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Monitoraggio ambientale

Il monitoraggio microbiologico ambientale ha lo scopo di stimare la contaminazione ambientale aerodispersa e delle superfici.

La concentrazione microbica aerodispersa è un indice della qualità dell'aria nell'ambiente mentre la contaminazione delle superfici può essere indicativa dell'efficacia delle procedure di pulizia e sanificazione.

Il monitoraggio microbiologico ambientale può essere eseguito analizzando diversi substrati: aria, superfici di lavoro, acqua o altro (materiali, strumenti, indumenti, ecc.).

Il campionamento si differenzia in base al tipo di metodica adottata e di campionatore utilizzato. Per la valutazione dell'esposizione negli ambienti di lavoro, generalmente, si effettua un campionamento attivo e uno passivo dell'aria e un campionamento sulle superfici di lavoro.

Nel caso di attività lavorative che comportano uso deliberato di agenti biologici (ossia nelle quali gli agenti biologici fanno parte del ciclo produttivo, per esempio industrie farmaceutiche) si procederà al monitoraggio degli specifici agenti, mediante tecniche che ne consentano il rilevamento in aria e sulle superfici; tale monitoraggio consentirà la verifica dell'efficacia delle misure di contenimento adottate e la correttezza delle procedure operative messe in atto al fine di eliminare o ridurre al minimo l'esposizione dei lavoratori.

Per gli ambienti di lavoro indoor nei quali la presenza di agenti potenzialmente patogeni può essere considerata accidentale, la valutazione della carica microbica totale (funghi e batteri) è usualmente sufficiente, anche se dovrà essere valutato, per ciascun caso specifico, il tipo di monitoraggio da effettuare.

Per attività lavorative nelle quali il rischio connesso alla presenza di agenti biologici è di natura allergica oltre che infettiva, è consigliabile affiancare ai campionamenti microbiologici anche la caratterizzazione e la quantificazione degli allergeni eventualmente presenti.

 

Il campionamento

Gli allergeni possono rimanere in aria per periodi di tempo variabili; quelli di acari e blatte tendono a depositarsi velocemente mentre quelli di gatto o cane rimangono sospesi in aria più a lungo.

Generalmente il monitoraggio ambientale viene effettuato mediante la raccolta della polvere sedimentata. È stata infatti dimostrata una correlazione tra la concentrazione degli allergeni nella polvere e la sensibilizzazione di soggetti predisposti.

L'eventuale determinazione della concentrazione di aerospore e la loro identificazione può essere effettuata mediante metodi di cattura quantitativa attraverso un captaspore o mediante esposizione di piastre contenenti terreni colturali. I punti critici da monitorare in un ambiente indoor non industriale sono quelli relativi alla postazione di lavoro e quelli in cui la polvere sedimenta maggiormente: pavimento, scrivania, poltrone, moquette, librerie, scaffali di archivi.

La quantità minima di polvere per poter effettuare l'analisi è di circa 50 mg, ma se si vuole valutare l'efficacia di un trattamento contro gli acari o altri allergeni monitorandola nel tempo, è anche necessario standardizzare la superficie da campionare (1-3 m2) e i tempi di prelievo (1 o 2 minuti).

La nomenclatura degli allergeni

Gli allergeni relativi a microrganismi od organismi viventi sono generalmente denominati secondo la nomenclatura raccomandata dall'OMS: le prime tre lettere indicano il genere della specie animale o vegetale (ossia il "primo nome") che ne costituisce la sorgente; la quarta lettera indica l'iniziale del nome della specie (ossia il "secondo nome"); segue uno spazio e un numero, che indica l'ordine cronologico della purificazione dell'allergene in questione. Ad esempio, il primo allergene purificato dell'acaro appartenente alla specie Dermatophagoides pteronyssinus è stato denominato "Der p 1".

Denominazione di alcuni tra i più comuni allergeni indoor

Allergene                Fonte dell'allergente
Acari  
Der p 1, Der p 2 Dermatophagoides pteronyssinus
Der f 1, Der f 2 Dermatophagoides farinae
Animali  
Fel d 1 Felis domesticus (gatto)
Can f 1 Canis familiaris (cane)
Mus m 1 Mus musculus (topo)
Rat n 1 Rattus norvegicus (ratto)
Insetti  
Bla g 1 e Bla g 2 Blattella germanica (scarafaggio)
Muffe  
Alt a 1 Alternaria alternata
Asp f 1 Aspergillus fumigatus
SCX Stachybotrys chartarum
Pollini  
AM 1 Ambrosia artemisiifolia

 

Analisi degli allergeni

L'analisi dei campioni prelevati è generalmente effettuata con metodi immunoenzimatici che impiegano anticorpi monoclonali per alcuni dei più comuni allergeni. Oggi esistono anche metodiche che consentono di misurare contemporaneamente alcuni dei più importanti allergeni indoor quali: Der p 1, Der f 1, Mite Group 2, Fel d 1, Can f 1, Bla g 2, Asp f 1, Alt a 1.

Al termine dell'analisi, si ottengono indici di esposizione esprimibili in termini di μg di allergene per grammo di polvere (μg/g). Sebbene non esistano dei veri e propri livelli soglia relativi alla dose minima di allergene in grado di indurre sensibilizzazione, sono stati proposti alcuni valori critici, riportati nella tabella seguente.


Indici di riferimento per gli allergeni indoor

Fonte allergene Valore critico               Rischio per la salute umana
Acari Der p 1, Der f      1 2 μg/ g di polvere   Sviluppo sensibilizzazione
Der p 1, Der f 1 10 μg/ g di polvere  Scatenamento attacchi acuti di asma
Gatti Fel d 1 2-8 μg/ g di polvere  Sviluppo sensibilizzazione
  10 μg/ g di polvere  Scatenamento attacchi acuti di asma

 

Il monitoraggio microbiologico viene generalmente eseguito per valutare la concentrazione microbica nell'aria e sulle superfici negli ambienti di lavoro (materiali, strumenti, apparecchiature, indumenti).

Nel caso di attività lavorative che comportano un uso deliberato di agenti biologici (cioè quando gli agenti biologici sono oggetto della stessa attività), si procede al monitoraggio di tali agenti mediante tecniche che ne consentano lo specifico rilevamento nell'aria e sulle superfici; tale monitoraggio consente anche la verifica dell'efficacia delle misure di contenimento intraprese e della correttezza delle procedure messe in atto al fine di eliminare o ridurre al minimo l'esposizione.

Per le attività nelle quali, invece, non si fa uso deliberato di microrganismi (ossia si ha un'esposizione potenziale), è utile l'applicazione di indici di contaminazione ambientale che consentono di valutare la salubrità dell'ambiente di lavoro.

La scelta del tipo di campionamento e delle matrici da analizzare richiede un attento studio preliminare dei tipi di microrganismi presumibilmente presenti in funzione delle attività lavorative svolte e delle possibili vie di diffusione e di infezione.

Quantificazione dei microrganismi aerodispersi

Il monitoraggio degli agenti biologici aerodispersi può essere di tipo attivo (più utilizzato) o passivo, ed essere finalizzato ad una valutazione quantitativa e/o qualitativa. Nell'analisi quantitativa si stima la quantità totale di microrganismi presenti in volumi noti di aria mentre in quella qualitativa si effettua la ricerca di specifici agenti biologici mediante metodi colturali e analitici mirati.

In entrambi i tipi di monitoraggio, i microrganismi presenti in volumi rappresentativi di aria sono raccolti su appositi terreni di coltura e incubati alle opportune condizioni di sviluppo (temperatura e tempo), allo scopo di consentire la formazione di colonie visibili a occhio nudo.

Poiché ogni colonia è teoricamente ascrivibile ad un unico microrganismo originario, il numero delle colonie cresciute sui terreni di coltura (indicate come Unità Formanti Colonia, UFC) è sommariamente rapportabile al numero di microrganismi vitali presenti nel campione di aria; il dato è poi rapportato al volume di 1 m3 d'aria.

I parametri microbiologici di base comunemente valutatii sono i seguenti:

  • carica batterica totale psicrofila: indicatore della contaminazione batterica ambientale, in quanto i batteri psicrofili hanno una temperatura di accrescimento ottimale intorno ai 25°C (range 15°-30°C) e vivono a spese della sostanza organica in decomposizione nel suolo, sui vegetali e in genere negli ambienti umidi;
  • carica batterica totale mesofila: indicatore della contaminazione di origine umana e animale; la flora mesofila ha una temperatura ottimale di accrescimento intorno ai 37°C (range 25°-40°C) e include molti dei patogeni convenzionali;
  • carica fungina totale (muffe e lieviti): indicatore ambientale spesso correlato alla presenza di elevata umidità e polverosità, ridotta ventilazione e scarsa qualità dell'aria. Alcune muffe possono essere responsabili di patologie infettive, di reazioni di ipersensibilità, reazioni allergiche e intossicazioni.

Oltre ai parametri di base, si può procedere alla rilevazione di specifiche categorie microbiche come:

  • Staphylococcus spp., indice di contaminazione antropica,
  • Coliformi ed enterococchi, indici di contaminazione fecale,
  • Legionella pneumophila nell'acqua degli impianti di climatizzazione e degli impianti idrici.

Misura della contaminazione biologica di superficie

La valutazione della contaminazione microbiologica delle superfici è utilizzata soprattutto per verificare l'efficacia delle procedure di pulizia, dei sistemi di decontaminazione e per accertare l'assenza di dispersioni di agenti biologici al di fuori delle aree di contenimento previste. Oggetto di valutazione possono essere sia le superfici dei piani di lavoro che quelle di utensili, apparecchiature o indumenti.

Indici di riferimento della qualità dell'aria.

La normativa non fornisce valori di carica microbica a cui far riferimento per valutare la qualità dell'aria degli ambienti di lavoro. Esclusi determinati ambienti (per esempio le sale operatorie) per i quali sono stati proposti valori guida cui attenersi, per la maggior parte degli ambienti di vita e di lavoro, è possibile soltanto confrontare i valori ottenuti dal monitoraggio ambientale con parametri consigliati o valori di fondo.

Valori di carica batterica e valutazione della qualità dell'aria (European Collaborative Action, 1993)

Categoria di inquinamento microbatteriologico (batteri)     Case (UFC/m3)          Ambienti non industriali (UFC/m3) 
Molto bassa      < 100 < 50
Bassa        < 500 < 100

Intermedia

     < 2500 < 500
Alta       < 10000 < 2000
Molto alta        > 10000 > 2000

 

Valori di carica fungina e valutazione della qualità dell'aria (European Collaborative Action, 1993)

Categoria di inquinamento microbatteriologico (funghi)       Case (UFC/m3)            Ambienti non industriali (UFC/m3)
Molto bassa       < 50 < 25
Bassa       < 200 < 100

Intermedia

      < 1000 < 500
Alta        < 10000 < 2000
Molto alta        > 10000 > 2000

 

In Italia, Dacarro e collaboratori hanno proposto un tipo di approccio che si avvale dell'utilizzo di particolari "indici di contaminazione microbiologica". L'indice globale di contaminazione, IGCM, indica la misura complessiva dell'inquinamento microbico ambientale:

IGCM = UFC/batteri(37°C) + UFC/batteri(20°C) + UFC/miceti(20°C)

L'indice di contaminazione da batteri mesofili, ICM, consente di valutare il contributo all'inquinamento da parte dei batteri di origine umana e animale, tra i quali possono essere presenti specie potenzialmente patogene:

ICM = UFCbat(37°C) / UFCbat(20°C)

L'indice di amplificazione, IA, permette di analizzare le differenze tra i livelli di contaminazione esterna ed interna, conseguenti alla attività lavorativa svolta (personale, macchine, materiali):

IA = IGCM(int) / IGCM(est) 

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