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PARTICOLATO ATMOSFERICO INDOOR IN SCUOLE ED ABITAZIONI:

COMPOSIZIONE CHIMICA E SORGENTI

VII Convegno sul Particolato Atmosferico

PM 2016 Roma, 17-20 Maggio 2016

L. Tofful1 , S. Canepari2, F. Cibella3, S. Pareti1, C. Perrino1

1CNR-Istituto sull'Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM)

2Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma

3CNR-Istituto di Biomedicina ed Immunologia Molecolare, Palermo

VII Convegno sul Particolato Atmosferico PM 2016 Roma, 17-20 Maggio 2016

Aspetti normativi

Aria ambiente D.Lgs 155/2010

(recepimento Direttiva 2008/50/CE)


Aria Indoor

Non esiste una normativa organica riguardante gli inquinanti indoor

2-5%

Aria aperta

7-9%

Traffico

85-90%

Indoor

OMS:

linee guida per la qualità dell’aria indoor limitatamente a:

benzene, CO, formaldeide, naftalene, NO2, IPA, radon,

tricloroetilene, tetracloroetilene

Accordo tra il Ministero della Salute, le Regioni e le

Province autonome:

Linee guida per la tutela e la promozione della salute

negli ambienti confinati

Normative specifiche riguardo i materiali da costruzione,

i manufatti contenenti formaldeide , divieto di fumo


Qualità dell’aria Indoor (IAQ)

Caratterizzazione chimica del PM indoor:

campionamento su membrane filtranti

uso di strumentazione silenziosa

flussi di prelievo compatibili con le esigenze di natura analitica

Sorgenti indoor

+


Obiettivi

Differenze indoor/outdoor:

effetti del sito di campionamento

condizioni meteo

presenza di sorgenti locali

Calcolo delle macro-componenti principali del PM:

composizione media - andamenti giornalieri

Specie rilevanti per la salute:

sorgenti

penetrazione negli ambienti indoor

Macro-sorgenti del PM2,5

Composizione chimica del PM2,5 in abitazioni e scuole: concentrazione di massa

macro-componenti

metalli (XRF), ioni idrosolubili (IC), OC ed EC (TOA)

micro-componenti e componenti in tracce (ICP)

frazione solubile - frazione residua

Mare

Traffico

Secondari

inorganici

Organici

Suolo


Aree di studio

Industriale*

Urbano*

Urbano

Peri-urbano

Rurale*

Siti di campionamento: ABITAZIONI

Urbano (Roma): 1 in estate e inverno

Urbano (Roma): 2 in parallelo in inverno

Urbano* (Malta): 40 in inverno (Progetto RESPIRA)

Peri-urbano (20 Km da Roma): 1 in inverno

Rurale* (40 Km da Roma): 1 in inverno

Industriale* (Gela): 2 in parallelo (estate e inverno)

Industriale* (Gela): 72 in inverno (Progetto RESPIRA)

Campionamenti di PM2,5 (24h o 48h*) su Teflon e Quarzo

Indoor (campionatori silenziosi 10 L/min)

Outdoor abitazioni (10 L/min)

Outdoor scuole (38 L/min)

Siti di campionamento: SCUOLE

Urbano (Roma): 3 in parallelo (estate e inverno)

Urbano (Malta): 6 in inverno (Progetto RESPIRA)

Industriale (Gela): 12 in inverno (Progetto RESPIRA)


Composizione media (abitazioni)

0

10

20

30

40

50

Concentr

azio

ne (

µg/m

3) Organici

INDOOR

OUTDOOR

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Indoor Outdoor Indoor Outdoor

Inverno Estate

Suolo Mare Reaz. Atmosfera Organici Traffico

Case (Roma, residenziale):

Organici ~ 60% in media in inverno

Attività domestiche

Cottura cibi

Presenza/assenza degli occupanti

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Case estate Case inverno

Concentr

azi

one (

µg/m

3) Silicio

Outdoor

Indoor


Composizione media (scuole)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Indoor Outdoor Indoor Outdoor

Inverno Estate

Suolo Mare Reaz. Atmos. Organici Traffico

Scuole (Roma):

Suolo ~ 25% in media in estate

Studenti e personale scolastico

0

1

2

3

4

5

Concentr

azio

ne (

µg/m

3) Suolo

INDOOR OUTDOOR

0.0

0.5

1.0

Scuole estate Scuole inverno

Concentr

azi

one (

µg/m

3)

Calcio Outdoor

Indoor


Specie secondarie

0

1

2

3

4

5

Abitazioni inverno

Abitazioni estate

Scuole inverno

Scuole estate

Concentr

azi

one (

µg/m

3) SO4

2- Outdoor

Indoor

0.0

0.5

1.0

1.5

Abitazioni inverno

Abitazioni estate

Scuole inverno

Scuole estate

Concentr

azi

one (

µg/m

3) NH4

+ Outdoor

Indoor

Case e scuole:

Secondari inorganici Elevati fattori di infiltrazione

Effetto della temperatura sulle

concentrazioni indoor in inverno

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

µg/m

3

SO42-

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

4/12

5/12

6/12

7/12

8/12

9/12

10/12

11/12

12/12

13/12

14/12

15/12

16/12

17/12

18/12

19/12

20/12

NH4+


Sorgente Traffico R2 IN Mn Fe Mo Sn Sb Pb

Mn 1.00

Fe 0.65 1.00

Mo 0.74 0.61 1.00

Sn 0.72 0.77 0.80 1.00

Sb 0.77 0.59 0.79 0.81 1.00

Pb 0.71 0.67 0.72 0.72 0.69 1.00

R2 OUT sempre > 0,8

0

2

4

6

8

10

12

25/2

26/2

27/2

28/2

1/3

2/3

3/3

4/3

5/3

6/3

7/3

8/3

9/3

10/3

11/3

12/3

13/3

14/3

Concentr

azio

ne (

ng/m

3) Mnresiduo

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

25/2

26/2

27/2

28/2

1/3

2/3

3/3

4/3

5/3

6/3

7/3

8/3

9/3

10/3

11/3

12/3

13/3

14/3

Concentr

azio

ne (

ng/m

3) Moresiduo

Indoor Outdoor

In/Out

Mn 0.76

Fe 0.66

Mo 0.88

Sn 0.95

Sb 0.86

Pb 0.79

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Peri-urbano inverno

Industriale inverno

Urbano inverno

Urbano estate

Concentr

azi

one (

ng/m

3) Sbresiduo

Outdoor

Indoor


Siti costieri

0

1

2

3

4

5

6

Roma (urbano)

Gela inverno Gela estate Malta Inverno Malta Estate

Concentr

azi

one (

ng/m

3) Ni

Outdoor

Indoor

0

2

4

6

8

10

12

Roma (urbano)

Gela inverno Gela estate Malta Inverno Malta Estate

Concentr

azi

one (

ng/m

3) V

Outdoor

Indoor

Traffico navale:

Gradiente geografico

Differenze stagionali

Elevata capacità di penetrazione

Rapporti di concentrazione ~ 1


Siti rurali (inverno)

Combustione biomasse

Inverno:

Gradiente geografico

Elevata capacità di penetrazione

Rapporti di concentrazione ~ 1 0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Rurale (Roma)

Peri-urbano (Roma)

Gela Malta

Concentr

azi

one (

ng/m

3) Ksolubile

Outdoor

Indoor

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

Rurale (Roma)

Peri-urbano (Roma)

Gela Malta

Concentr

azi

one (

ng/m

3) Rbestratto

Outdoor

Indoor

R2 IN Rb Cs Tl K Rb 1.00

Cs 0.97 1.00

Tl 0.92 0.93 1.00

K 0.87 0.89 0.91 1.00

R2 OUT sempre > 0,8


Sorgenti Indoor

0

3

6

9

12

15

Case Scuole Outdoor

Concentr

azi

one (

ng/m

3) Cu

Rame indoor:

Concentrazioni maggiori negli

ambienti indoor

Utilizzo di personal computer

Utilizzo di apparecchiature dotate di

motori a spazzola (aspirapolveri)

0

2

4

6

8

10

4/7 6/7 8/7 10/7 12/7 14/7 16/7

Concentr

azi

one (

ng/m

3) Cu (sito A) Indoor

Outdoor

0

5

10

15

20

25

4/7 6/7 8/7 10/7 12/7 14/7 16/7

Concentr

azi

one (

ng/m

3) Cu (sito B) B Indoor

B Outdoor


Fumo di sigaretta

0

30

60

90

Nessuna 1/4 al giorno ≥5 al giorno

Concentr

azi

one (

ng/m

3)

Laestratto

Numero sigarette fumate

0

3

6

9

12

15

18

Fumatori Non-fumatori Outdoor

Concentr

azi

one (

ng/m

3)

Tlestratto

Smoke / No smoke


Conclusioni Quali difficoltà nello studio dell’inquinamento in ambienti confinati

Variabilità temporale della concentrazione degli inquinanti

Molteplicità di sorgenti interne

Contributi di provenienza esterna

Necessità di monitoraggi

Prolungati nel tempo per lo studio della variabilità temporale

Simultanei per confrontare i siti in termini di sorgenti, di concentrazione e composizione

Prospettive future

Stime modellistiche sulle modalità di ri-sollevamento e sulla dinamica del PM all’interno degli

ambienti confinati

Migliore comprensione delle modalità con cui le particelle atmosferiche penetrano all’interno degli

edifici (influenza delle condizioni micro-meteorologiche esterne, delle caratteristiche costruttive

degli edifici, della presenza di sistemi di ventilazione forzata)

Grazie per l’attenzione

Luca Tofful

CNR-IIA Istituto sull'Inquinamento Atmosferico

Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma

CNR-IBIM Istituto di Biomedicina ed Immunologia Molecolare

[email protected]

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