Metodi di campionamento e di analisi dell’aria indoor

Campionamenti dell’aria nelle abitazioni.

Generalmente i sistemi di campionamento che vengono utilizzati per il monitoraggio dell’aria nelle abitazioni per la determinazione dei Composti Organici Volatili (COV) comprensivi dei Composti Carbonilici (Aldeidi), sono quelli che si utilizzano per il prelievo dell’aria outdoor.

È da considerare però che le concentrazioni degli inquinanti nelle abitazioni risultano generalmente superiori.

Le metodologie di campionamento utilizzate sono sommariamente riferite a tre diverse tipologie, differenziate tra loro secondo l’obiettivo prefissato da raggiungere.

I tipi di campionamenti utilizzati, in funzione dell’obiettivo da raggiungere, possono essere così riassunti:

Canister: per campionamento istantaneo (pochi secondi);
tipo attivo: per campionamenti di durata tra le 2-8 ore;
tipo passivo: per campionamenti di durata da 1 a più giorni.

È da evidenziare che per ogni tipo di campionamento è necessario applicare successivamente metodologie analitiche appropriate, specifiche e differenziate tra loro.

Campionamento Canister “istantaneo”: è il prelievo di un campione di aria in un’unica soluzione in un punto determinato ed in un tempo più o meno breve.
È da considerarsi rappresentativo delle condizioni presenti all’atto del prelievo. Si può utilizzare tale tipo di campionamento per controlli estemporanei derivanti da necessità contingenti o per determinare effetti istantanei sull’ambiente. È da considerare inoltre che tale tipo di campionamento è utilizzabile anche per tempi più prolungati.
Campionamento di tipo “attivo”: il prelievo dei campioni di aria viene effettuato con l’ausilio di campionatori di aria calibrati (personal-pump) a flusso regolabile, utilizzando per i campionamenti trappole costituite da fiale contenenti solidi adsorbenti, come per esempio carbone attivo. Questo tipo di campionamento può definirsi come “medio- continuo” poiché viene effettuato prelevando in maniera continua e per un dato intervallo di tempo (4-8 ore) un volume di aria proporzionale al valore del flusso impostato.

Campionamento di tipo “passivo”: questo tipo di campionamento viene effettuato senza far uso di aspirazione forzata e controllata. Il tipico campionatore passivo (radiello) è un tubo di diffusione (cartuccia) che utilizza il processo fisico di diffusione (campionamento) degli inquinanti, è costituito da una cartuccia cilindrica in rete di acciaio inossidabile contenente carbone attivo o altro tipo di adsorbente.
Durante il campionamento la cartuccia viene collocata all’interno di un corpo diffusivo cilindrico microporoso e montato su un supporto.
I campionatori passivi forniscono valori di concentrazione mediati su uno o più giorni e comunque rappresentano un’ottima soluzione per risalire ad una concentrazione media degli inquinanti (per un tempo più o meno prolungato).
Metodologie analitiche sviluppate per la determinazione dei composti organici volatili e carbonilici nell’aria indoor. In funzione del tipo di campionamento utilizzato per il prelievo dell’aria nelle abitazioni (Canister, passivo e attivo), viene utilizzata una metodologia analitica specifica che tiene conto della natura chimico-fisica degli analiti da determinare.
Campionamento di tipo Canister: l’analisi dell’aria campionata con tale tipologia di campionamento richiede apposita attrezzatura per il trattamento del campione e per la successiva analisi gas-cromatografica.
Infatti la metodologia applicata prevede una fase preliminare di prelievo di un volume noto di aria campionata 400-600 mL su 5 L totali (volume del Canister), che viene sottoposto inizialmente ad una procedura di clean-up.
Lo stesso volume d’aria viene poi sottoposto ad una procedura di crio-focalizzazione e, previo riscaldamento istantaneo, sottoposto a gas-cromatografia (rivelatore FID/MS).
Campionamento passivo (determinazione delle Aldeidi): il campionatore passivo specifico per le Aldeidi (radiello) è costituito da una cartuccia chemiadsorbente in rete cilindrica d’acciaio inossidabile (100 mesh) con un diametro pari a 5,9 mm, rivestita con uno specifico adsorbente.
Alla cartuccia, dopo il campionamento, vengono aggiunti 2 mL di Acetonitrile, quindi il tutto viene desorbito in bagno a ultrasuoni per 30 minuti.
La determinazione delle Aldeidi nell’estratto viene effettuata con il metodo dello standard esterno mediante cromatografia liquida (HPLC).
Campionamento passivo (determinazione Composti Organici Volatili – COV): al campionatore passivo specifico per COV (radiello), costituito anch’esso da una cartuccia in rete cilindrica d’acciaio inossidabile rivestita di carbone attivo, vengono aggiunti 2 mL di disolfuro di carbonio (CS2) a cui sono stati aggiunti 100 µL. di standard interno.
Il desorbimento della cartuccia di carbone viene effettuato tramite bagno a ultrasuoni, per la durata di 30 minuti. L’analisi degli estratti dei COV viene effettuata tramite GC-FID/MS.
Campionamento attivo (determinazione Aldeidi): sono stati utilizzati campionatori attivi, con sistema di prelievo, a flusso costante (500 mL/min.), collegati a fiale contenenti uno specifico adsorbente.
Dopo il campionamento, l’adsorbente contenuto nella fiala viene versato in un vial a cui si aggiungono 3 mL di Acetonitrile, il tutto viene desorbito in bagno a ultrasuoni per 30 minuti. La determinazione viene effettuata mediante cromatografia liquida (HPLC).
Campionamento attivo (Composti Organici Volatili – COV): vengono usati campionatori attivi, con sistema di prelievo a flusso costante (300 mL/min.), muniti di trappola costituita da fiale in vetro contenenti carbone attivo.
Dopo il campionamento il carbone attivo, viene versato in un vial a cui viene aggiunto un volume noto di disolfuro di carbonio.
Dopo desorbimento per 30 minuti in bagno a ultrasuoni aliquote di 1 µL di soluzione vengono analizzate tramite GC FID/MS.

Autori: Sergio Fuselli, Marco De Felice, Roberta Morlino. Dipartimento di Ambiente e Connessa Prevenzione Primaria, Istituto Superiore di Sanità, Roma

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