012
:50
13:0
5
13:2
0
13:3
5
13:5
0
14:0
5
14:2
0
14:3
5
14:5
0
15:0
5
15:2
0
15:3
5
15:5
0
PNC
(#/c
m3 )
outdoorcucinasalacamera
Caffè
Finestre chiuse
Frittura
Finestre aperte
Sorgenti indoor di particelle ultrafini – dinamiche in un appartamento
Attività di cucina - frittura
0
30000
60000
90000
120000
150000
180000
210000
240000
270000
30000015
:50
16:5
0
17:5
0
18:5
0
19:5
0
20:5
0
21:5
0
22:5
0
23:5
0
PNC
(#/c
m3 )
outdoorcucinasalacamera
CucinaFinestre aperte
Cucina
Stiratura
Sorgenti indoor di particelle ultrafini – dinamiche in un appartamento
Stiratura con ferro a vapore
Qual è la potenziale esposizione a particelle ultrafini in ambienti confinati particolari
come le automobili?
A) Percorso urbano
12,6 km
40’ (± 8’)
18.9 km/h
B) Percorso suburbano
21.3 km
28’ (± 7’)
45.6 km/h
28 test su due percorsi2 modalità studiate:
ricircolo naturale (i.e. finestrini aperti) e aria condizionata accesa con ricircolo di aria interna
0
50000
100000
150000
200000
250000
3000008.
508.
559.
009.
059.
109.
159.
209.
259.
309.
359.
409.
459.
509.
5510
.00
10.0
510
.10
10.1
510
.20
10.2
510
.30
10.3
510
.40
10.4
510
.50
10.5
511
.00
11.0
511
.10
11.1
511
.20
11.2
511
.30
11.3
511
.40
(#/c
m³)
Ora Evento8.59 Uscita casa9.07 Partenza Y9.13 Semaforo Casilina9.16 Ingresso GRA9.42 Chiusi vetri+ AC (altezza uscita 21)9.47 Acceso ricircolo AC9.51 Aperti vetri, chuso ricircolo
10.20 Ingresso tunnel GRA Appia antica10.27 Ingresso tunnel GRA Appia antica10.47 Uscita GRA, Via Laurentina11.02 Parcheggio Via Tomasi di Lampedusa11.08 Entrata ISPRA Via Cesare Pavese 31311.11 Ufficio ISPRA
GRA
Percorso suburbano, congestione sul raccordo
PNC (#/cm³)media 65,021 ds 40,690 min 6,138 max 239,206
Percorso urbano, ricircolo naturale, finestrini anteriori parzialmente aperti
-5,000
10,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00050,00055,00060,00065,00070,00075,00080,00085,00090,00095,000
100,00009
:34:
2009
:35:
5809
:37:
3609
:39:
1409
:40:
5209
:42:
3009
:44:
0809
:45:
4609
:47:
2409
:49:
0209
:50:
4009
:52:
1809
:53:
5609
:55:
3409
:57:
1209
:58:
5010
:00:
2810
:02:
0610
:03:
4410
:05:
2210
:07:
0010
:08:
38
PNC
(#/c
m³)
media 35,908 ds 16,833 min 6,751 max 93,123
PNC (#/cm3)
-5,000
10,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00050,00055,00060,00065,00070,00075,00080,00085,00090,00095,000
100,00016
:01:
2816
:02:
4816
:04:
0816
:05:
2816
:06:
4816
:08:
0816
:09:
2816
:10:
4816
:12:
0816
:13:
2816
:14:
4816
:16:
0816
:17:
2816
:18:
4816
:20:
0816
:21:
2816
:22:
4816
:24:
0816
:25:
2816
:26:
4816
:28:
0816
:29:
28
PNC
(#/c
m³)
Percorso urbano, aria condizionata accesa, modalità ricircolo aria interna
media 4,483 ds 1,558 min 1,851 max 10,185
PNC (#/cm3)
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?
igoutInfisout
in CCFVkAer
QkAerCAerPC +=
++
+⋅⋅
=)(
FInf: Fattore d’infiltrazione (pt/cc);Cpin: Concentrazione particolato penetrato dall’esterno (pt/cc);Cout: Concentrazione particolato in aria ambiente (pt/cc);Cin: Concentrazione particolato indoor (pt/cc);Cig: Concentrazione particolato generato indoor (pt/cc);Aer: Velocità di scambio d'aria (h-1);P: Efficienza di penetrazione (adimensionale);k: Velocità di deposizione (h-1)Qis: Emissioni da sorgenti indoor (pt/h);V: Volume ambiente indoor (m3).
out
iginInf C
CCF
−=
kAerAerP
CC
Fout
pinInf +
⋅==
Il fattore di infiltrazione
Criteri per la stima del fattore di infiltrazione in contesti reali (non test house)
H2 IN&OUT
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
200000
6.42
.00
7.02
.00
7.22
.00
7.42
.00
8.02
.00
8.22
.00
8.42
.00
9.02
.00
9.22
.00
9.42
.00
pt/c
c
IN December 13
OUT December 13
6:58
6:59
7:29
7:30
8:11
8:12
outdoor particle
intrusion
indoor source
outdoor sources
Un’intrusione outdoor si sovrappone parzialmente alla sorgente indoor
H2 IN&OUT
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
8.52
.00
9.12
.00
9.32
.00
9.52
.00
pt/c
c
IN 1st AugustOUT 1st AugustLinear interpolation 1Linear interpolation 2
indoor source
outdoor particle intrusion
outdoor source
Profilo della concentrazione indoor depurato delle sorgenti interne (Cin – Cig)
H2 IN&OUT
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
8.52
.00
9.12
.00
9.32
.00
9.52
.00
pt/c
c
IN 1st AugustOUT 1st August
outdoor particle
intrusionoutdoor source
Correlazione outdoor/indoor prima della sottrazione delle sorgenti interne
In vs OUT August
y = 0.8324x + 1619.3R2 = 0.72
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
IN (pt/cc)
OU
T (p
t/cc)
H2
In vs OUT August
y = 0.985x + 360.77R2 = 0.84
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
IN (pt/cc)
OU
T (p
t/cc)
H2
[Without the main internal particle source]
Correlazione outdoor/indoor dopo della sottrazione delle sorgenti interne
Stima del fattore di infiltrazione – caso studio Home Week Month Season R2
I/Or R2Finf Diff
H1 1 July Summer 0.67 0.81 +0.14H1 2 October Autumn 0.51 0.61 +0.10H1 3 November Autumn 0.23 0.39 +0.16H1 4 January Winter 0.51 0.76 +0.25H1 5 March Spring 0.23 0.44 +0.21H1 6 May Spring 0.06 0.48 +0.42
House Week Month Season R2I/Or R2
Finf DiffH2 1 August Summer 0.72 0.84 +0.12H2 2 September Autumn 0.06 0.23 +0.17H2 3 December Autumn 0.10 0.15 +0.05H2 4 February Winter 0.09 0.11 +0.02H2 5 April Spring 0.02 0.06 +0.04H2 6 June Spring 0.15 0.22 +0.07
highest valuelowest value
Correlation between indoor and outdoor
H1 I/Oratio Finf R2Finf H2 I/Oratio Finf R2
FinfSummer 0.97 0.95 0.98 Summer 1.01 0.99 0.97
Autumn 0.99 0.84 0.56 Autumn 1.00 0.70 0.62Winter 0.68 0.60 0.97 Winter 0.82 0.63 0.37Spring 1.08 0.92 0.45 Spring 1.00 0.90 0.63Year 0.97 0.85 0.72 Year 0.97 0.80 0.65
highest valuelowest value
Seasonal variation in infiltration factor
Due appartamenti
Misure di una settimana per 4 settimane distribuite nelle 4 stagioni
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 lGrazie per l’’attenzione!attenzione!