TIPOLOGIE DI INQUINANTI DEGLI AMBIENTI INTERNI Ossidi di carbonio (CO x ) Ossidi di zolfo (SO x ) Ossidi di azoto (NO x ) Composti organici volatili (COV)

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1 TIPOLOGIE DI INQUINANTI DEGLI AMBIENTI INTERNI Ossidi di carbonio (CO x ) Ossidi di zolfo (SO x ) Ossidi di azoto (NO x ) Composti organici volatili (COV) Formaldeide (CH 2 O): laminati plastici, truciolati con collanti, resine, isolanti a base di schiuma di urea-formaldeide Particolato solido totale (PST) Metalli pesanti Amianto ed altre fibre naturali Radon

2 Selezione di linee guida per alcuni inquinanti Agent e Fonti tipiche Livello di interesse Commento CO Apparecchi di combustione ventilati o no; ambiente esterno. 3 ppm oltre il valore esterno (livello di allerta) 9 ppm (livello sanitario) Il livello di allerta indica una concentrazione interna anormale: si consiglia di determinare le possibili fonti. Il livello sanitario si basa su effetti su persone con malattie alle coronarie, con una esposizione media di 8 ore. Form aldei de Prodotti di legno pressato; mobilio e arredi. 120 mg/m 3 (0,1 ppm) Basato su effetti irritativi in persone sensibili, 30’ di esposizione Pb Aria esterna; minio. 1,5 mg/m 3 Basato su effetti negativi per le funzioni neurofisiologiche dei bambini, esposizione media per 3 mesi (0,5 -1 mg/m 3 per un anno) NO 2 Fughe di gas da apparecchi di combustione ventilati o no; parcheggi coperti; ambiente esterno. 100 mg/m 3 Basato sulla protezione preventiva contro effetti respiratori, esposizione media per un anno.

3 Selezione di linee guida per alcuni inquinanti Agente Fonti tipiche Livello di interesse Commento O3O3 Fotocopiatri ci e macchinari da ufficio; aria esterna. 100 mg/m 3 (50 ppb) Basato sulla potenzialità di effetti cronici o acuti; 8 ore di esposizione Particolat o Polvere; fumo; deteriorame nto dei materiali; aria esterna. 50 mg/m 3 Basato sulla protezione da patologie respiratorie per evitare il peggioramento dell’asma; tempo di esposizione medio: 1 anno; non cancerogeno. SO 2 Stufe a kerosene non ventilate; aria esterna. 80 mg/m 3 Basato sulla protezione da patologie respiratorie per evitare il peggioramento dell’asma; tempo di esposizione medio: 1 anno. COV (Composti Organici Volatili) Arredi e materiali da costruzione nuovi; prodotti deteriorabili ; materiali per alimenti; aria esterna. < 300mg/m 3 (rari insoddisfatti); 300-3000 mg/m 3 (possibili insoddisfatti); > 3000mg/m 3 (insoddisfatti). Odori e risposte irritanti a composti organici sono altamente variabili. Le tre linee guida per i COV rappresentano il range dove odori e reazioni irritanti sono rari (comfort), diventano significanti (passaggio dal comfort al discomfort), sono frequenti (discomfort).

4 I VALORI LIMITE ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) TLV  TWA (Threshold Limit Value  Time Weighted Average) valore medio ponderato nel tempo, relativo ad esposizioni per 8 ore/giorno e 40 ore/settimanali VALORI LIMITE DI SOGLIA TLV (Threshold Limit Value) TLV  STEL (Threshold Limit Value  Short Time Exposure Limit) valore massimo di concentrazione dell'inquinante  per esposizioni continuative di durata non superiore ai 15 minuti;  per non più di 4 volte per giorno con almeno un'ora di intervallo tra due esposizioni successive ESPOSIZIONI PROLUNGATE ESPOSIZIONI BREVI TLV  C (Threshold Limit Value  Ceiling) valore di concentrazione che non deve mai essere superato in qualsiasi momento della giornata

5 Effetti della formaldeide sull’organismo umano dopo breve esposizione EffettiFormaldeide (mg/m 3 ) Soglia per la percezione degli odori 0.06  1.2 Soglia per l’irritazione degli occhi 0.01  1.9 Soglia per l’irritazione della gola 0.1  3.1 Sensazione pungente agli occhi ed al naso 2.5  3.7 Tollerabilità per la lacrimazione 5.0  6,2 Lacrimazione forte che perdura per i ora 12  25 Pericolo di morte, edema infiammazioni, polmoniti 37  60 Morte 60  125 (European Concerted Action, 1989, modificata). FORMALDEIDE (CH 2 O) I VALORI LIMITE ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists)

6 CONCENTRAZIONE ESPRESSA IN ppm E mg/m 3 ESEMPIO Quanti g di BUTILAMMINA (TLV  TWA = 15 mg/m 3 ) devono evaporare in un ambiente di 5 m x 4 m x 3 m per raggiungere il TLV  TWA? Volume ambiente = 5 m x 4 m x 3 m = 60 m 3 TLV x 60 m 3 = 900 mg = 0,9 g ESEMPIO TLV  TWA (ppm) CONC. IN ARIA (ppm) ALCOL ETILICO (A) 1000 300 ACETONE (B) 500 200 OTTANO (C) 300 100 C A /TLV A + C B /TLV B + C C /TLV C ≤ 1 300/1000 + 200/500 + 100/300 = 0,30 + 0,40 + 0,33 = 1,03 (>1) CONVERSIONE TRA mg/m 3 e ppm mg/m 3 = ppm x P.M./24,45 P.M. = peso molecolare della sostanza VALUTAZIONE DEL TLV DI MISCELE DI SOLVENTI CONVERSIONE TRA ppm e mg/m 3 ppm = mg/m 3 x 24,45/P.M P.M. = peso molecolare della sostanza

7 AMBIENTI INDOOR Formaldeide: (A2) TLV  STEL 0,3 ppm Acetone: (A4) TLV  STEL 750 ppm; 1782 mg/m 3 Acetaldeide: (A3) TLV  C 25 ppm; 45 mg/m 3 Isobutanolo: TLV  TWA 50 ppm;152 mg/m 3 Butadiene: (A2) TLV  TWA 2 ppm; 4,4 mg/m 3 Isobutanolo:TLV  TWA 50 ppm;152 mg/m 3 Benzene: (A1) TLV  TWA 0,5 ppm; 1,6 mg/m 3 TLV  STEL 2,5 ppm; 8 mg/m 3 (cute) AMBIENTI INDUSTRIALI Esano: TLV  TWA 50 ppm; 176mg/m 3 (cute) Tetracloruro di carbonio: (A2 ) TLV  TWA 5 ppm TLV  STEL 10 ppm; 63 mg/m 3 (cute) Cicloesano: TLV  TWA 100 ppm; 344 mg/m 3 Toluene: (A4) TLV  TWA 50 ppm; 188 mg/m 3 (cute) Stirene: (A4) TLV  STEL 40 ppm; 170 mg/m 3 Trimetilbenzene: TLV  TWA 25 ppm; 123 mg/m 3 (pelle) Diottilftalato: (A3) TLV  TWA 5 mg/m 3

8 Concentrazione media di esposizione per alcuni metalli tossici Metallo Concentrazione (mg/m 3 ) Effetti Pb1 gastrointestinali, neuromuscolari, ematologici, renali, SNC Mn1 irritazioni vie respiratorie Hg1 effetti neurologici Cr1 cancro ai polmoni Ni1 cancro ai polmoni Agente inquinanteACGIH CH 2 O 0.3 ppm (TLV  STEL) CO 2 5 ppm (TLV  TWA) 30 ppm (TLV  STEL) CO 25 ppm (TLV  TWA) NO 2 3  5 ppm (TLV  STEL) Particolato (<2,5 µm) 3 mg/m 3 (TLV  TWA) Particolato (<10 µm) 10 mg/m 3 (TLV  TWA) Pb 0.05 mg/m 3 (TLV  TWA ) LINEE GUIDA PER GLI AMBIENTI INTERNI

9 VALORI LIMITE DI ESPOSIZIONE PROFESSIONALE

10 GAS COMPRESSI

11 Sostanza K H, M/Atm Radon 9.3  10  3 Oxygen 1.3  10  3 Nitrogen 6.5×10 −4 Argon 1.4×10 −3 Sulfur dioxide 1.2 NH 3 5.9×10 1 Hydrogen peroxide 7.1×10 4 Ozone 1.2×10 −2 Hydroxyl radical OH 2.9×10 1 Nitrogen monoxide 7.9×10 −7 Nitrogen dioxide 3.4×10 −2 Methane 9.2×10 −3 SOLUBILITA’ DEI GAS IN ACQUA LEGGE DI HENRY LEGGE DI DALTON P S = x S P T [S] = K H  P S [S] = solubilità del gas in acqua, in molarità P S = pressione parziale del gas, in atmosfere K H = Costante di Henry

12 CONCENTRAZIONE (p.p.m) Neon 19 Elio 5 Ozono 2 Metano 2 Kripton 1 Ossidi di azoto 0,7 Idrogeno 0,5 Xenon 0,09 SOLUBILITA’ DEI GAS IN ACQUA COSTANTE DI HENRY Radon 9.3  10  3 Sulfur dioxide 1.2 Ammonia 5.9×10 1 Ozone 1.2×10 −2 Nitrogen monoxide 7.9×10 −7 Nitrogen dioxide 3.4×10 −2

13 1. BASSO  BOLLENTI: TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE < 100 °C 2. MEDIO  BOLLENTI: TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE 100  150 °C 3. ALTO  BOLLENTI: TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE > 150 °C SOLVENTI CLASSIFICAZIONE SECONDO IL PUNTO DI EBOLLIZIONE LA VELOCITA’ DI EVAPORAZIONE NON E’ CALCOLABILE PERCHE’ DIPENDE DA PARAMETRI TUTTI INTERDIPENDENTI TRA LORO

14 FLASH POINT (PUNTO DI INFIAMMABILITA’) RELAZIONE TRA FLASH POINT (FP) / TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE (T EB ) FP = 0.736  (273 + T EB ) – 273 (± 5) °C(EMPIRICA) IDROCARBURI, CHETONI, ESTERI FP = 0.736  (273 + T EB ) – 273 (± 30) °C ALCOLI, GLICOLI ESEMPI Metiletilchetone: T EB = 80 °C FP calcolato =  13 °C ± 5 (  18¸  8) FP reale =  7 °C Isopropanolo: T EB = 82 °C FP calcolato =  12 °C ± 30 (  42¸ + 18) FP reale = + 12 °C CLASSIFICAZIONE DI RISCHIO (SOLVENTI IMMISCIBILI CON ACQUA) 1. RISCHIO ELEVATO FP < 21 °C 2. RISCHIO MEDIO FP = 21 °C¸ 55 °C 3. RISCHIO BASSO FP = 55 °C¸ 100 °C SOLVENTI PURI CON BASSA PRESSIONE DI VAPORE E MASSA MOLECOLARE E TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE ELEVATE PRESENTANO UN FLASH POINT PIU’ ALTO (MINOR RISCHIO) TEMPERATURA MINIMA ALLA QUALE UN LIQUIDO ORIGINA VAPORI CHE POSSONO FORMARE CON L’ARIA UNA MISCELA ESPLOSIVA. PIU’ ALTO E’ IL VALORE MINORE E’ IL RISCHIO

15 INFIAMMABILITA’ DI SOLVENTI MISCIBILI CON ACQUA Esempi : ALCOL ISOPROPILICO/ACQUA (40/60): MISCELA INFIAMMABILE (30/70): MISCELA NON INFIAMMABILE ALTRI MATERIALI INFIAMMABILI RESINE, POLIAMMIDICHE, EPOSSIDICHE, VINILICHE, CIANOACRILICHE, CELLULOSA, ESTERI DI CELLULOSA ALCOL PROPILICO/ACQUA (70/30): MISCELA INFIAMMABILE (60/40): MISCELA NON INFIAMMABILE IL CALORE DI COMBUSTIONE DEGLI ALCOLI E DEGLI ESTERI E’ MOLTO MINORE RISPETTO AGLI ALTRI IDROCARBURI I SOLVENTI CLORURATI NON SONO INFIAMMABILI (MA MOLTO TOSSICI) LE MISCELE CHE SUPERANO UN DETERMINATO VALORE DI CONTENUTO PERCENTUALE DI ACQUA SONO NON INFIAMMABILI

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17 SOSTANZE ORGANICHE NELL’AMBIENTE ATMOSFERA AMBIENTE ACQUATICO SUOLO E SEDIMENTI

18 SOSTANZE ORGANICHE NELL’AMBIENTE ACQUATICO  SOLUBILITA’ IN ACQUA (LEGGE DI HENRY, LEGGE DI DALTON) SOLUBILITA’ IN ACQUA  VOLATILITA’ (TENSIONE DI VAPORE)  POLARITA’ (K OW )

19 SOSTANZE ORGANICHE NELL’AMBIENTE ACQUATICO VOLATILITA’ (TENSIONE DI VAPORE)

20 SOSTANZE ORGANICHE SEMPLICI NELL’ AMBIENTE ACQUATICO POLARITA’ > 4  5 (non polare) > 1.5  4 (poco polare) < 1  1.5 (polare)

21 SOLUBILITA’ E K OW DI COMPOSTI ORGANICI

22 COMPOSTI ALIFATICI COMPOSTI CLORURATI CANCEROGENI, NON  CANCEROGENI, ALOGENATI CANCEROGENI

23 COMPOSTI AROMATICI NITROBENZENI, CLOROBENZENI, FENOLI, FENOLI CLORURATI, AMMINE

24 L’Acrilammide (2,3  Propenamide) è l’ammide dell’acido acrilico L’Acrilammide è un forte agente neurotossico ed è classificato come “probabile cancerogeno” Gruppo 2A dal IARC (Agenzia Internazionale Ricerca Cancro) Reagisce con: SH di cisteine, omocisteine e glutatione (GSH) NH di lisine, istidine e terminali proteiche Acrilammide Valore limite permesso in acqua potabile di acrilammide = 0.10 μ g/dm 3

25 DEGRADAZIONE DELLE SOSTANZE ORGANICHE NELL’AMBIENTE ACQUATICO Benzene CO 2, CH 4 MICRORGANISMI ANAEROBI BENZENE 1.0 ANNO TOLUENE 0.3 ANNI XILENE 0.3 ANNI ETILBENZENE 0.3 ANNI

26 DICLOROMETANO 10 ANNI TRICLOROMETANO 2 ANNI DICLOROBENZENE 1 ANNO DEGRADAZIONE DELLE SOSTANZE ORGANICHE NELL’AMBIENTE ACQUATICO

27 COMPOSTI ORGANICI NEI SUOLI E NEI SEDIMENTI  COMPOSTI IDROFOBICI: solventi aromatici, ecc.  COMPOSTI IDROFOBICI IONIZZABILI: fenoli, aniline, ecc.  COMPOSTI IDROFOBICI IONICI: tensioattivi, fenossiacidi, ecc. EQUILIBRI DI ADSORBIMENTO Coefficiente di distribuzione K D = [X S ]/[X L ] [X S ] = K D [X L ] Equazione di LangmuirEquazione di Freundlich

28 Coefficiente di adsorbimento della sostanza X (solido (nella sostanza organica)/liquido) K OC = [X S ]/[X L ] K OC = b  f oc  K OW a (a,b costanti) K OC = p  f oc  S q (p,q costanti) S (solubilità in acqua, mol/dm 3 ) COMPOSTI ORGANICI NEI SUOLI E NEI SEDIMENTI Fattore di bioaccumulo (BCF) BCF = x K OW y COMPOSTI IDROFOBICI PROPRIETA’ DEL COMPOSTO (X ): K OW : COEFFICIENTE DI RIPARTIZIONE ACQUA  OTTANOLO PROPRIETA’ ADSORBENTE: f OC : FRAZIONE DI CARBONIO ORGANICO Fattore di ritardo R = 1 + 0.63  f OC  K OC (  /  )

29 TRASPORTO DI INQUINANTI NELL’AMBIENTE FATTORE DI RITARDO v = velocità media del flusso di acqua negli acquiferi v c = velocità media del contaminante R = v /v c SISTEMA CROMATOGRAFICO: FASE FISSA: SUOLO FASE MOBILE: ACQUE SOTTERRANEE

30 TRASPORTO DI INQUINANTI NELL’AMBIENTE COMPOSTI INORGANICI R = 1 + (  /  ) K D  = DENSITA’ SUOLO = 1.6  2.1 Kg/dm 3  = POROSITA’ SUOLO = 0.2  0.4 4 <  /  <10

31 TRASPORTO DI INQUINANTI ORGANICI NELL’AMBIENTE FATTORE DI RITARDO R = v /v c VALUTAZIONE DI v C TRASPORTO DI TETRACLOROETILENE E TETRACLOROBENZENE Suolo con  /  = 10 Velocità della falda v = 2m/giorno Tetracloroetilene K D = 0.2 R = 3 Tetraclorobenzene K D = 5.8 R = 59 Tetracloroetilene v c = 2/3 = 0.6 m/giorno Tetraclorobenzene v c = 2/59 = 0.034 m/giorno Per raggiungere un sito posto a 25 m occorrono: Tetracloroetilene v c = 25/0.6 = 37 giorni Tetraclorobenzene v c = 25/0.034 = 735 giorni FATTORE DI RITARDO R = 1 + 0.63  f OC K OC (  /  )