Effettuare una valutazione tossicologica complessiva della matrice ambientale

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2 Effettuare una valutazione tossicologica complessiva della matrice ambientale valutare l esposizione dell ecosistema nel quale avviene la diffusione/dispersione accumulo/assorbimento degli inquinanti

3 Inquinamento: azione che modifica, aria, acqua, suolo o cibo, in modo da minacciare la salute, la capacità di sopravvivenza o le attività dell uomo e degli altri organismi viventi Inquinanti: sostanze solide, liquide o gassose che possono entrare nell ambiente attraverso le attività umane o a causa di eventi naturali. Possono anche essere emissioni energetiche (calore, rumore o radiazioni)

4 Ossidi di azoto (NOx): derivano dalla combustione di combustibili. In città si hanno picchi di concentrazione in coincidenza con le ore di punta del traffico. Sono responsabili di alcuni degli effetti irritanti dello smog fotochimico Monossido di Carbonio (CO): deriva dalla combustione incompleta di sostanze contenenti carbonio (motori, caldaie mal regolate, incendi, fumo di tabacco). Inodore e incolore. L elevata affinità per l emoglobina provoca la riduzione della capacità del sangue di trasportare ossigeno (in presenza di rilevanti concentrazioni ematiche può portare al coma)

5 Anidride solforosa (SO 2 ): deriva da lavorazioni di metalli e, in passato, da combustione di gasolio. Molto irritante, a contatto con H2O forma acido solforico (responsabile degli energici effetti irritanti sugli occhi, le membrane mucose e la pelle) Ozono (O 3 ): si forma per l azione dei raggi ultravioletti sugli ossidi di azoto. Potente ossidante, provoca infiammazione delle strutture biologiche

6 Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA): poco volatili, idrofobici, degradazione molto lenta. In atmosfera sono adsorbiti sul particolato. Possono essere rimossi con deposizioni umide o secche. I sedimenti e il suolo sono i recettori ambientali finali. Composti Organici Volatili (VOC): hanno una pressione di vapore abbastanza alta per vaporizzare significativamente ed entrare in atmosfera (aldeidi, chetoni, idrocarburi)

7 Diossine/Furani: Presenza ubiquitaria nell ambiente, elevata lipoaffinità, resistono alla degradazione chimica e biologica, bioconcentrano e biomagnificano nella rete trofica Isomeri più tossici: 4 atomi di cloro in posizione 2,3,7,8 Per la valutazione del rischio ed il controllo legislativo si stima la potenza tossica di un congenere rispetto alla 2,3,7,8-TCDD: Tossicità Equivalente

8 Diossine/Furani: meccanismo d azione tossico mediato dal recettore Ah, agisce sul DNA provocando biotrasformazioni citocromiche ed enzimatiche. Effetti: Leucemie, Linfomi Non-Hodgkin, Alterazione della riproduzione e dello sviluppo, Alterazione del sex ratio, Alterazione ormonali, Aumento mortalità prenatale, Alterazioni nel comportamento cognitivo e sessuale, Riduzione della fertilità, Effetti sul sistema immunitario, Effetti sulla tiroide, Diabete e Malattie cardiovascolari

9 Diossine/Furani: Eventi storici 10 luglio 1976 Seveso (Mi): esplode valvola di sicurezza di un reattore chimico (Icmesa) durante la produzione di 2,4,5- triclorofenolo: liberati 2 kg di diossina. Popolazione non immediatamente avvertita. In pochi giorni muoiono 3300 animali domestici. Tra i 1600 residenti della zona più contaminata (>50 µg/m² TCDD nel terreno) diagnosticati 447 casi di cloracne (1982 Direttiva Seveso: censimento dei siti industriali a rischio a livello europeo)

10 Diossine/Furani: Trend storici Fine anni 70: trovate diossine nei fumi di inceneritori Le emissioni degli inceneritori sono diminuite di circa 1000 volte dagli anni 1970 ad oggi a seguito delle nuove tecniche di abbattimento e delle nuove normative

11 Diossine/Furani: Trend storici esposizione della popolazione a livelli estremamente bassi rispetto al passato nel corpo di un adulto medio è diminuita del 50% dagli anni 80 (EPA) nel latte materno, nel sangue e nei tessuti umani diminuzione del 50-70% dal 1980 al 1996

12 Diossine/Furani: Trend storici - Alimentazione i livelli di diossina nel cibo, principale via di esposizione umana, sono dimezzati negli ultimi 7 anni TDI (Dose Tollerabile Giornaliera) per adulti: 1-4 pg/kg/bw/day (WHO) assunzione media per adulti: 0,5-1 pg/kg/bw/day (EPA)

13 PoliCloroBifenili (PCB): prodotti deliberatamente dal petrolio e dal catrame. Stabili, resistenti, non ossidabili, liposolubili. Le principali vie di contaminazione sono: incendi, scarichi illeciti, smaltimento inadeguato dei rifiuti, discariche, incenerimento dei rifiuti, fanghi di depurazione, combustione di oli usati. Effetti: analoghi a quelli osservati per le diossine. E vietato l uso e il commercio dal 1985

14 Metalli: solidi a temperatura ambiente (ad eccezione del mercurio), eterogenei, duttili e malleabili, buoni conduttori di elettricità e di calore. Si definiscono pesanti se hanno numero atomico superiore a 20 (mercurio, piombo, cadmio, arsenico, nichel, ecc.). Hanno la tendenza ad accumularsi nel suolo e nella catena alimentare. Possono avere effetti nocivi sugli esseri viventi anche a concentrazioni non elevate

15 Particolato: particelle solide e liquide sospese ed eterogenee, varianti nel tempo e nello spazio per composizione chimica e dimensioni Particelle primarie: emesse direttamente nell atmosfera Particelle secondarie: generate dalla trasformazione fisico chimica dei gas Viene distinto in PM10, PM2.5, PM1, UF-PM0.1

16 Particolato: MECCANISMI DI DEPOSIZIONE: Consumo della pavimentazione, Traffico veicolare, Rifiuti, Trasporto di fango, Erosione, Detriti biologici, Sali antigelo AGENTI DI RIMOZIONE: Risospensione da traffico veicolare, Vento, Ruscellamento delle acque di pioggia, Pulizia stradale Nelle città circa il 50% del particolato nell aria è dovuto a risospensione

17 Nanoparticolato: si forma da combustioni, labile, tende a conglomerarsi in particelle più grandi. Raggiunge gli alveoli e entra nella circolazione ematica, dove provoca infiammazioni sistemiche

18 Sottoprodotti indesiderati di processi chimici e di combustione Inceneritori (municipali, industriali, ospedalieri) Fonderie Centrali termiche Produzione chimica di clorofenoli, clorobenzeni, pesticidi, PVC, PCB Industria della carta

19 Analisi dei Limiti di Legge Composto Limite italiani Riferimento Salute umana Superamenti Riferimento Protezione ecosistemi Superamenti SO2 DM 60/ ug/m3 (media annuale) Nei Limiti DM 60/ ug/m3 (media annuale) Nei Limiti NOx DM 60/ ug/m3 (media annuale) Superiore DM 60/ ug/m3 (media annuale) Superiore CO DM 60/ mg/m3 (media 8 ore) Nei Limiti O3 DM 16/5/ ug/m3 (media 8 ore) Superiore H2S Limiti OMS 150 ug/m3 (media giornaliera) Nei Limiti PM 2,5 WHO Air Quality 25 ug/m3 (media giornaliera) Superiore PM 10 DM 60/ ug/m3 (media annuale) Superiore Arsenico Dir 2004/107/CE 6 ng/m3 (media annuale) Nei Limiti Cadmio Dir 2004/107/CE 5 ng/m3 (media annuale) Nei Limiti Nichel Dir 2004/107/CE 20 ng/m3 (media annuale) Nei Limiti Piombo DM 60/2002 0,5 ug/m3 (media annuale) Nei Limiti B[a]P DM 25/11/ ng/m3 (media annuale) Superiore Benzene DM 60/ ug/m3 (media annuale) Nei Limiti Diossine DLgs 152/2006 0,00001 mg/kg ss Nei Limiti DLgs 152/2006 0,00001 mg/kg ss Nei Limiti PCB DLgs 152/2006 0,06 mg/kg ss Nei Limiti DLgs 152/2006 0,06 mg/kg ss Nei Limiti Dati ARPAV Diossine e PCB: Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri Milano

20 Fonti di Emissione & Gestione dei Rifiuti Inquinante Udm Gestione rifiuti Totale % Gestione Rifiuti Arsenico kg/a 0,0 190,0 0% Benzene t/a 0,0 40,8 0% Cadmio kg/a 0,0 18,9 0% CH4 t/a 3,8 1580,3 0,238% CO t/a 14, ,7 0,111% CO2 t/a 0, ,8 0% COV t/a 5,5 3907,7 0,140% Cromo kg/a 0,0 99,2 0% Diossine e PCB g(teq)/a 0,0 0,8 0,311% IPA kg/a 2,1 212,8 0,989% Mercurio kg/a 0,0 35,7 0% N2O t/a 0,0 127,6 0,033% NH3 t/a 2,3 211,0 1,105% Nichel kg/a 0,0 343,8 0% NOx t/a 0,6 3902,2 0,016% Piombo kg/a 0,0 2935,0 0% PM10 t/a 0,8 470,2 0% Rame kg/a 0,0 72,7 0% Selenio kg/a 0,0 97,3 0% SOx t/a 0,0 717,6 0% Zinco kg/a 0,0 4253,9 0% Dati APAT 2001

21 Valutazione di Impatto Igienico-Sanitaria (VIS) Analizza e quantifica l impatto degli inquinanti sulla salute umana e sugli ecosistemi alla ricerca di azioni tecniche volte a migliorare la qualità ambientale e prevenire gli effetti avversi Si divide in due macrosettori: tossicologia umana ed ecotossicologia I risultati integrati per ottenere il migliore quadro generale possibile e per pianificare politiche sanitarie di prevenzione per l eliminazione delle fonti di rischio

22 Valutazione di Impatto Igienico-Sanitaria (VIS) analisi critica delle sostanze pericolose presenti nell ambiente: Raccolta informazioni quali quantitative di sostanze pericolose e loro caratterizzazione chimica e tossicologica valutazione dell esposizione attuale per evidenziare possibili fattori di criticità valutazione dell esposizione futura con approcci modellistici ed epidemiologici analisi delle criticità e raccomandazione di possibili interventi mirati alla prevenzione degli effetti avversi

23 Rischio Tossicologico per la Salute Umana stima del rischio di effetti avversi attraverso: Dose Cronica Giornaliera (CDI); Rischio di Effetti Tossici (Hazard Quotient o HQ) Rischio Cancerogeno (Cancer Risk); ( Linee guida per la valutazione del rischio sanitario determinato da fonti di inquinamento ambientale, redatte dal Centro Tematico Regionale di Epidemiologia Ambientale della Regione del Veneto)

24 Indici di Rischio Tossicologico matrice ARIA: esposizione della popolazione dovuta alla respirazione CDI = C x CR x EF x ED BW x AT CDI = assunzione giornaliera media cronica (mg/kg p.c. /giorno) C = concentrazione media della sostanza nel periodo di esposizione (mg/m 3 ) CR = tasso di contatto, 0,02 m 3 giorno -1 per gli adulti e 0,006 m 3 giorno -1 per i bambini (US-EPA e APAT ) EF = frequenza di esposizione, 365 giorni/anno ED = durata di esposizione, 80,3 anni (speranza di vita media nel Veneto, Ministero della Salute, 2001) BW = peso corporeo, 70 kg per la popolazione adulta e 15 kg per i bambini AT = tempo medio di esposizione, giorni come prodotto di 365 giorni per 70 anni (APAT, EPA)

25 Indici di Rischio Tossicologico matrice SUOLO: esposizione della popolazione per ingestione di suolo CDI = C x CR x CF x FI x EF x ED BW x AT CDI = assunzione giornaliera media cronica (mg/kg p.c. /giorno) C = concentrazione media della sostanza nel periodo di esposizione (mg/kg ss) CR = tasso di ingestione, 200 mg/day per i bambini CF = fattore di conversione kg-mg = 10-6 FI = frazione ingerita dalla sorgente = 1 EF = frequenza di esposizione, 365 giorni/anno ED = durata di esposizione, 80,3 anni (speranza di vita media nel Veneto, Ministero Salute, 2001) BW = peso corporeo, 70 kg per gli adulti e 15 kg per i bambini AT = tempo medio di esposizione, giorni come prodotto di 365 giorni per 70 anni (APAT, EPA)

26 Rischio per sostanze non cancerogene (HQ) sostanze tossiche: Hazard Quotient (HQ o HI) HQ = CDI RfD CDI: dose cronica giornaliera RfD : dose che può essere assunta giornalmente per l intera vita senza produrre effetti avversi apprezzabili sull organismo umano (APAT, 2007; World Health Organization, 2005) HQ > 1 => rischio di effetti tossici (non cancerogeni)

27 Rischio per sostanze cancerogene (Cancer Risk) probabilità di casi incrementali di tumore causati dall esposizione alla sostanza Cancer Risk = CDI x SF CDI: Dose Cronica Giornaliera SF: Slope Factor, probabilità di casi incrementali di tumore nella vita per unità di dose (APAT) rischio cancerogeno tollerabile per singole sostanze < 1 x 10-6 rischio cancerogeno cumulativo tollerabile < 1 x 10-5

28 Indici di Qualità dell Aria ILI = Indice Limiti Italiani, confronta i valori registrati con i limiti di legge italiani (DM 60/2002, DM 16/5/96) AQI = Air Quality Index (US-EPA) confronta i valori determinati con i NAAQS Primary Standars (standard di qualità per la protezione della salute pubblica) WHO Air Quality = confronta i valori sperimentali con quelli contenuti nelle Air Quality Guidelines (WHO, 2005)

29 Indici di Qualità dell Aria ILI, WHO indice = 1 => limite di legge o di qualità indice < 1 => rischio tollerabile/accettabile, buona qualità indice > 1 => potenziale rischio per la salute

30 Indici di Qualità dell Aria AQI: 6 classi di qualità secondo un valore numerico ricavato considerando pari a 100 i NAAQS Primary Standards

31 Rischio Ecotossicologico protezione dell ambiente nella sua integrità, per ogni sostanza si calcola un Quoziente di Rischio (HQ): HQ = PEC PNEC PEC = concentrazione nell ambiente PNEC = concentrazione al di sotto della quale non si verificano effetti dannosi per l ambiente HQ > 1 => rischio potenziale per l ambiente

32 Rischio Attuale: Aria (valori medi)

33 Rischio Attuale: Suolo (valori medi) Composto (Valori Medi) Uomo Rischio Cancerogeno Bambini Adulti Lavoratori Diossine Sì No No PCB No No No Ambiente Quoziente di Rischio No -

34 Rischio Futuro: Aria (valori medi)

35 Rischio Futuro: Suolo (valori medi) Gli incrementi del rischio tossicologico ed ecotossicologico relativi agli scenari futuri NON sono significativi

36 Conclusioni STATO ATTUALE: rischio tossicologico: criticità per O 3, particolato, NOx e SOx in aria e per le diossine nel suolo rischio ecotossicologico: criticità per NOx solo considerando valori massimi orari ANALISI PREVISIONALE: conferma quanto evidenziato nella valutazione dello stato attuale sia per l approccio tossicologico che ecotossicologico L impatto simulato dell inceneritore risulta essere minimo rispetto alla situazione ambientale esistente

37 Salubrità ambientale Valutazione della salubrità ambientale attraverso l andamento temporale della diffusione-dispersione-assorbimento-accumulo d inquinanti, tramite l utilizzo di indici tossicologici e di rischio ambientale. Permette il confronto tra zone e/o realtà con diversa esposizione Consente la verifica dell efficacia delle misure di mitigazione dell impatto ambientale nel tempo.

38 Salubrità ambientale Operativamente è necessario scegliere dei campioni rappresentativi di diverse esposizioni e sottoporli ad una serie di monitoraggi integrati di tipo chimico-fisicobiologico -clinico Con frequenza prestabilita, possono essere confrontati i risultati di ricerche sperimentali tese a verificare la reale esposizione (Σ: indoor/outdoor/occupazionale) dei bersagli sia ambientali che umani a micro e macroinquinanti.

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