Esperienze Italiane:Criteri adottati per l analisi di rischio sanitaria di una area vasta nel sito di interesse nazionale Brescia-Caffaro

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1 Esperienze Italiane:Criteri adottati per l analisi di rischio sanitaria di una area vasta nel sito di interesse nazionale Brescia-Caffaro E. Beccaloni, L. Musmeci Istituto Superiore di Sanità (ISS)

2 L azienda Caffaro in attività fin dall inizio del 1900 nell area del comune di Brescia, produce composti di sintesi tra cui i bifenili policlorurati (PCB). I PCB utilizzati in numerosi campi industriali non sono più prodotti dalla Caffaro dal La produzione di PCB comporta la formazione in piccole quantità di contaminanti quali dibenzofurani e dibenzodiossine. La produzione di cloro è cessata nel 1997 e di conseguenza anche l utilizzo del mercurio utilizzato nell elettrolisi delle soluzioni saline. 1

3 Le aree circostanti la Caffaro erano utilizzate come aree agricole e agro-zootecniche divenendo, in seguito, aree industriali, zone destinate ad abitazione ed attività di servizi per la popolazione. Le restanti aree agricole nel 2002 furono interdette all uso mediante ordinanza sindacale, poiché inquinate, essendo state utilizzate le acque delle rogge a scopo irriguo, ed essendo le stesse contaminate. 2

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6 SCENARI DI ESPOSIZIONE Alimenti (monitoraggio) SORGENTI Aria (monitoraggio) Adulti-bambini Suolo (caratterizzazione) Effetti cancerogeni Effetti tossici

7 ALIMENTI Alimenti di origine vegetale Alimenti di origine animale PCB 10

8 Procedura per la valutazione del Rischio cancerogeno e tossico 1. Valutazione dell Intake Alimentare procapite (Intake Rate IR) 2. Stima dell Intake medio giornaliero (ADD/LADD) 3. Calcolo del rischio: intake integrato con i parametri tossicologici (RfD) e (SF) caratteristici delle sostanze

9 1. Valutazione dell Intake alimentare procapite Raccolta e selezione di dati (ASL-ARPA-ISS-IZS ) Elaborazione e suddivisione dei dati secondo i criteri definiti dall Istituto Nazionale di Ricerca per gli alimenti e la Nutrizione (INRAN) che ha stimato, nella popolazione italiana di riferimento, il consumo medio procapite al giorno dei principali gruppi alimentari (studio INN-CA 1994/96)

10 ORIGINE VEGETALE ORIGINE ANIMALE Ortaggi Aglio, carote, cetrioli,cipolle melanzane, patate, peperoni, pomidoro, porri, rapanelli, zucchine uova verdure Barbabietole, cavoli, coste argentate, lattuga, radicchio, tarasacco, altre insalate latte legumi Cometti, fagioli, piselli carne Pollame, bovini, coniglio Frutta fresca Frutta secca e/o guscio spezie Susine, fichi, uva, melograno, prugne, cachi Fichi secchi, mandorle, noci Alloro, origano, prezzemolo, rosmarino, salvia

11 2a. Stima dell INTAKE Medio Giornaliero Σ (CxIR) Elaborazione statistica della concentrazione degli inquinanti nelle singole classi di matrici individuate ( media, mediana, calcolo dell UCL ecc.) Calcolo della quantità media giornaliera di contaminante assunta mediante ciascuna matrice (concentrazione statisticamente rappresentativa per intake alimentare procapite giornaliero*) Somma delle quantità medie giornaliere di contaminante assunte per tutte le classi di matrici individuate * Turrini A, Saba A, Perrone D, Cialfa E, D Amicis A 2001: Food Comsumption Patterns in Italy: the INN- CA Study European Journal of Clinical Nutrion, Vol. 55, 7, pp

12 2b. Stima dell INTAKE Medio Giornaliero ADD o LADD Dose media giornaliera assunta per tutte le matrici ADD/LADD = i x EF x ED BW x (ATx365) ADD = Average Daily Dose (effetto tossico) LADD = Lifetime Average Daily Dose (effetto cancerogeno) i = (CxIR) i EF = frequenza di esposizione (giorni) ED = durata dell esposizione (anni) AT = tempo sul quale l esposizione è mediata (anni) BW = peso corporeo (Kg)

13 SCELTA DEI VALORI PER I PARAMETRI DI ESPOSIZIONE (INGESTIONE) EF = 350 giorni/anno ED = 40 anni (adulti) / 6 anni (bambini) BW = 70 Kg (adulti) / 15 Kg (bambini) AT LADD: 70 anni (adulti e bambini ) ADD: 40 anni (adulti) / 6 anni (bambini )

14 Calcolo del Rischio Cancerogeno PCB dl + Diossine R = ADI TOT x SF SF = mg/kg die AROCLOR (EPA 2000) R< 10-5 rischio accettabile SF = 2 mg/kg die rischio elevato e di tipo persistente (catena alimentare, ingestione di sedimento o di suolo inalazioni di polveri aerosol) 0.4 rischio buono e persistente (esposizione dermica, ingestione di congeneri solubili in acqua, inalazione di congeneri volatili) 0.07 rischio sanitario bassissimo e persistente (assenza di PCB d.l. e congeneri 19

15 3. Calcolo del Rischio Cancerogeno R = LADD x SF PCB dl SF = mg/kg giorno (valore relativo alle diossine) Nota Per i soli PCB dl (alimenti di origine vegetale) è stato effettuato anche un confronto con la Tolerable Weekly Intake (TWI), secondo quanto riportato nel REGOLAMENTO (CE) N. 199/2006 DELLA COMMISSIONE del 3 febbraio 2006 che modifica il regolamento (CE) n. 466/2001 che definisce i tenori massimi di taluni contaminanti presenti nelle derrate alimentari per quanto riguarda le diossine e i PCB diossina-simili PCB tot SF = 2 [mg/kg giorno] -1 rischio elevato e di tipo persistente (catena alimentare, ingestione di sedimento o di suolo inalazioni di polveri aerosol) R < 1x10-5 rischio accettabile

16 Calcolo del Rischio Tossico HQ = ADI / RFD RFD NDL = 2 x 10-5 mg/kg die HQ<1 Diossina PCB d.l. EPA : 1-10 pg TEQ/Kg die OMS: 1-4 pg TEQ/Kg die SCF: 1-2 pg TEQ/Kg die SCF = Scientific Committee on Food dell Unione Europea. 20

17 3. Calcolo del Rischio tossico HI = ADD / RfD PCB dl RfD dl = 4 pg TEQ/Kg giorno (OMS: 1-4 pg TEQ/Kg giorno) PCB tot RfD tot = 2 x 10-5 mg/kg giorno HI < 1 rischio accettabile

18 RISULTATI RELATIVI ALLO SCENARIO DI ESPOSIZIONE INGESTIONE DI ALIMENTI PRODOTTI DI ORIGINE VEGETALE Adulti Bambini R - PCB tot 3.51E E-05 R - PCB dl 1.54E E-04 HI - PCB tot HI - PCB dl CONFRONTO TRA INTAKE SETTIMANALE E TWI TWI [pg WHO-TEQ/Kg peso corporeo] Tolerable Weekly Intake propsto dal SCF dell UE 14 TWI [pgteq/procapite settimana] moltiplicato per i pesi corporei adulti (70 Kg) 980 bambini (15 Kg) 210 Intake calcolato [pgteq/procapite settimana] 916

19 OSSERVAZIONI E opportuno osservare che le stime effettuate sono tutte di tipo conservativo in quanto: si è considerato che i bambini abbiano gli stessi consumi alimentari assunti per gli adulti; si è assunto che il consumo di prodotti vegetali analizzati provenga tutto dalla zona in studio; le valutazioni rispetto all accettabilità o meno del rischio cancerogeno vengono fatte rispetto al criterio estremamente conservativo (1x10-6 per la sostanza singola e 1x10-5 per il rischio incrementale cumulato) proposto dall Istituto Superiore di Sanità. E da notare che l OMS effettua stime di rischio sanitario basandosi su valori di accettabilità del rischio incrementale cancerogeno pari 1x x10-5.

20 RISULTATI RELATIVI ALLO SCENARIO DI ESPOSIZIONE INGESTIONE DI ALIMENTI PRODOTTI DI ORIGINE ANIMALE (PCB tot *) Adulti Bambini R - PCB tot 8.91E E-05 HI - PCB tot * I dati pervenuti erano riferiti ai soli PCB totali Per tali prodotti si è in presenza sempre di un rischio sia per effetti tossici che per effetti cancerogeni, sia per gli adulti che per i bambini. Soprattutto il pollame è tra i prodotti maggiormente contaminati e conseguentemente anche le relative uova.

21 CONSIDERAZIONI Ciò premesso si formulano le seguenti prime considerazioni conclusive: Ove si accettasse il range di valori di accettabilità del rischio incrementale cancerogeno stabiliti dall OMS per effettuare stime del rischio igienico-sanitarie, non sussisterebbero particolari situazioni di rischio, mentre con i valori di accettabilità del rischio incrementale cancerogeno proposti dall Istituto Superiore di Sanità, e oggi riportato nel 2 correttivo del Dlgs. 152/06 sussisterebbe rischio in generale sia per i bambini che per gli adulti. Per quanto concerne il rischio per l effetto tossico si ottengono valori inferiori all unità unicamente per gli adulti quando o si eliminano le voci alimentari maggiormente contaminate, oppure si pone ipoteticamente la concentrazione di PCB pari al limite di rivelabilità (4 µg/kg). Per i bambini sussiste rischio anche in tali casi.

22 CONSIDERAZIONI Il limite di rivelabilità più diffuso dichiarato dai laboratori che hanno effettuato le analisi è ritenibile piuttosto alto, pertanto adottando per le stime del rischio detto valore limite o la metà dello stesso, come concentrazione rappresentative del livello di contaminazione si è effettuata una stima molto conservativa. Inoltre sono molto scarse le analisi che precisano il contenuto di PCB dl, congeneri più tossici tra i 209 conosciuti, pertanto nella stima del rischio effettuata si è tenuto conto sempre anche del rischio cancerogeno, ancorchè è presumibile che la presenza dei 12 congeneri PCB dl è scarsa nel profilo della contaminazione da PCB caratteristica del sito di Brescia-Caffaro. E noto infatti che in detto profilo è alta la presenza del congenere PCB 209, cioè di quello maggiormente prodotto dalla società Caffaro e dotato di minore tossicità. Ove si effettui una stima del rischio con il semplice confronto tra l Intake settimanale procapite per i PCB dl e il valore di Intake stabilito come accettabile dal SCF dell UE si evince che la Tolerable Weekly Intake non viene superata per gli adulti, mentre risulta superata per i bambini. Si evidenzia che detta stima è stata effettuata solo per gli alimenti di origine vegetale per i quali erano disponibili un set di dati relativi ai PCB dl.

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24 CONSIDERAZIONI In base allo studio di regressione effettuato sulle concentrazioni di PCB tot nei vegetali e nel suolo si può desumere che: per concentrazioni di PCB tot nei suoli fino a 0.06 mg/kg (pari al limite di legge per i suoli ad uso verde pubblico/residenziale) sembra possibile effettuare anche attività agronomiche per uso alimentare umano, stante che la valutazione statistica effettuata a tale valore di PCB nei suoli è associato nella stragrande maggioranza dei prodotti vegetali una bassa concentrazione di PCB; per concentrazione di PCB tot nei suoli comprese tra 0.06 mg/kg e 0.4 mg/kg si possono ancora effettuare pratiche agricole per alimentazione umana, ma con alcune limitazioni, in quanto aumenta la probabilità di produrre dei vegetali contaminati. In particolare in base ai dati forniti dalla ASL relativi alla presenza di PCB tot nei vegetali, è sconsigliabile la produzione di: alloro, carote, cavolo, insalata, porri, radicchio, salvia, spinaci, tarassaco, in quanto sono prodotti risultati, in alcuni casi, significativamente contaminati. In ogni caso non dovranno essere mai prodotti zucchine, rosmarino e fieno, in quanto sono quelli risultati sempre fortemente contaminati; sopra il valore di 0.4 mg/kg di PCB nei suoli si sconsiglia la coltura per alimentazione umana e, soprattutto visto il fenomeno di bioaccumulo e biomagnificazione, per alimentazione animale.

25 CONCLUSIONI Si consiglia di monitorare strettamente sia per la presenza di PCB tot che per la presenza di PCB dl i prodotti alimentari provenienti dalle aree contaminate. In particolar modo si sottolinea la necessità di controllare i prodotti utilizzati per l alimentazione animale, in quanto sono il primo anello della catena alimentare. A tal proposito si evidenzia che il fieno coltivato nell area in questione, in base ai dati di contaminazione da PCB dl di detto prodotto trasmessi dalla ASL, non dovrebbe essere somministrato nella dieta animale, in quanto tutti i dati sono maggiori del valore limite fissato dalla Direttiva 2006/13/CE. Mentre gli altri prodotti vegetali utilizzati per l alimentazione animale, quali mais, orzo e frumento possono essere utilizzati in quanto hanno esibito sempre valori di PCB dl e diossine e furani inferiori al limite stabilito nella Direttiva di cui sopra.

26 ARIA Monitoraggio (Istituto Mario Negri di Milano) Valutazione dei dati Valore massimo/elaborazione statistica Calcolo del Rischio per inalazione

27 I campionamenti sono stati effettuati nell estate 2007 secondo quanto stabilito nel "Piano di Monitoraggio della Qualità dell'aria per la determinazione di microinquinanti organici ed inorganici nell'ambito della Valutazione di Rischio nel Sito di Interesse Nazionale del Comune di Brescia " Le postazioni di monitoraggio individuate sono le seguenti: Sede IV Circoscrizione Scuola - Parco Passo Gavia Quartiere I Maggio Zona Agricola (Est tangenziale): Cascina Ronchi Scuola Kennedy (bianco ambientale) S. Eufemia (bianco ambientale)

28 Postazioni di misura

29 OSSERVAZIONI Al momento si può affermare che l indagine eseguita sull aria ambiente ha evidenziato una situazione normale per aree fortemente antropizzate. Tuttavia una valutazione complessiva ed esaustiva potrà essere effettuata dopo aver proseguito l azione di monitoraggio almeno nel periodo invernale. Sarebbe opportuno individuare un area di bianco in zona decisamente più remota rispetto all area contaminata in esame, dove collocare un deposimetro totale.

30 INALAZIONE OUTDOOR DI PCB PARTICELLARE PER LAVORATORE Dose media giornaliera assunta per inalazione ADD = Average Daily Dose (effetto tossico) LADD = Lifetime Average Daily Dose ADD = LADD = C x Bo x EF go x F sd x EF BW x 365 C x Bo x EF go x F sd x EF x ED AT x BW x 365 (effetto cancerogeno) C = concentrazione del contaminante nell aria (mg/m 3 ) Bo = inalazione outdoor (m 3 /ora) EF go = frequenza giornaliera di esposizione outdoor (ore/giorno) F sd = frazione di particelle di suolo nella polvere (adim) EF = frequenza di esposizione (giorno/anno) BW = peso corporeo (Kg) ED = durata di esposizione (anni) AT = tempo sul quale l esposizione è mediata (anni)

31 VALORE DI INPUT UTILIZZATO PER LA CONCENTRAZIONE DI PCB PARTICELLARE C = 4.9E -06 mg/m 3 valore puntuale ricavato dalla media di due dati reali di monitoraggio dell aria presso la Cascina Ronchi SCELTA DEI VALORI PER I PARAMETRI DI ESPOSIZIONE (INALAZIONE) EF = 180 giorni/anno ED = 40 anni EFgo = 8 ore/ giorno Bo = 2.5 m 3 /ora Fsd = 1 BW = 70 Kg AT = 70 anni

32 SUOLO Dati reali di concentrazione degli inquinanti ricavati dalla caratterizzazione del suolo Valutazione dei dati Calcolo del rischio per contatto dermico 9

33 CONTATTO DERMICO CON SUOLO PER LAVORATORE Dose media giornaliera assunta per contatto dermico ADD = Average Daily Dose (effetto tossico) LADD = Lifetime Average Daily Dose ADD = C x SA x ABS x AF x EF x 10-6 BW x 365 LADD = C x SA x ABS x AF x EF x ED x 10-6 AT x BW x 365 (effetto cancerogeno) C = concentrazione del contaminante nel suolo (mg/kg) SA = superficie di pelle esposta (cm 2 ) ABS = fattore di assorbimento dermico (adim) AF = fattore di aderenza dermica del suolo [mg/(cm 2 giorno)] EF = frequenza di esposizione (giorno/anno) BW = peso corporeo (Kg) ED = durata di esposizione (anni) AT = tempo sul quale l esposizione è mediata (anni)

34 VALORE DI INPUT UTILIZZATO PER LA CONCENTRAZIONE DI PCB PARTICELLARE C = 4.9E -06 mg/m 3 valore puntuale ricavato dalla media di due dati reali di monitoraggio dell aria presso la Cascina Ronchi SCELTA DEI VALORI PER I PARAMETRI DI ESPOSIZIONE (INALAZIONE) EF = 180 giorni/anno ED = 40 anni EFgo = 8 ore/ giorno Bo = 2.5 m 3 /ora Fsd = 1 BW = 70 Kg AT = 70 anni

35 RISULTATI RELATIVI AGLI SCENARI DI ESPOSIZIONE INALAZIONE E CONTATTO DERMICO PER I LAVORATORI INALAZIONE CONTATTO DERMICO R 8.0 E E-06 HI In relazione a tali vie di esposizione non si rileva un particolare rischio né per gli effetti tossici né per gli effetti cancerogeni. In ogni caso è consigliabile adottare quanto riportato nelle buone pratiche agricole stabilite anche a livello locale.

36 CONCLUSIONI GENERALI In linea generale si può affermare che: le valutazioni del rischio fin qui effettuate evidenziano un certo rischio per ingestione di vegetali soprattutto per i bambini; tuttavia è d uopo osservare che le stime effettuate, come prima detto, sono estremamente conservative, in quanto assumono che tutti i prodotti consumati, in egual misura da adulti e bambini, provengano dalle aree del Comune di Brescia. Nonostante ciò, in via cautelativa, si consiglia di diversificare la provenienza dei prodotti vegetali, soprattutto nella dieta alimentare dei bambini; nelle aree agricole del sito Brescia-Caffaro è possibile continuare a produrre alcune derrate alimentari per alimentazione umana ed animale con i vincoli su esposti; nelle aree agricole dove, in base ai valori di PCB tot riscontrati (PCB tot > 0.4 mg/kg) si è sconsigliato del tutto la produzione di alimenti per uso umano ed animale, si potrebbe ipotizzare di effettuare coltivazioni di biomasse, anche con l intento di effettuare una contestuale fitoremediation, finalizzata ad una minimizzazione della concentrazione di PCB tot nei suoli;

37 CONCLUSIONI GENERALI anche in relazione alle normative (Regolamenti, Direttive e Raccomandazioni) emanate dalla Unione Europea in tema di presenza di diossine e furani e PCB dl e non diossina simili, negli ultimissimi anni, si consiglia di approntare un particolareggiato piano di monitoraggio a livello locale; per quanto concerne il rischio inalatorio in presenza di PCB e diossine e furani per l intera popolazione del Comune di Brescia si rimanda al completamento del monitoraggio dell aria ambiente in periodo estivo e invernale in corso d opera;

38 CONCLUSIONI GENERALI importanti informazioni potranno, comunque, essere fornite dallo studio in corso da parte dalla ASL di Brescia su una serie di derrate alimentari coltivate in situazioni strettamente controllate su suoli a diverso grado di contaminazione. Detto studio potrà individuare, su base strettamente sperimentale, su quali prodotti dover concentrare l attenzione. Al fine di utilizzare al meglio, per la valutazione del rischio igienico sanitario, i dati che deriveranno da detto studio, si consiglia di ricercare su tutte le matrici (suolo e vegetali) da analizzare i seguenti analiti: diossine e furani: i 17 congeneri più tossici PCB dl : 77, 81, 126, 169, 105, 114, 118, 123, 156, 157, 167, 189 PCB non dl: 28, 52, 95, 99, 101, 110, 128, 138, 146, 149, 151, 153, 170, 177, 180, 183, 187, 209 metil mercurio e mercurio ione arsenico Per l arsenico e per il mercurio andranno effettuati anche studi tesi alla valutazione della frazione biodisponibile. Per i PCB dl e per i PCB non dl la restituzione del dato analitico dovrà fare riferimento alle due famiglie di congeneri separatamente, in quanto sono diverse le valutazioni tossicologiche delle stesse.