Sustainable high quality healthcare facilities. Indoor air quality as health promoter in healing environments

Introduction Hospitals are supposed to preserve Public Health, but they are also highly energy-demanding and socially impact on communities and they can determinate negative effects on quality of health of users and performances of environments. Healthcare facilities are able to deal with the definition of Health as the complete well-being and which can fit to the future means constructing sustainable structures. These ones work as a whole, which can be productive only if all its components are healthy. So, speaking about healthcare facilities, sustainability must be analyzed as the major requirement because it must ensure high standards. Although nowadays there are many evaluation systems that assess building's performance and its sustainability, among the criteria the evaluation of Indoor Air Quality (IAQ) is postponed to the regulations into punctual hospital areas. Starting from the definition that health promotion is also due to environmental factors, the medical activities that are carried out, the design features, the finishing materials and furniture, the maintenance and management activities, etc., the research work has the aim to provide an analysis on the State of the Art of indoor air in healing environments, in particular related to chemical pollution, highlighting and verifying all the factors that affect the air quality and, supported by an investigation on the current state of inpatient ward, giving rise a tool for healthy inpatient rooms, through the support of Istituto Superiore di Sanità in Rome. State of the Art In recent years, Indoor Air Quality becomes a primary issue that needs more and more to focus because of the increasing number of exposed population due to lifestyles and the permanence in confined environments (about 90% of the day). Even European Community underlines the priority of energy efficiency strategies, in the same time it recommends to reach healthier indoor environments and the development of a specific European strategy on IAQ. Currently several EU countries have introduced in their legislation rules relating to IAQ; in Italy, there is not any specific reference around the topic. The research project analyses the Scientific Literature, WHO guidelines and also ISO, CEN and UNI standards, norms and guidelines by other European regions and/or other standard values, such as guideline or reference values regarding outdoor and indoor air, for better understand the current framework. Since several years, critical factors due to the exposure to indoor air pollutants have been a matter of concern for national as well as EU legislators, and an increasing numbers of states have been addressing the need for policies regarding health promotion strategies through specific studies. The Eurpean Union has often highlighted the importance to investigate and assess indoor air, the relative impacts on health status and possible recommendations regarding future measures. Although the present criticisms, currently in several countries air quality monitorings are carried out in those professional workplaces in which chemicals are used, but also in some generic indoor spaces for building hygiene assessments. A list of case studies and best practices in terms of design, management and sampling activities has been defined by a systematic review. Methodology Starting from these considerations, the research project investigates the current state of the art of many inpatient rooms analyzing volatile organic compounds (VOCs), and the relative influence of microclimatic parameters, ventilation systems and concentration of pollutants, for giving rise to considerations on the design and management for healthier hospital settings. In fact, in the light of the State of the Art, it is considered to be of primary importance to proceed an investigation of selected VOCs, obtaining indications on concentration levels of pollutants, whose values have not been fully investigated, such as acetone, benzene, chloroform, dichloromethane, ethyl benzene, o,m,p-xylene, styrene, tetrachlorethylene, trichlorethylene, formaldehyde and acetaldehyde, as well as carbon monoxide and carbon dioxide. The definition of methods for pollutants’ type, detection and analytical methodologies, instrumentation, etc. has been defined with some expertise on the field considering the specific indoor air standards ISO 16000 and guidelines by Istituto Superiore di Sanità. Results and Discussion For the development of the research project, some healthcare facilities have been are involved. The analysis last for one year, analyzing winter and summer seasons. The data processing has been carried out by and with Istituto Superiore di Sanità; the samples, after extraction with solvent, were subjected to the GC-MS and HPLC analysis. Data have been analyzed with the support of all the usefl materials and activity logs, filled out by hospital staff. The data process permits to obtain a comparative matrix in which is possible to highlight the current criticisms in healing environments into the complexity of all the activities done inside the hospital. In particular Formaldehyde, Benzene and Carbon Dioxide report inadequate values. Starting from the cross-sectional analysis of data, several considerations on the main common aspects around design and management criticisms and strategies on how to improve the air quality in indoor healing environments, giving rise to: • a Decalogue of best design and management strategies for healing spaces in inpatient rooms; • check-lists for a pre-assessment of the performances of the inpatient room, analysing room features, construction materials, daily procedures and products; • the definition of a protocol for monitoring if chemical pollution in IAQ in healthcare facilities and for a wide investigation in Italy, for supporting Istituto Superiore di Sanità for future guideline values’ definition. Consideration and outlooks In the light of the outputs and data analysis, several considerations on the development of knowledge on these topics, how to implement the current research work, and how to expand the research internationally are listed. Although the application on several inpatient rooms obtained adequate results, as WHO suggests, it is advisable to reduce more and more pollution concentrations for guaranteeing healthier environments for users.

Introduzione Gli ospedali sono strutture atte a promuovere la salute pubblica, ma sono anche architetture complesse che hanno un grande impatto ambientale e sociale sulla società e possono determinare effetti negativi sulla qualità della salute degli utenti e le performance degli ambienti. Gli ospedali devono identificarsi nella definizione di promotori di salute e che devono sapersi adattarsi alle esigenze presenti e future. Gli ospedali funzionano come un grande organismo, che può funzionare correttamente solo se tutti i suoi componenti sono salubri e adeguati. Pertanto, parlando di strutture sanitarie, la sostenibilità deve essere analizzata come un dei requisiti principali per garantire standard elevati. Sebbene al giorno d'oggi ci siano molti sistemi di valutazione che valutano le prestazioni dell'edificio e la sua sostenibilità, tra i criteri la valutazione della qualità dell'aria interna è rinviata ai riferimenti legislativi relativi alle strutture ospedaliere. A partire dalla nozione che la promozione della salute è influenzata anche dai fattori ambientali, dalle attività mediche che vengono svolte, dalle caratteristiche del progetto, dai materiali di finitura e arredi, dalle attività di manutenzione e gestione, ecc., il lavoro di ricerca ha lo scopo di fornire un’analisi sullo Stato dell'Arte dell’indoor air negli ambienti sanitari, in particolare in relazione alla presenza di COV, evidenziando e verificando tutti i fattori che influenzano la qualità dell'aria, e dando origine a strumenti per il progetto, gestione e monitoraggio delle stanze di degenza, attraverso anche il supporto dell'Istituto Superiore di Sanità di Roma. Stato dell’Arte Negli ultimi anni, l’Indoor Air Quality (IAQ) è diventata una tematica di notevole importanza, che richiede sempre più attenzione a causa del crescente numero di persone esposte dovuto agli stili di vita e alla permanenza in ambienti confinati (circa il 90% della giornata). Anche la Comunità Europea ha sottolineato la necessità di introdurre delle strategie per il miglioramento dell’efficienza energetica, ma nello stesso tempo raccomanda di raggiungere ambienti indoor sempre più sani e lo sviluppo di una specifica comune per una corretta indoor air quality. Attualmente diversi paesi dell'Unione Europea hanno introdotto diversi riferimenti normativi relativi al IAQ; attualmente in Italia, non c'è alcun riferimento specifico sull'argomento. Il progetto di ricerca pertanto considera la letteratura scientifica, le linee guida promosse dall’Organizzazione Mondiale della Sanità, gli standard ISO, CEN e UNI, le norme e le linee guida di diverse regioni europee e/o altri valori standard, come linee guida o valori di riferimento per l'aria esterna e interna a oggi esistenti. Da diversi anni, i fattori critici dovuti all'esposizione agli inquinanti dell'aria indoor sono stati motivo di preoccupazione per i legislatori nazionali e dell'Unione Europea, e un numero crescente di Stati ha affrontato la necessità di attuare politiche riguardanti strategie per la promozione della salute attraverso studi specifici. L'Unione Europea ha spesso sottolineato l'importanza di investigare e valutare l'aria interna, gli impatti relativi sullo stato di salute e le possibili raccomandazioni riguardanti il monitoraggio. Nonostante le attuali critiche, attualmente in diversi paesi il monitoraggio della qualità dell'aria viene effettuato in quegli ambienti di lavoro professionali in cui vengono utilizzati prodotti chimici, ma anche in alcuni spazi generici al coperto per la valutazione degli aspetti igienico-sanitari degli edifici. Un elenco di casi di studio e migliori pratiche in termini di progettazione, gestione e attività di campionamento è stato definito a partire da una revisione sistematica. Metodologia A partire da queste considerazioni, il progetto di ricerca indaga lo stato attuale di diverse camere di degenza analizzando la concentrazione di COV e l'influenza dei parametri microclimatici, dei sistemi di ventilazione, ecc., dando origine a considerazioni e strategie per la progettazione e gestione di ospedali salubri. Rispetto all’analisi dello stato dell'arte, è considerato di primaria importanza procedere con un'indagine su COV selezionati, quali l'acetone, il benzene , cloroformio, diclorometano, etilbenzene, o, m, p-xilene, stirene, tetracloroetilene, tricloroetilene, formaldeide e acetaldeide, nonché monossido di carbonio e anidride carbonica, che risultano dannosi per la salute, ottenendo indicazioni sui livelli di concentrazione degli inquinanti di cui a oggi la normativa e la letteratura scientifica risulta piuttosto ridotta. Per la definizione dei metodo di monitoraggio, gli inquinanti, le metodologie di rilevazione e analisi, la strumentazione, ecc. è stata definita con il supporto di diversi esperti nell’ambito e facendo riferimento agli standard ISO 16000 relativi al monitoraggio della qualità dell’aria e diversi report sviluppati dall'Istituto Superiore di Sanità. Risultati e discussione Per lo sviluppo del progetto di ricerca, sono state coinvolte alcune strutture sanitarie su cui è stata applicata la metodologia. Le campagne di monitoraggio sono durate un anno, suddiviso in stagione invernale ed estiva. L’analisi dei dati è stato effettuato dall'Istituto Superiore di Sanità, e i campioni, dopo estrazione con solvente, sono stati sottoposti all'analisi GC-MS e HPLC. I risultati sono stati analizzati in relazione ai materiali raccolti e ai registri compilati dallo staff sanitario durante il monitoraggio. L’analisi dei dati ha permesso di ottenere una matrice comparativa in cui è possibile evidenziare diverse criticità presenti negli ambienti sanitari, rispetto alla complessità delle molte attività che vengono svolte all'interno dell'ospedale. In particolare emerge che i valori di Formaldeide, Benzene e Anidride carbonica sono inadeguati. A partire dall’analisi dei dati, diverse considerazioni sulle principali criticità riscontrate e su strategie progettuali e gestionali per migliorare la qualità dell'aria negli ambienti ospedalieri, ha dato origine a: • un decalogo delle strategie progettuali e gestionali per la camera di degenza ospedaliera; • check-list per una pre-valutazione delle prestazioni della stanza di degenza, analisi delle caratteristiche della stanza, materiali da costruzione, procedure e prodotti giornalieri; • la definizione di un protocollo per il monitoraggio dei composti organici volatici nell’indoor air quality nelle strutture sanitarie e per l’applicazione ad ampio campione in Italia, con il sostegno dell'Istituto Superiore di Sanità per la definizione di futuri valori guida per l’ambito italiano. Considerazioni e prospettive Alla luce degli output e dell'analisi dei dati, il progetto di ricerca sviluppa diverse considerazioni sullo sviluppo della conoscenza e la formazione riguardo a temi argomentati, su come implementare il lavoro di ricerca e su come attivare la ricerca a livello internazionale. Sebbene l'applicazione su diversi casi studio abbia ottenuto risultati adeguati, come suggerisce l'Organizzazione Mondiale della Sanità, è consigliabile ridurre sempre più concentrazioni di inquinanti chimici per garantire ambienti sempre più salubri per gli utenti.