L’inquinamento microbiologico e la qualità dell’aria

In genere l’aria non è un ambiente idoneo per lo sviluppo dei microrganismi poiché non sono presenti condizioni favorevoli allo svolgimento delle attività cellulari (acqua e nutrienti). Tuttavia, essa rappresenta un mezzo di propagazione dei microrganismi che provengono dalle diverse fonti (acqua, suolo, attività umane ecc.) e che possono diffondersi così come sono, legati a particelle di polvere, granuli di polline oppure associati ad insetti o uccelli.
La vitalità dei microrganismi nell’aria dipende dalla resistenza che alcune specie hanno a situazioni di stress ambientale (raggi UV, alte o basse temperature, gas tossici, insufficienza di acqua).

Le forme microbiche presenti nell’aria sono le ife e le spore fungine, i batteri, i virus, i protozoi e le alghe.
Per i funghi l’aria è essenziale in quanto favorisce il distacco delle cellule riproduttive dal micelio e la loro dispersione verso i nuovi ambienti da colonizzare. La carica fungina è più abbondante in estate con l’aumento della temperatura e in autunno con l’aumento delle precipitazioni. Le cellule fungine sono pericolose per l’uomo e per alcune coltivazioni a causa delle infezioni e allergie che possono provocare.
I batteri più presenti sono Bacillus e Micrococcus. Ci sono inoltre molti virus veicolati con  l’aria e pericolosi per l’uomo, le piante e gli animali.

L’inquinamento atmosferico può avere origini naturali, come nel caso di eruzioni vulcaniche, polveri, incendi e gas prodotti dal metabolismo; oppure origini antropiche quando l’inquinamento è causato dall’uomo.

COME MONITORARE L’ARIA

Per monitorare l’aria vengono effettuati due tipi di test:

• in vitro: con la raccolta del particellato presente nell’aria, estrazione delle sostanze ritenute mutagene ed esposizione di cellule animali o batteriche a tali sostanze.
• in situ: con l’esposizione diretta di determinati organismi (soprattutto vegetali) sensibili agli agenti mutageni nel luogo di indagine.

Per il campionamento si impiegano particolari filtri che permettono il calcolo del volume d’aria filtrato e sono dotati di selettori di dimensione delle particelle. Questi apparecchi simulano la situazione di filtrazione fisiologica dell’apparato respiratorio umano.
I risultati sono espressi come “potenza mutagena specifica” (numero di mutazioni per unità di peso di estratto organico) o anche come “attività mutagena specifica” (numero di mutazioni per unità di volume di aria).

LA QUALITA’  E IL CONTROLLO MICROBIOLOGICO DELL’ARIA

La qualità dell’aria è un fattore che dipende da contaminazioni di tipo biologico (microrganismi patogeni, allergeni, muffe e acari), chimico (formaldeide, ossido di carbonio ecc.) e fisico (campi elettromagnetici ecc.).

L’analisi microbiologica dell’aria consiste nel favorire la deposizione delle forme microbiche presenti nell’aria su terreni di coltura in piastra. Ciò può essere fatto attraverso due metodi:

• Campionamento passivo: consiste nell’esporre le piastre aperte all’aria per 1 ora. I microrganismi, per gravità, sedimentano sul terreno e dopo 48 ore di incubazione a 37 °C si possono contare le colonie formate che vengono calcolate in UFC x 1 ora.
• Campionamento attivo: consiste nell’utilizzo di campionatori, quali SAS (Surface Air System), che consentono di aspirare e immettere su terreni in piastra volumi prefissati e noti di aria e di esprimere il risultato come concentrazione, ovvero come UFC/cm³ di aria. Il campionamento attivo consente di dare informazioni quantitative più precise e omogenee.

I terreni utilizzato per il campionamento è il PCA (Plate Count Agar) che favorisce la crescita della maggior parte dei microrganismi e permette di determinare l’IMA (Indice di contaminazione Microbica dell’Aria).

CARATTERISTICHE DELL’ARIA ATMOSFERICA

Lo strato più vicino alla Terra è la troposfera, caratterizzata da una densità maggiore rispetto ai restanti strati e da una composizione dell’aria più secca e pulita (78% Azoto, 20,9% Ossigeno, 0,9% Argon, 0,1% altri gas).
I principali inquinanti atmosferici sono:

• Biossidi di zolfo: le fonti principali sono le industrie. Nell’uomo possono determinare malattie respiratorie e cardiovascolari, mentre nell’ambiente determinano piogge acide con danni ad ecosistemi acquatici, piante e monumenti.
• Ossidi di azoto: rilasciati da industrie e veicoli, determinano malattie respiratorie e cardiovascolari.
• Particolato: liberato da veicoli ed industrie, penetra e si deposita nei polmoni e nei vasi sanguigni.
• Monossidi di carbonio: le fonti principali sono i veicoli e nell’uomo causano mal di testa e stanchezza.
• Piombo: rilasciato da veicoli, si accumula nei vasi sanguigni e può provocare danni al sistema nervoso centrale. Nell’ambiente provoca la morte di pesci e altri animali.
• Ozono: generato da reazioni della stratosfera, provoca malattie respiratorie nell’uomo e una riduzione della crescita della vegetazione.
• Composti organici volatili (idrocarburi, alcoli, aldeidi ed eteri): rilasciati da veicoli ed industrie, possono irritare gli occhi e la pelle, causano nausea, mal di testa, sono cancerogeni ed aumentano l’effetto serra.

Il Parlamento Europeo con la Direttiva 2008/50/CE regolamenta alcuni aspetti dell’inquinamento atmosferico:

• Stabilisce la necessità di definire gli obiettivi di qualità per l’aria al fine di evitare effetti nocivi sull’uomo e l’ambiente.
• Indica i piani di monitoraggio e controllo della concentrazione rispetto ai valori soglia dei diversi inquinanti.
• In caso di superamento dei valori soglia predispone piani di miglioramento dell’aria delle zone non conformi.
• Prevede elaborazioni di provvedimenti a breve termine nel caso di superamento del valore soglia in alcune zone per SO₂ (Biossido di zolfo), NO₂ (Ossido di Azoto), O₃ (Ozono), determinando anche la sospensione dell’attività che contribuiscono ad aumentarne i livelli.

PROCESSI DI BIOFILTRAZIONE DELL’ARIA

Per la biofiltrazione si utilizzano microrganismi per le emissioni gassose, provenienti da impianti di compostaggio, o industrie farmaceutiche.
Vengono utilizzati dei biofiltri, mezzi porosi costituiti da materiali organici quali Humus, Compost, corteccia di albero miscelati con materiali inerti come vetro, polistirene ecc. su cui sono adesi i microrganismi che crescono formando il biofilm.
Gli inquinanti sono filtrati passano dalla fase aeriforme alla sottile pellicola d’acqua che avvolge il biofilm dove vengono assorbiti come nutrienti, dai microrganismi e degradati, attraverso ossidazioni aerobiche a CO₂, H₂O e nuova massa microbica.
I microrganismi usati sono batteri (Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces), funghi e possono essere aggiunti altri ceppi capaci di degradare inquinanti particolari.