IL CASO POLONIO : LA RISPOSTA DELLA REGIONE LOMBARDIA AD UNA POSSIBILE EMERGENZA SANITARIA

Transcript

1 IL CASO POLONIO : LA RISPOSTA DELLA REGIONE LOMBARDIA AD UNA POSSIBILE EMERGENZA SANITARIA A. Anversa ***, M.T. Cazzaniga **, S. De Crescenzo ***, M. Forte **, R.Rusconi **, A. Alberici *, L. Macchi ***, G. Sgorbati ** * ARPA Lombardia Settore Aria e Agenti Fisici *** Regione Lombardia D.G. Sanità ** ARPA Lombardia Dipartimento di Milano INTRODUZIONE La vicenda dell avvelenamento mortale da polonio 210 del cittadino russo Alexander Litvinenko verificatosi a Londra nel novembre 2006 ha creato a livello internazionale molto scalpore. In Italia la preoccupazione per l eventuale esposizione accidentale a polonio 210 di cittadini italiani che si fossero trovati nello stesso periodo a Londra o in altri luoghi coinvolti è cresciuta nei giorni successivi alla notizia dell avvelenamento, man mano che venivano diffuse notizie riguardanti la contaminazione radioattiva di ambienti nei quali Litvinenko aveva soggiornato (albergo, bar, ecc.) o comunque in qualche modo collegati alla vicenda (aeroplani della British Airways), nonché il coinvolgimento del cittadino italiano Mario Scaramella. La Direzione Generale Sanità della Regione Lombardia, in particolare la U.O. Prevenzione, Tutela Sanitaria e Veterinaria, ha ritenuto probabile che qualche cittadino lombardo potesse aver soggiornato a Londra nei giorni e nei luoghi a rischio, anche se ovviamente non era possibile prevederne il numero; si è quindi deciso di prepararsi a tale evenienza e di attivare le procedure necessarie, allertando le strutture del Servizio Sanitario Regionale ed assicurandosi il supporto analitico dell ARPA. Scopo di questa comunicazione è illustrare sia lo schema organizzativo adottato, che ha comportato una elevata integrazione tra Regione, Servizio Sanitario ed ARPA, nell ottica di sistema regionale, sia le procedure analitiche impiegate con particolare riferimento ai metodi rapidi di screening. 1 - ASPETTI ORGANIZZATIVI: RUOLO DEL SISTEMA REGIONALE NELLA PREVISIONE DELLA GESTIONE DI UN EVENTUALE EMERGENZA RADIOLOGICA Nel 2004 e 2005 erano stati predisposti dalla Regione Lombardia alcuni documenti di indirizzo sulla gestione delle emergenze, anche di natura radiologica e derivanti da atti terroristici; in particolare: - decreto n del 21 dicembre 2004 Linee guida regionali sulla previsione e gestione dei rischi conseguenti ad atti terroristici (Regione Lombardia 2004); nel Capitolo 7. Azioni terroristiche con impiego di sostanze radioattive vengono fornite indicazioni e riferimenti per affrontare eventuali emergenze radiologiche e si individuano sei presidi ospedalieri lombardi in possesso di requisiti che consentano di assistere persone irradiate e/o contaminate a seguito di incidenti o atti deliberati che comportino dispersione di sostanze radioattive; - decreto n del 21 luglio 2005 Linee guida regionali per la gestione ospedaliera di persone esposte a irradiazioni e/o contaminazioni acute in relazione ad eventuali emergenze radiologiche (Regione Lombardia 2005); contiene indicazioni operative adeguate per conseguire l obiettivo della gestione sanitaria di vittime irradiate e/o contaminate.

2 Si è pertanto deciso di allertare le strutture sanitarie lombarde, ed in particolare i sei ospedali di riferimento di cui sopra, circa il fatto che avrebbero potuto presentarsi al pronto soccorso, o rivolgersi ai medici di base, cittadini lombardi preoccupati di essersi trovati in una condizione di esposizione a polonio 210. La particolarità della sostanza radioattiva impiegata a Londra, il polonio 210, e le sue caratteristiche hanno portato a ritenere che per determinare l avvenuta esposizione di persone fossero necessarie competenze e dotazioni strumentali e di laboratorio specifiche e non comuni, non presenti nel Servizio Sanitario Regionale; la D.G. Sanità si è quindi rivolta all ARPA Lombardia, il cui Dipartimento di Milano è dotato di un attrezzato laboratorio di misure radiometriche e di radiochimica, per verificare la disponibilità alle determinazioni di polonio 210 su liquidi biologici. Va sottolineato infatti che la Regione Lombardia opera per la massima collaborazione e integrazione tra Direzione Generale Sanità, le Aziende del Servizio Sanitario Regionale e l ARPA, nell ottica del sistema regionale, così come definito dalla recente legge regionale 30/2006. Il Laboratorio del Dipartimento di Milano dell ARPA esegue abitualmente, tra l altro, la determinazione di sostanze radioattive naturali nelle acque destinate al consumo umano, a supporto delle Aziende Sanitarie Locali (ASL) della Lombardia ed in attuazione del D. Lgs. 31/2001; era pertanto in possesso delle capacità e della esperienza necessarie per affrontare anche la problematica della valutazione della esposizione umana al polonio 210 e si è reso subito disponibile in proposito. Sulla base dei citati documenti regionali si è proceduto rapidamente a definire un protocollo per l assistenza sanitaria e l accertamento della eventuale radiocontaminazione delle persone con la collaborazione dell ARPA. Nel protocollo suddetto, trasmesso il 1 dicembre 2006 a tutte le strutture sanitarie regionali e per conoscenza al Ministero della Salute, si è previsto di inviare i cittadini, che si fossero presentati spontaneamente per accertamenti o che fossero stati messi sull avviso dalle autorità italiane o inglesi, ad uno dei sei ospedali di riferimento; tali presidi ospedalieri avevano il compito di effettuare uno screening informativo preliminare, allo scopo di appurare la concreta possibilità di contaminazione delle persone: in caso positivo, la struttura ospedaliera doveva provvedere al prelievo di un campione di urine, da inviare al laboratorio del Dipartimento ARPA di Milano per la determinazione radiometrica del polonio 210. Si è raccomandato alle strutture sanitarie di procedere alla richiesta di determinazione del polonio 210 nelle urine solo nei casi in cui le persone si fossero effettivamente trovate in luoghi segnalati come contaminati dalle autorità inglesi. Si è inoltre precisato che né gli eventuali pazienti né i loro campioni di urine potevano ragionevolmente presentare rischi di irradiazione esterna per il personale sanitario, ma che gli escreti dovevano essere trattati con le cautele previste per campioni biologici potenzialmente radiocontaminati. Si è previsto che il laboratorio dell ARPA di Milano avrebbe provveduto ad effettuare e comunicare nel giro di circa 3 ore l esito delle analisi di screening, attivando se necessario il servizio di pronta disponibilità. Le analisi di screening sarebbero state sistematicamente seguite dalle determinazioni analitiche per spettrometria alfa; tutti gli esiti sarebbero stati comunicati dal laboratorio ARPA direttamente all ospedale di riferimento, cui spettava la gestione di tutti gli aspetti sanitari concernenti le persone interessate. 2

3 Nel mese di dicembre alcuni cittadini lombardi che si erano trovati nei giorni e nei luoghi a rischio si sono spontaneamente rivolti a strutture sanitarie; inoltre il 29 dicembre la D.G. della Prevenzione Sanitaria del Ministero della Salute ha inviato una nota alla D.G. Sanità della Regione Lombardia, a seguito della segnalazione inoltrata dal Foreign Office del Regno Unito con la quale la Health Protection Agency del Regno Unito comunicava di avere esteso, su base precauzionale, gli accertamenti (raccolta delle urine ed analisi) per evidenziare una eventuale contaminazione da polonio 210 ai clienti che avessero frequentato il Pine Bar presso il Millennium Hotel di Londra dal 1 al 7 novembre Poiché uno dei cittadini italiani coinvolti era domiciliato a Milano, ci si è attivati tramite la ASL Città di Milano per seguire anche questo caso. In conclusione si è adottato uno schema di organizzazione a più livelli di attivazione, illustrato nella Fig. 1. Struttura sanitaria generica Struttura sanitaria di riferimento Po-210 Bq/L Laboratorio ARPA Fig. 1 Schema organizzativo 2 - ASPETTI ANALITICI: DETERMINAZIONE DEL 210 Po E METODI RAPIDI DI SCREENING Il polonio 210 è un radioisotopo di origine naturale, normalmente presente nell organismo in cui viene introdotto attraverso la dieta: la sua concentrazione nei principali alimenti varia da alcuni mbq/kg fino ad un valore massimo dell ordine del Bq/kg, l intake annuale è stimato pari a circa 60 Bq (UNSCEAR 2000). I livelli naturali di polonio 210 escreto nelle urine sono tipicamente variabili tra 5 e 15 mbq/giorno (HPA 2007), corrispondenti ad una concentrazione di circa 3-10 mbq/kg. In Italia le concentrazioni medie rilevate sono un po più elevate e più variabili, ma comunque dell ordine al massimo di 100 mbq/kg (Battisti 2006). Il polonio 210 si misura normalmente mediante spettrometria alfa ad alta risoluzione su campioni autodepositati. Il metodo è sensibile ed accurato, ma i tempi di preparazione del campione ed i tempi di conteggio non sono particolarmente rapidi: la preparazione dei campione richiede 1 giorno, mentre la durata del conteggio varia, in funzione della sensibilità analitica richiesta, da alcune ore ad alcuni giorni. Nella prospettiva di dovere analizzare più campioni di urine al giorno, e con l esigenza di fornire i risultati nel minor tempo possibile, ci eravamo interrogati sulla possibilità di utilizzare in prima istanza un metodo di analisi più veloce che, per quanto approssimativo, fosse in grado di 3

4 identificare rapidamente i casi di potenziale contaminazione. Le analisi per spettrometria alfa ad alta risoluzione su campioni depositati, che sarebbero comunque state effettuate, avrebbero confermato entro alcuni giorni i risultati delle analisi di screening, rendendo però possibile nel frattempo un eventuale intervento sanitario. L ultima considerazione determinante ai fini della scelta del metodo di misura per le analisi di screening è stata relativa alle modalità di decadimento del polonio 210, che è un emettitore alfa pressoché puro: la tecnica privilegiata per la misura di particelle alfa, con pretrattamento minimo o nullo del campione ed efficienza di rivelazione elevata, è quella della scintillazione liquida (possibilmente con discriminazione alfa/beta) sul campione tal quale. Tab. 1 Alcune caratteristiche del polonio 210 Tempo di dimezzamento fisico: 138,376 ± 0,002 giorni Rif.: NNDC Emissioni alfa E 1 (kev): 4516,53 ± 0,09 Intensità (%): 0,00122 ± 0,00004 Rif.: NNDC E 2 (kev): 5304,33 ± 0,07 Intensità (%): 100 Rif.: NNDC Emissioni gamma E (kev): 803,10 Intensità (%): 0,00121 ± 0,00004 Rif.: NNDC Attività specifica: 166 GBq/mg Quantità letale per ingestione (assorbimento = 10%): 1 3 GBq Rif.: Harrison 2007 Sulla base delle premesse di cui sopra si è proceduto allo sviluppo del metodo di screening Il metodo di screening rapido Il metodo di screening rapido si basa sulla misura degli alfa emettitori presenti nelle urine mediante conteggio in scintillazione liquida (LSC) con discriminazione alfa/beta, e sulla verifica sistematica dell efficienza di rivelazione mediante il sistema del campione marcato in doppio (metodo dello standard interno). Una aliquota di campione (8 ml) viene trasferita senza alcun pretrattamento in una fiala per scintillazione in polietilene teflonato da 20 ml. Vengono poi aggiunti 12 ml di liquido scintillante adatto alla discriminazione alfa/beta (Zinsser Quicksafe 400). La fiala viene agitata e contata per 60 minuti. Viene preparato allo stesso modo un campione doppio marcato, aggiungendo all urina circa 0,1 g di standard radioattivo certificato di 241 Am (attività corrispondente circa 100 Bq). Il campione marcato viene misurato per 5 minuti; in entrambi i casi viene applicata la discriminazione alfa/beta impostando il circuito in modo tale da ottimizzare le condizioni di misura per la determinazione di alfa emettitori, minimizzando l interferenza beta. Queste impostazioni sono differenti da quelle normalmente utilizzate nelle misure sulle acque, nelle quali si misurano contemporaneamente l attività alfa e beta totale; d altra parte le stesse impostazioni non sono applicabili nell analisi delle urine, che presentano uno spegnimento sia chimico che di colore più elevato. Inoltre la possibilità di interferenza beta nelle urine è particolarmente elevata, dato che contengono quantità apprezzabili di attività beta totale dovuta al potassio 40 (tra 20 e 80 Bq/L nell urina delle 24 ore). La misura del campione marcato viene utilizzata per determinare sia ampiezza e posizione della finestra di conteggio che l efficienza di rivelazione. I campioni di urina misurati tal quali, infatti, possono presentare un elevato spegnimento (quench) sia chimico che di colore, che altera posizione e forma dello spettro ed influisce sulla discriminazione con conseguente variazione dell efficienza. 4

5 Per quanto riguarda l interpretazione dello spettro relativo al campione incognito, si sono distinti due casi: 1. non è evidente alcun picco alfa: in questo caso il risultato viene fornito come minore di ; il limite cautelativo di rivelazione viene ottenuto utilizzando tutti i conteggi misurati nella finestra selezionata, e fornendo una stima assolutamente cautelativa in considerazione della variabilità statistica dei conteggi misurati; 2. è evidente un picco alfa: in questo caso si esegue una valutazione quali-quantitativa dell attività alfa presente (senza alcuna sottrazione del fondo, che peraltro in questo tipo di misure è normalmente trascurabile), considerando i conteggi totali nella finestra selezionata; inoltre la ripetizione della misura per tempi più lunghi può fornire una stima più accurata dell attività presente. Questa prima stima, in attesa dei risultati delle analisi per spettrometria alfa, consente comunque, opportunamente contestualizzata, di avviare le procedure sanitarie ritenute necessarie (es.: primi interventi per ridurre/contenere la contaminazione, estensione delle indagini a familiari, etc.). Questo approccio è motivato da alcune considerazioni: 1. non è possibile disporre di un dato di bianco affidabile, in considerazione della variabilità delle caratteristiche chimico-fisiche delle urine: per questo motivo non è possibile eseguire alcuna sottrazione del fondo; 2. il metodo non è selettivo rispetto alla presenza di altri radionuclidi naturali alfa emettitori, e le urine contengono normalmente alfa emettitori di origine naturale anche se l intake giornaliero (quantificabile in circa 0,5 Bq/giorno UNSCEAR 2000) e quindi l escrezione sono probabilmente trascurabili rispetto alla sensibilità del metodo di screening proposto; 3. il metodo deve fornire risultati assolutamente cautelativi dal punto di vista della radioprotezione, e non deve produrre risultati classificabili come falsi negativi Il metodo spettrometrico Il metodo di misura del 210 Po nelle matrici liquide in generale è ben consolidato in letteratura (ANPA 2000, DOE 1997, Murray 2007, HPA ). Nel presente lavoro sono stati analizzati campioni di urina di circa 100 ml, cui sono stati aggiunti perossido di idrogeno 30% (5 ml), acido nitrico 67% (5 ml) e una soluzione di tracciante 209 Po (0,05 Bq c.a.). Il campione viene lentamente evaporato per riscaldamento al fine di permettere la distruzione dei composti organici presenti; il polonio viene poi separato per autodeposizione e fissato su un dischetto di nichel seguendo la procedura elaborata dall Agenzia per la protezione dell ambiente e i servizi tecnici (APAT). Il campione viene infine sottoposto a conteggio tramite spettrometria alfa ad alta risoluzione per circa 16 ore. 3 - I RISULTATI DELLE ANALISI Complessivamente sono state prese in carico dalle strutture sanitarie lombarde 8 persone, per le quali sono stati svolti approfondimenti di indagine attraverso l analisi di campioni di urine, con le procedure indicate in precedenza. Gli ospedali di riferimento coinvolti sono stati due, l Azienda Ospedaliera Cà Granda Niguarda di Milano e l Azienda Ospedaliera Ospedali Riuniti di Bergamo; inoltre ad ARPA è pervenuto anche un campione da analizzare tramite l Ospedale San Martino di Belluno. In tabella 2 si riportano i valori di spegnimento chimico (SQP(E)), di efficienza di rivelazione ed il limite di rivelazione determinati nei 7 campioni sui quali è stata condotta l analisi di screening. In nessun caso si è evidenziata l esistenza di casi positivi. 5

6 Tabella 2: Parametri caratteristici del metodo di screening Prot. interno SQP(E) Efficienza (%) Limite cautelativo di rivelazione (Bq/kg) < < < < < < < 10 Si osserva che la variabilità nell efficienza non rispecchia completamente la variabilità nei valori di SQP(E), in quanto tale parametro rileva il livello di quench chimico ma non è in grado di quantificare l intensità del quench di colore. Si osserva anche che il limite di rivelazione è estremamente variabile e relativamente indipendente dall efficienza di conteggio; dipende invece in modo più significativo dall interferenza beta residua. Secondo le stime effettuate dall Istituto Superiore di Sanità (Greco 2007), una concentrazione di polonio 210 nelle urine di circa 1 Bq/kg, rilevata alcune settimane dopo l incorporazione, corrisponde ad una dose impegnata per individui adulti della popolazione di circa 8 msv (in caso di ingestione). Tenuto conto di queste valutazioni, si osserva che le sensibilità analitiche del metodo di screening non consentono di verificare il non superamento di una dose efficace pari ad 1 msv; si osserva anche d altro canto che il valore di 1 msv è certamente adeguato in condizioni normali, ma che in situazioni di emergenza sono ritenuti accettabili livelli di dose più elevati: in particolare, le sensibilità analitiche proprie del metodo proposto consentono certamente di identificare situazioni di contaminazione significative e ancora lontane da quelle che comportano effetti sanitari di tipo deterministico (Harrison 2007). I risultati delle misure di spettrometria alfa, condotte successivamente sui campioni sottoposti a separazione radiochimica, sono riassunti in tabella 3: Tabella 3: Concentrazione di Po-210 nei campioni analizzati Prot. interno Spettrometria alfa ad alta risoluzione Concentrazione Po-210 (mbq/kg) ± ± < < ± < < ± ± 1.9 6

7 Si precisa che i campioni analizzati non sono relativi all urina delle 24 ore ma ad una singola minzione, in quanto si è ritenuto preferibile velocizzare i tempi di raccolta e conferimento dei campioni. 4 - CONCLUSIONI L esperienza condotta in Lombardia a seguito del caso Litvinenko ha rappresentato un banco di prova per il sistema regionale riguardo alla applicazione delle procedure di gestione sanitaria in caso di emergenze radiologiche già messe a punto. In breve tempo, dal momento in cui si ha avuta la consapevolezza di una possibile situazione di emergenza, si è messo a punto un protocollo sanitario da applicare ai cittadini che si fossero eventualmente presentati per accertamenti di un eventuale radiocontaminazione, da indirizzare a presidi ospedalieri di riferimento preventivamente individuati e da sottoporre, tramite misure di radiocontaminazione di urine, ad una valutazione della eventuale esposizione a polonio 210. I protocolli analitici utilizzati da ARPA si sono dimostrati adeguati allo scopo; in particolare il protocollo di screening ha consentito di dare risposte in tempo pressoché reale. I casi effettivi sono stati fortunatamente pochi; valutazioni a posteriori dicono però che questo modello organizzativo avrebbe consentito di trattare un numero ben maggiore di casi: infatti il numero di campioni analizzabili al giorno, utilizzando il metodo di screening, è dell ordine di 20. Come noto, la valutazione dell intake di un certo radionuclide a partire dalla misura della quantità di radioattività presente nelle urine dipende da molti parametri: la via di esposizione (inalazione, ingestione, permeazione attraverso la cute), la forma chimica del composto (e quindi la sua solubilità), il momento esatto e la durata dell esposizione (e quindi la % di attività escreta). In situazioni di emergenza le circostanze dell esposizione non sono il più delle volte note con esattezza: le stime di dose pertanto non possono che essere in prima analisi molto imprecise. La disponibilità di un metodo rapido di screening rappresenta comunque uno strumento importante per l identificazione dei casi di contaminazione importanti, e può fornire una griglia utile per definire le priorità e le precedenze di gestione dei diversi casi. Il metodo di screening messo a punto, pur presentando una sensibilità analitica limitata, consente comunque di evidenziare valori dosimetrici tali da valutare la necessità di interventi sanitari, privilegiando nel contempo la possibilità di trattare un numero elevato di campioni in tempi compatibili con eventuali esigenze di trattamenti sanitari. Inoltre il metodo è genericamente applicabile a tutti i radionuclidi alfa emettitori, ed è pertanto applicabile anche ai casi di presunte contaminazioni da altri radioisotopi. BIBLIOGRAFIA ANPA ANPA. Le discariche di fosfogessi nella laguna di Venezia: valutazioni preliminari dell impatto radiologico. Serie Stato dell Ambiente 8/2000 Battisti Battisti, P.. Comunicazione personale CEA CEA/DAMRI. Bibliotheque de donnees nucleaires pour la spectrometrie gamma et alpha. LARA. 2 ème édition DOE U.S. Department of Energy (DOE): Po-01-RC: Polonium in water and urine EML Procedures Manual HASL 300 Vol. 1, 28th edition (1997). Greco Greco, D., Nuccetelli, C., Risica, S.. Un possibile caso di contaminazione da polonio 210 in Italia. In. Atti di questo stesso convegno. Harrison Harrison, J., Leggett, R., Lloyd, D., Phipps, A. and Scott, B.. Polonium-210 as a poison. Journal of Radiological Protection 27 (2007)

8 HPA HPA Murray Murray Matthews, K., Chang-Kyu Kim, Martin, P.. Determination of 210 Po in environmental materials: a review of analytical methodology. Applied Radiation and Isotopes, Vol. 65(3), (2007) NNDC. National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. NuDat Regione Lombardia Decreto Direzione Generale Sanità n del 21 dicembre 2004 Linee guida regionali sulla previsione e gestione dei rischi conseguenti ad atti terroristici Regione Lombardia Decreto Direzione Generale Sanità n del 25 luglio 2005 Linee guida regionali per la gestione ospedaliera di persone esposte a irradiazioni e/o contaminazioni acute in relazione ad eventuali emergenze radiologiche UNSCEAR United Nations. UNSCEAR 2000 Report to the General Assembly, with scientific annexes. Vol. I: sources. United Nations, New York,