MONITORAGGIO DELLA MUTAGENICITÀ DEL PARTICOLATO ATMOSFERICO URBANO: RETE REGIONALE DELL EMILIA-ROMAGNA ( )

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1 SEZIONE PROVINCIALE DI PARMA Via Spalato, Parma sez@pr.arpa.emr.it Specializzazione Mutagenesi Ambientale ed Occupazionale MONITORAGGIO DELLA MUTAGENICITÀ DEL PARTICOLATO ATMOSFERICO URBANO: RETE REGIONALE DELL EMILIA-ROMAGNA ( ) A cura di Dr.ssa Francesca Cassoni Responsabile Specializzazione Mutagenesi Ambientale ed Occupazionale Agosto 22

2 Si ringraziano per la collaborazione nella redazione e per il supporto tecnicoscientifico: Dr.ssa Annamaria Buschini Istituto di Genetica dell Università degli Studi di Parma Dr.ssa Clara Bocchi - Consulente della Sezione Provinciale di Parma di Arpa Emila-Romagna. Network Team Arpa Emilia-Romagna - PTS Dr. C. Curtoni, Dr.ssa D. Bernardi, P.ch. A. Lodigiani, P.ch. M. Bottazzi (ARPA - Sezione Prov.le di Piacenza); Dr.ssa F. Cassoni, Dr.ssa A. Buschini, Dr.ssa S. Baiocchi, P.Ch. G. Pinto (ARPA - Sezione Prov.le di Parma); Dr.ssa L. Camellini, Dr. R. Pagliani (ARPA - Sezione Prov.le di Reggio Emilia); Dr.ssa D. Sesti, Dr.ssa M. Ferrari, Dr.ssa A. Manzieri (ARPA - Sezione Prov.le di Modena); Dr. A. Chiodi, P.Ch. M. Ridolfi, P.Ch. R. Calori (ARPA - Sezione Prov.le di Bologna); Dr.ssa M. Bovolenta, Dr. M.A. Abdinur (ARPA - Sezione Prov.le di Ferrara); Dr. L. Ornigotti, Dr.ssa A. Casadei (ARPA - Sezione Prov.le di Forlì); Dr. S. Giaquinta, Dr.ssa M. Pagnani, Dr. F. Bandini (ARPA - Sezione Prov.le di Ravenna). Network Team Arpa Emilia-Romagna PM2,5 e PM1 Dr.ssa D. Bernardi, P.ch. A. Lodigiani, P.ch. M. Bottazzi (Sezione Prov.le di Piacenza); Dr.ssa F. Cassoni, Dr.ssa C. Bocchi, Dr.ssa S. Baiocchi, P.ch. G. Pinto, T.L. S. Aimi (Sezione Prov.le di Parma); Dr.ssa P. Natali, Dr.ssa D. Sesti, (Sezione Prov.le di Modena); Dr. A. Chiodi, P.ch. M. Ridolfi, P.ch. R. Calori (Sezione Prov.le di Bologna); Dr.ssa M. Bacchi; Dr.ssa C. Nizzoli (Sezione Prov.le di Forlì - Cesena), Dr.ssa M. Pagnani, Dr. F. Bandini (Sezione Prov.le di Ravenna); Dr. M. Zamagni (Sezione Prov.le di Rimini). Collaborazioni: Specializzazione Amianto, polveri e fibre, igiene industriale, indoor pollution e tossicologia occupazionale, Arpa Emilia-Romagna, Sezione Provinciale di Reggio Emilia: Dr. Emilio Renna, Dr. Giovanni Pecchini, P.ch. Orietta Sala! Analisi del particolato in microscopia elettronica (SEM). Arpa Emilia-Romagna, Sezione Provinciale di Bologna: P. ch. Rino Calori, P.ch. Marina Ridolfi! Analisi in gas-massa degli IPA e loro derivati. Specializzazione Microinquinanti organici, Arpa Emilia-Romagna, Sezione Provinciale di Ravenna: Dr. Ivan Scaroni! Analisi in gas-massa degli IPA e loro derivati.

3 INDICE Pag. INTRODUZIONE Mutagenesi Ambientale... 1 Mutagenicità e cancerogenicità.. 1 Mutagenesi ambientale e particolato atmosferico urbano... 3 L esperienza di Parma e la Rete Regionale dell Emilia-Romagna di monitoraggio della mutagenicità del particolato atmosferico urbano 6 MATERIALI E METODI Siti e periodi di campionamento del particolato atmosferico.. 11 Campionamento ed estrazione particolato atmosferico Determinazione del peso delle polveri 13 Determinazione Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA). 13 Analisi in microscopia elettronica.. 14 Test di mutagenesi Valutazione e rappresentazione dei dati 16 RISULTATI Monitoraggio Polveri Totali Sospese PTS.. 17 Monitoraggio PM 2,5 e PM 1 22 PM 2,5. 22 PM Risultati di alcune analisi preliminari, tramite microscopia elettronica, del particolato atmosferico urbano.. 39 CONCLUSIONI 42 BIBLIOGRAFIA 43

4 INTRODUZIONE Mutagenesi Ambientale Si definisce Mutagenesi Ambientale una disciplina molto vasta e in continua evoluzione che si occupa della rilevazione e dello studio dell insorgenza di alterazioni al DNA (materiale genetico) prodotte da agenti chimici o fisici esterni all organismo in esame e le conseguenze da esse derivanti. Lo sviluppo di tale disciplina è divenuto inarrestabile e le possibili applicazioni pratiche delle analisi dei meccanismi mutagenetici, sempre più perfezionate, sono divenute numerosissime e vanno dal campo della biologia molecolare, terapia genica alla tossicologia industriale, monitoraggio ambientale etc. In Italia un settore consolidato d applicazione della Mutagenesi Ambientale è la tossicologia genetica. Infatti l utilizzo dei cosiddetti test di Mutagenesi (test che rilevano a vari livelli il danno al DNA) è obbligatorio per legge nello screening preventivo per l autorizzazione all immissione sul mercato di sostanze di nuova sintesi, in specifico per i farmaci. Un campo in forte espansione, inoltre, è quello dell eco-tossicologia genetica (ecogenotossicologia) ovvero l applicazione dei test di mutagenesi specie a breve termine in quanto possono dare una risposta, anche in sole 48 ore, alla rilevazione di sostanze potenzialmente mutagene presenti, spesso, in miscele complesse nell ambiente di vita sia esterno (outdoor: aria, acqua, suolo etc.) che interno (indoor: aree abitative o ambienti di lavoro). Questi test, avendo come fondamento teorico il fatto che la struttura di base del DNA è identica in tutti gli organismi viventi, impiegano sia organismi semplici (procariotici, come i batteri, o eucariotici come lieviti e funghi filamentosi) o complessi (piante e animali) sia colture cellulari. Mutagenicità e cancerogenicità E generalmente accettato che i tumori siano malattie ad eziologia genetica, dovuti cioè ad alterazioni del DNA. Dal momento che la trasformazione di una cellula normale in una Pag. 1 di 43

5 neoplastica è un processo a più stadi, spesso definiti da mutazioni nel DNA (si presuppone che siano necessarie numerose mutazioni in geni differenti perché un tumore diventi pienamente maligno), in particolare in quei geni codificanti strutture e funzioni legate al controllo della divisione cellulare, l evidenza di mutagenicità indica un probabile rischio cancerogenico. L incremento quindi di mutageni nell ambiente è indice di un rischio genotossico in aumento. Una delle osservazioni a prova di questa tesi è certamente il rapporto dimostrato tra agenti mutageni e cancerogeni. Il test di Ames (test di mutagenesi più utilizzato al mondo per screening genotossicologici) ha evidenziato una netta correlazione tra mutageni e cancerogeni (6-8%) (Figura sottoriportata). cancerogeni 6 non-mutageni 6 mutageni 6 6 non-cancerogeni Correlazione fra attività cancerogena e attività mutagena di un centinaio di composti chimici esaminati (modificata, da Curtoni et al. 1997) Viene quindi generalmente accettato che una evidenza di mutagenicità indichi rischio cancerogeno. Negli ultimi anni le tecniche molecolari accoppiate alle analisi citogenetiche hanno evidenziato che i vari tipi di danno genetico, rilevati dai saggi di mutagenicità e genotossicità, fino ad ora impiegati nella valutazione del rischio mutageno/cancerogeno, possono essere coinvolti nell eziologia dell evento tumorale ed è stato visto che diversi tipi di mutazioni indotti da miscele di mutageni ambientali in organismi da esperimento sono Pag. 2 di 43

6 gli stessi riscontrati in esseri umani esposti agli stessi mutageni ambientali. Occorre, tuttavia, molta cautela nell applicare all uomo le conclusioni derivanti dallo studio degli agenti mutageni in organismi da esperimento. L informazione che tali test forniscono è comunque molto importante in quanto segnalano un possibile rischio, derivante dall esposizione a sostanze che agiscono sul DNA, per l uomo e l ambiente. Le indagini epidemiologiche e le indagini a lungo termine su animali sono sicuramente quelle che forniscono le informazioni più valide per valutare il rischio cancerogeno per l uomo. Tuttavia sono caratterizzate da tempi lunghi, costi elevati e spesso sono complicate da fattori di confondimento e problemi etici. Quindi, ai fini di una migliore identificazione del rischio per l uomo a seguito dell esposizione sia a singole sostanze mutageno/cancerogene che a miscele complesse delle stesse, l utilizzo di test di mutagenesi a breve termine nel monitoraggio ambientale risulta particolarmente efficace. Mutagenesi ambientale e particolato atmosferico urbano Il crescente livello di inquinamento atmosferico registrato negli ultimi anni, a causa soprattutto dell aumento del traffico veicolare, ha suscitato un maggiore interesse da parte di strutture specializzate nel settore, quali l Arpa Emilia-Romagna, al problema riguardante la qualità dell aria. In particolare si è focalizzata l attenzione sulla prevenzione e sulla riduzione degli effetti che gli inquinanti atmosferici possono avere sulla salute umana e sull ambiente. Generalmente il monitoraggio della qualità dell aria avviene tramite parametri chimicofisici e la normativa prevede soglie di attenzione e di allarme che si basano sugli effetti acuti degli inquinanti monitorati senza considerare quegli effetti che possono derivare da esposizioni prolungate anche a basse concentrazioni di sostanze chimiche dannose per la salute. Da tenere in considerazione è il fatto che la maggior parte delle sostanze inquinanti a cui siamo sottoposti si trovano nell ambiente sotto forma di miscele complesse contenenti svariate specie chimiche non sempre caratterizzabili e/o quantificabili e che possono interagire tra di loro con effetti additivi, sinergici o antagonisti. Si riporta di seguito la Pag. 3 di 43

7 definizione di miscela complessa data dall EPA statunitense (US Environmental Protection Agency): Una miscela contenente così tanti componenti che una stima della sua tossicità basata sulle tossicità dei singoli componenti contiene troppa incertezza ed errore per poter essere utile. La composizione chimica può variare nel tempo e/o a seconda delle differenti condizioni in cui la miscela è prodotta. Le stime del rischio delle miscele complesse dovrebbero basarsi sui dati di tossicità e di esposizione dell intera miscela. La benzina è un esempio. Gli effetti sulla salute delle miscele di sostanze chimiche sono molto complessi e dipendono dalla composizione chimica delle miscele stesse, come è stato evidenziato da numerosi studi condotti sia su organismi in vivo che su sistemi in vitro e spesso risulta particolarmente difficile predire gli effetti delle miscele per il fatto che uno o più componenti possono avere molteplici meccanismi di azione e più target cellulari. L aria urbana, in specifico il particolato atmosferico, è un tipico esempio di miscela complessa e inoltre, a causa dell enorme quantità di sorgenti (in particolare del traffico veicolare), su un territorio relativamente ristretto e del gran numero di persone esposte, le aree urbane manifestano i maggiori problemi di inquinamento. L associazione tra diverse concentrazioni di materiale particellare (PM) e gli effetti sulla salute umana sono stati ben studiati. Il materiale particellare, infatti, merita particolare attenzione in quanto veicola contaminanti aerodispersi all interno del nostro organismo. Molte molecole presenti nel particolato sono mutagene e/o cancerogene e la loro attività è stata dimostrata, sia in vivo che in vitro, anche a concentrazioni estremamente basse. Le diverse frazioni granulometriche, generate con meccanismi chimico-fisici differenti, si distribuiscono nell apparato respiratorio a diversi livelli a seconda delle dimensioni e quelle più fini raggiungono gli alveoli polmonari entrando a diretto contatto con il circolo ematico. Un recente studio di Pope et al. sulla relazione tra esposizione a lungo termine al particolato fine e mortalità, ha evidenziato che ad ogni incremento di 1 µg/m 3 della concentrazione delle polveri fini (PM 2,5 ) corrisponde, approssimativamente, un aumentato rischio di mortalità, per tutte le cause, per malattie cardiopolmonari e per cancro al polmone, rispettivamente del 4%, 6% e 8%. Pag. 4 di 43

8 Infatti è ormai dimostrato che alcune sostanze presenti nell aria sono mutagene e/o cancerogene in quanto interagiscono direttamente o indirettamente con il DNA. Vista quindi l esistenza di una stretta correlazione tra sostanze mutagene e cancerogene, si è resa necessaria la valutazione del potenziale carico mutageno a cui è sottoposta la popolazione urbana. L identificazione del rischio mutageno/cancerogeno a cui la popolazione è sottoposta in seguito all esposizione cronica agli inquinanti presenti nelle miscele ambientali, spesso a basse concentrazioni, (anche al di sotto dei limiti di rilevabilità strumentale) deve, quindi, prevedere l analisi delle potenzialità mutagene, non solo delle singole molecole, ma anche ed in special modo delle miscele complesse in toto. Indagini sulla genotossicità del particolato atmosferico sono state effettuate in diverse città a livello nazionale ed internazionale. Lo scopo di queste ricerche è di poter disporre di dati inerenti il rischio derivante dall esposizione a genotossici ambientali aerodispersi in aree con differenti livelli di inquinamento. Spesso tali indagini riguardano periodi di campionamento ripetuti più volte nell arco di tempo oggetto dello studio. Di particolare interesse, a questo proposito, è il lavoro che è stato svolto dall EPA Danese (Danish Environmental Protection Agency) che ha utilizzato i dati relativi al contemporaneo monitoraggio degli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) e dell attività mutagena del particolato atmosferico, considerati indicatori del carico genotossico dell aria e quindi di un potenziale rischio cancerogeno per la popolazione urbana. Un singolo inquinante può, infatti, non essere sufficiente per descrivere lo stato e/o l evoluzione nel tempo della contaminazione ambientale derivante da una miscela complessa quale è il particolato atmosferico. I test di mutagenesi possono inserirsi in vario modo negli studi sull inquinamento atmosferico; il WHO li inserisce, ad esempio, nella fase di identificazione - caratterizzazione del rischio per la popolazione. Tali test possono venire utilizzati dalle Amministrazioni Locali come indicatori della presenza di sostanze mutageno/cancerogene ai fini della valutazione dei provvedimenti presi per la riduzione dell inquinamento (nuovi carburanti, regolamentazione del traffico, giornate senza auto, ecc.); oppure per confrontare città diverse o all interno della stessa città aree diverse al fine di una migliore caratterizzazione dell inquinamento. Pag. 5 di 43

9 L esperienza di Parma e la Rete Regionale dell Emilia-Romagna di monitoraggio della mutagenicità del particolato atmosferico urbano. A Parma dal 1991 a tutt oggi si è affiancato alla misura dei classici parametri chimico-fisici il monitoraggio in continuo della mutagenicità del particolato atmosferico urbano, identificato come una delle miscele che originano un alto rischio per la popolazione esposta. In particolare dal 1991 al 1998 sono state monitorate le Polveri Totali Sospese (PTS) e dal settembre 1998 a tutto il 2 oltre alle PTS sono state campionate, in continuo e nello stesso sito, anche la frazione PM 1 (particelle con diametro aerodinamico <1µm) denominata anche frazione toracica e PM 2,5 (particelle con diametro aerodinamico <2,5µm) denominata anche frazione respirabile. I dati di Parma hanno permesso di descrivere l evolversi della qualità dell aria in un arco di tempo (1991-2) (Fig.1) durante il quale sono stati presi diversi provvedimenti per il contenimento degli inquinanti aerodispersi (marmitta catalitica, benzina verde, bollino blu, etc.). Alcuni dei parametri fisico-chimici indicatori di inquinamento hanno evidenziato un reale miglioramento (sostanziale diminuzione delle concentrazioni di piombo e di biossido di zolfo e, in alcuni casi, anche del monossido di carbonio), mentre i dati relativi alla genotossicità degli estratti di particolato atmosferico, valutata mediante test di mutagenesi a breve termine, hanno evidenziato una presenza costante di sostanze mutagene associate al particolato atmosferico con un tipico andamento stagionale caratterizzato da valori più elevati nei mesi autunnali-invernali e minimi nei periodi più caldi. Pag. 6 di 43

10 PARMA - PTS 8 FG gen-91 apr-91 lug-91 ott-91 gen-92 apr-92 lug-92 ott-92 gen-93 apr-93 lug-93 ott-93 gen-94 apr-94 lug-94 ott-94 gen-95 apr-95 lug-95 FATTORE DI GENOTOSSICITA Negativo Debolmente positivo Positivo Fortemente positivo ott-95 gen-96 apr-96 lug-96 ott-96 gen-97 apr-97 lug-97 ott-97 gen-98 apr-98 lug-98 ott-98 gen-99 apr-99 lug-99 ott-99 gen- apr- lug- ott- Intervalli di positività del Fattore di Genotossicità calcolato in base a tutti i test eseguiti sui ceppi TA98 e TA1 di Salmonella typhimurium con e senza attivazione metabolica esogena. Fig.1 - Stazione di rilevamento:parma, Via Spalato n 4. Evoluzione temporale della genotossicità del particolato atmosferico urbano (PTS) rilevata come Fattore di Genotossicità (FG) su tutti i test in Salmonella typhimurium. Pag. 7 di 43

11 La serie storica di Parma, quindi, ha evidenziato la maggior sensibilità di questa metodologia rispetto alle sole misure chimico-fisiche effettuate in parallelo: la presenza di effettori genotossici risulta, infatti, evidente anche quando i valori chimici o fisici sono notevolmente al di sotto delle soglie di allarme indicate dalla legislazione vigente. Quindi si è ipotizzato che un progetto in grado di garantire la valutazione continua nel tempo e su tutto il territorio regionale della genotossicità del particolato atmosferico urbano avrebbe fornito dati utili nella valutazione dell efficacia delle azioni nazionali e locali tese al risanamento dell aria in ambiente urbano (introduzione della benzina verde, ecodiesel, domeniche senza traffico ecc.). Per questi motivi a partire dal 1997 Arpa Emilia-Romagna ha promosso l avvio di una rete regionale di monitoraggio in continuo della mutagenicità del particolato atmosferico in ambiente urbano, attualmente costituita da otto nodi corrispondenti, per lo più, ai capoluoghi di provincia della Regione. L esperienza condotta a Parma sulle tre differenti frazioni granulometriche del particolato aerodisperso ha evidenziato una maggiore mutagenicità specifica delle frazioni PM 1 e PM 2,5, in modo statisticamente significativo, rispetto alle PTS (Fig.2) nonostante il loro minor contributo alla polverosità totale (Fig.3), in particolar modo l attività mutagena risulta associata alla frazione PM 2,5. * ** Fig.2 - Box-plots comparativi della distribuzione dei revertenti/µg (sommatoria dei revertenti rilevati con tutti i test eseguiti) indotti da estratti delle tre frazioni di particolato atmosferico campionato a Parma, Via Spalato n 4, da settembre 1998 a dicembre 2. Si riporta la significatività del t di Student delle frazioni PM 1 e PM 2,5 rispetto alle polveri totali (PTS): * p<.5; ** p<.1. Pag. 8 di 43

12 Fig.3 - Box-plots comparativi delle concentrazioni mensili (µg/nm 3 ) delle tre frazioni di particolato atmosferico campionato a Parma, Via Spalato n 4, da settembre 1998 a dicembre 2. Per una migliore caratterizzazione dell attività mutagena degli estratti delle tre frazioni di particolato atmosferico è stata comparata l attività genotossica degli estratti con le concentrazioni di IPA mutageni (fluorantene, pirene, benzo[a]antracene, crisene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene) presenti negli stessi (Fig.4), da ciò è emerso che non solo la maggior parte degli IPA è associata alla frazione PM 2,5, ma che queste molecole non sono le uniche responsabili della mutagenicità come evidenziato dalla diversa entità di risposta (rev/µg) confrontando tutti i test impiegati con solo quelli condotti in presenza di attivazione metabolica esogena (S9), gli IPA infatti necessitano di venir attivati da sistemi enzimatici specifici per poter esplicare la loro attività sul DNA. 1,5 1,5 PTS Aprile Ipa mutageni (ng/µg polvere) TOT (rev/µg polvere) TA1+S9 e TA98+S9 (rev/µg polvere) Maggio PM 1 PM 2,5 PTS PM 1 PM 2,5 PTS PM 1 PM 2,5 PTS PM 1 PM 2,5 Fig.4 - Comparazione dei livelli di IPA mutageni e attività genotossica determinata con tutti i test di mutagenesi impiegati (TOT) e con solo i test condotti con attivazione metabolica (+S9) relativi ai periodi di aprile e maggio 2. Per un approfondimento analitico, sia per quanto riguarda la composizione chimica che, soprattutto, la distribuzione dimensionale delle particelle catturate dai campionatori, e per meglio interpretare i dati relativi alla mutagenicità del particolato atmosferico urbano, Pag. 9 di 43

13 entrambe le frazioni, PM 1 e PM 2,5, campionate a Parma, sono state sottoposte ad analisi in Microscopia Elettronica. Da queste osservazioni preliminari al microscopio elettronico (Fig.5) è stata evidenziata la presenza predominante in entrambe le frazioni di particolato atmosferico, e in particolar modo nella frazione PM 2,5, di particelle ultrafini (<1µm). Per questi motivi e per l interesse sanitario suscitato dalle particelle ultrafini, a partire dalla seconda metà del 2 si è orientato in tutti i nodi della rete il campionamento del particolato alla frazione PM 2,5, con l eccezione di Ravenna dove viene campionata la frazione PM 1 e Parma dove si campionano entrambe le frazioni. 1µm PARMA PM 1 PM 1 PM <1mm =,84 x1 6 ppt/mm 2 Fig.5 Stazione di rilevamento: Parma, Via Spalato n 4. Immagini al SEM di due campioni contemporanei di PM 1 e PM 2,5. Le particelle aerodisperse (ppt) sono gli oggetti grigi e bianchi mentre i buchi neri sono i pori del filtro (MAG 1.X). 2 µm PARMA PM 2,5 PM 2,5 PM <1mm = 2,16 x1 6 ppt/mm 2 Pag. 1 di 43

14 MATERIALI E METODI Siti e periodi di campionamento del particolato atmosferico Sotto si riportano i siti e i periodi di campionamento delle stazioni di prelievo delle PTS e quelli delle frazioni PM 1 e PM 2,5 della rete regionale. PTS Città e periodo di monitoraggio Sito di Campionamento Tipologia sito Campionatore (DM 2/5/91) Piacenza agosto 1998-agosto 2. Via XXI Aprile, c/o Arpa B Campionatore giornaliero Parma Via Spalato 4, c/o Arpa B Campionatore giornaliero gennaio 1991-dicembre 2 Reggio Emilia V.le Timavo C Campionatore giornaliero aprile-dicembre 1997 (no agosto); aprile-dicembre 1998; gennaio-maggio Modena Largo Garibaldi; C Campionatore giornaliero luglio 1997-febbraio 1998; aprile 1998-agosto 2. Corso Cavour, c/o Arpa B Bologna maggio 1997-marzo 2. Porta Zamboni C Campionatore giornaliero Ferrara novembre 1997-settembre Ravenna gennaio 1999-luglio 2. Rimini ottobre 1999-luglio 2. Via Bologna C Campionatore giornaliero Via Alberoni, c/o Arpa B Campionatore giornaliero Via Abete B Campionatore giornaliero Pag. 11 di 43

15 Città e data di inizio monitoraggio Piacenza da settembre 2 Parma da settembre 1998 Modena da settembre 2 Bologna da luglio 2 Forli da novembre 2 Cesena da novembre 2 Rimini da agosto 2 Sito di Campionamento Via Piatti (UTMX: ; UTMY: ) Via Spalato 4 (UTMX: 642; UTMY: ) Via Cimone, quartiere Terranova (UTMX: ; UTMY: ) Zona Malpighi (UTMX: ; UTMY: ) V.le Salinatore 2 (UTMX: ; UTMY: 49964) Via Rio Marano 38 (UTMX: ; UTMY: ) Via Abete (UTMX: 3449; UTMY: 48823) PM2,5 Tipologia sito (DM 2/5/91) B B B B C C B Campionatore Campionatore giornaliero (TECORA) Campionatore giornaliero (TECORA) Campionatore sequenziale RANCON mod. PARTISOL PLUS 225 matricola S7N 2147 Campionatore giornaliero (TECORA) Campionatore giornaliero (TECORA) Campionatore giornaliero (TECORA) Campionatore giornaliero (TECORA) Altri inquinanti monitorati nel sito NOx; CO; PTS NOx; CO; SO 2 ; PTS; PM 1 NO; NO 2 ; CO; PTS; PM 1 ; PM 2,5, O 3, BTX NO 2 ; CO; PTS; SO 2 NOx; CO; PTS Città e data di inizio monitoraggio Parma da settembre 1998 Ravenna da settembre 2 Sito di Campionamento Via Spalato 4 (UTMX: 642; UTMY: ) Rocca Brancaleone (UTMX: ; UTMY: 92399) PM1 Tipologia sito (DM 2/5/91) B A Campionatore Campionatore giornaliero (TECORA) Campionatore in continuo Enviromental mod. MP11M Altri inquinanti monitorati nel sito NOx; CO; SO 2 ; PTS; PM 1 NOx; CO; SO 2 ; O 3 ; PM 1 ; PAN Campionamento ed estrazione particolato atmosferico Il prelievo viene effettuato ad un altezza compresa tra 1,5 e 3 metri da terra. Per il campionamento di particolato con diametro aerodinamico inferiore a 1 µm (PM 1 ), a Parma, e di particolato con diametro aerodinamico inferiore a 2,5 µm (PM 2,5 ), a Piacenza, Parma, Bologna, Forlì, Cesena e Rimini si utilizzano campionatori giornalieri dotati di testa di prelievo per PM 1 e impattore per PM 2,5 costruiti secondo norme EPA. A Modena per il campionamento di particolato con diametro aerodinamico inferiore a 2,5 µm (PM 2,5 ) si utilizza un campionatore sequenziale RANCON mod. PARTISOL PLUS 225. Per il campionamento di particolato con diametro aerodinamico inferiore a 1 µm (PM 1 ), a Ravenna, si utilizza un campionatore in continuo, Environmental mod. MP11M. Pag. 12 di 43

16 Il particolato utilizzato per i test di mutagenesi è raccolto su filtri in fibra di vetro o quarzo senza leganti organici, tranne nel caso di Ravenna dove il particolato utilizzato per i test di mutagenesi è raccolto su filtri a nastro in fibra di vetro. Il campionamento è continuo per tutte le 24 ore. Il flusso di aspirazione è di circa 16,7 l/min. Il campione mensile è dato dall'insieme dei filtri giornalieri. Ogni campione viene estratto, tramite apparato Soxhlet, in acetone (Acetone RS per pesticidi, Carlo Erba Milano). Il solvente viene evaporato mediante rotavapor ed il residuo secco è risospeso in dimetilsolfossido (DMSO RPE-ACS, Carlo Erba Milano) per ottenere un rapporto costante (5Nm 3 /ml) tra il volume dell'aria e il volume dell'estratto nel periodo in esame. Determinazione del peso delle polveri Il peso delle polveri (PM 2,5 in tutti i nodi della rete e PM 1 a Parma e Ravenna) viene determinato con metodo gravimetrico effettuando due pesate: una dei filtri bianchi, precedente il campionamento, l altra degli stessi filtri dopo la raccolta delle particelle. Tutti i filtri prima di essere pesati (sia prima che dopo il campionamento) vengono posti in un essiccatore, possibilmente in ambiente idoneo a valutazioni gravimetriche (controllato per temperatura e umidità), al buio per 24 ore. Al filtro di campionamento viene affiancato, in tutti i passaggi, un filtro bianco per la valutazione dell errore dovuto a fattori ambientali difficilmente quantificabili. Per quanto riguarda il sito di campionamento di Ravenna, il peso delle polveri viene determinato per assorbimento β. Determinazione Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) Fino a dicembre 2 le analisi degli IPA sono state effettuate dalla Sezione di Bologna dell Arpa Emilia-Romagna mediante analisi in gas massa degli stessi estratti con acetone di particolato atmosferico da sottoporre a test di mutagenesi campionato nelle città di Parma e Bologna. Da gennaio 21 la determinazione degli IPA negli estratti di particolato da sottoporre a test di mutagenesi, campionato a Parma (PM 1 e PM 2,5 ) e a Ravenna (PM 1 ), vengono effettuate, mediante analisi in gas massa, dalla Specializzazione Microinquinanti organici dell Arpa Emilia-Romagna presso la Sezione Provinciale di Ravenna. Metodo analitico adottato dalla Sezione Provinciale di Bologna dell Arpa Emilia-Romagna L aliquota degli estratti organici provenienti dalla estrazione del materiale particellare viene sottoposto a purificazione per cromatografia su colonnina SPE di Florosil (1g/6ml) su Vac Pag. 13 di 43

17 Master. La calibrazione viene eseguita usando la tecnica della diluizione isotopica usando IPA deuderati come standard interni di riferimento (Acenaftene-d1, Fenantrene-d1 e Crisene-d12), che vengono aggiunti al campione all inizio della fase di estrazione, permettendo di verificare il reale recupero degli IPA durante tutte le fasi di preparazione. La determinazione analitica finale viene effettuata per gascromatografia ad alta risoluzione interfacciata ad uno spettrometro di massa a bassa risoluzione (HRGC/LRMS), attraverso la registrazione e la misura delle correnti ioniche relative ai picchi molecolari (Mi) + e ai picchi isotopici (Mi+1) +. Metodo analitico adottato dalla Specializzazione Microinquinanti organici dell Arpa Emilia-Romagna, Sezione Provinciale di Ravenna L aliquota degli estratti organici provenienti dalla estrazione del materiale particellare viene sottoposto a purificazione per cromatografia su colonna impaccata con gel di silice secondo le modalità riportate nel Manuale Unichim 825. La determinazione analitica finale viene effettuata per gascromatografia ad alta risoluzione interfacciata ad uno spettrometro di massa a bassa risoluzione (HRGC/LRMS), attraverso la registrazione e la misura delle correnti ioniche relative ai picchi molecolari (Mi) + e ai picchi isotopici (Mi+1) +. Analisi in microscopia elettronica Il campionamento di polveri da sottoporre ad analisi in microscopia elettronica viene effettuato utilizzando membrane in policarbonato.( 47 mm; porosità,8 µm) e campionando 5 litri di aria. Le analisi in microscopia elettronica sono state effettuate dalla Specializzazione Amianto, polveri e fibre, igiene industriale, indoor pollution e tossicologia occupazionale di Arpa Emilia-Romagna, Sezione Provinciale di Reggio Emilia. Le membrane in policarbonato sono state analizzate, dopo grafitazione, in Microscopia Elettronica a Scansione SEM (microscopio Leica 43i con Microanalisi EDX) a diversi ingrandimenti: 21X 15X per il conteggio delle particelle per millimetro quadrato (pp/mm 2 ) e 6X per l analisi chimica delle particelle con diametro maggiore di 1µm (distribuzione percentuale: particelle organiche, particelle inorganiche Silicati e altre inorganiche) a) Conteggio densità delle particelle: (pp/mm 2 ) Sulle membrane di PM 1 e PM 2,5 sono state eseguiti i conteggi del numero totale di particelle presenti con letture a 21 ingrandimenti per poter vedere anche le particelle più fini. Pag. 14 di 43

18 Le membrane sono state metallizzate con oro e sono stati fotografati diversi campi. In relazione alla superficie di ogni singolo campo e al numero di particelle presenti per campo e al numero di campi osservati è stata calcolata la densità espressa in pp/mm 2. b) Analisi chimica delle particelle: (EDX) Sulla membrana del prelievo PM 1 è stata eseguita, durante l osservazione al SEM, la micro-analisi chimica delle particelle con diametro geometrico maggiore di 1µm.(EDX). Le particelle più fini sono state escluse dal conteggio per la distribuzione percentuale della composizione chimica del particolato (diverse analisi ne hanno evidenziato la pressoché totale componente organica). Test di mutagenesi Gli estratti di particolato atmosferico vengono sottoposti a test di mutagenesi con i ceppi TA98 e TA1 di Salmonella typhimurium (metodo di incorporazione in piastra) in accordo con i metodi standard (Maron DM, Ames BN. Revised methods for the Salmonella mutagenicity test. Mutat Res 1983; 113: ). Il principio del test di Ames si basa sulla retromutazione in quanto utilizza ceppi di Salmonella typhimurium recanti ognuno un diverso tipo di mutazione nell operone che codifica per la biosintesi dell istidina e la positività viene valutata sul numero dei revertenti, cioè sul numero dei batteri che riacquistano il fenotipo del ceppo originale. L utilizzo di due ceppi di Salmonella typhimurium permette di evidenziare due diversi tipi di danni genetici a livello di una o poche coppie di basi nel DNA (mutazioni puntiformi); in particolare il ceppo TA98 rileva mutazioni per inserzione o delezione di basi mentre il ceppo TA1 rileva mutazioni per sostituzione di basi. Per distinguere le sostanze che per esercitare la loro azione mutagena devono essere metabolizzate (promutageni), come ad esempio gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA), da quelle che possono agire sul DNA direttamente (mutageni diretti), come ad esempio i nitroderivati degli IPA, tutti i test su S. typhimurium vengono condotti con e senza attivazione metabolica esogena. A tal fine si utilizza la frazione microsomiale epatica di ratto S9 ottenuta da ratti nei quali è stata stimolata l attività degli enzimi epatici ( S9 ottenuto da ratti indotti con Aroclor1254. MOLTOX USA). Per ogni campione si saggiano cinque concentrazioni e per ogni concentrazione si eseguono tre repliche indipendenti. I revertenti vengono contati dopo 48 ore di incubazione delle piastre in termostato a +37 C. Pag. 15 di 43

19 Valutazione e rappresentazione dei dati La valutazione della ripetibilità delle tre repliche indipendenti viene effettuata mediante l applicazione del fattore di copertura sperimentale Kp (ISO/TR 13843:2 Water quality guidance on validation of microbiological method ). La mutagenicità dei campioni di particolato atmosferico viene determinata considerando solo il tratto lineare delle curve dose/risposta al fine di eliminare l interferenza dovuta all eventuale presenza di effetto tossico o altri effetti inibenti l attività mutagena dei campioni (Bernstein L, Kaldor J, McCann J, Pihz MC. An empirical approach to the statistical analysis of mutagenesis data from the Salmonella test. Mutat Res 1982; 97: ). Per stabilire la positività (mutagenicità) dei campioni di particolato si applica il criterio del raddoppio (two fold rule): un campione si considera positivo quando il rapporto tra il numero dei revertenti indotti e il numero dei revertenti spontanei è 2 (Chu KL, Patel KM, Lin AH, Tarone RE, Linhart MS, Dunkel VC. Evaluating statistical analysis and reproducibility of mutagenicity assay. Mutat Res 1981; 85: ). Per l analisi quantitativa si ricava il valore dei revertenti/nm 3 di aria e dei revertenti/µg di polveri, rappresentato dal coefficiente angolare della retta di regressione dei valori relativi al numero di revertenti riscontrati in ciascuna delle piastre, per ogni dose (Nm 3 di aria aspirata equivalenti o µg di particolato). Per rappresentare l effetto mutageno totale dei diversi campioni si utilizza il Fattore di Genotossicità che si ottiene sommando gli effetti dei test considerati. Per calcolare questo parametro vengono utilizzati i rapporti tra i valori dei trattati e dei loro rispettivi controlli (Rossi C, Poli P, Buschini A, Campanini N, Vettori MV, Cassoni F. Persistence of genotoxicity in the area surrounding an inceneration plant. Toxicol Environ Chem 1992; 36: 75-87). Per valutare la significatività statistica tra le tre diverse frazioni granulometriche (PTS, PM 1 e PM 2,5 ) è stato applicato il test t. La valutazione statistica dei dati relativi ai pesi delle tre frazioni di particolato atmosferico (PTS, PM 1 e PM 2,5 ) è stata effettuata tramite analisi della varianza (test ANOVA). L analisi statistica dei dati viene condotta tramite pacchetto statistico SPSS. Pag. 16 di 43

20 RISULTATI Monitoraggio Polveri Totali Sospese PTS La serie storica dei dati derivanti dal monitoraggio in continuo sul lungo periodo della mutagenicità delle PTS, evidenzia la presenza di sostanze mutagene durante l intero periodo di monitoraggio nella maggior parte dei nodi della rete. Osservando l evoluzione della genotossicità Figura 6.htm associata al particolato atmosferico (Polveri Totali Sospese: PTS), campionato in continuo 24/24h sempre nello stesso sito, si nota un tipico andamento stagionale, con valori più elevati nei mesi autunnaliinvernali e minimi nei periodi più caldi. L andamento della mutagenicità del particolato atmosferico, infatti, è inversamente correlato con quello della temperatura. Questa periodicità durante tutto l arco di tempo considerato, riscontrabile in tutti i nodi della rete regionale dell Emilia-Romagna e in altre indagini condotte sia a livello nazionale che internazionale, può essere dovuta all interazione tra fattori meteo-climatici (fenomeni di inversione termica, irraggiamento solare, ecc.) ed aumento, nei mesi invernali, delle emissioni del traffico veicolare e al contributo degli impianti di riscaldamento. La descrizione della mutagenicità come Fattore di Genotossicità permette di dare un giudizio, associato ad un colore, al livello di mutagenicità riscontrato. Questo parametro, che si ottiene sommando gli effetti di tutti i test eseguiti, mette in evidenza l andamento complessivo della mutagenicità del particolato atmosferico. I valori più elevati si riscontrano per le città di Modena (sito di campionamento in zona a media intensità di traffico veicolare), Bologna (sito di campionamento in zona ad alta intensità di traffico veicolare), Ravenna (sito di campionamento in zona a media intensità di traffico veicolare) e Rimini (sito di campionamento in zona a media intensità di traffico veicolare). Utilizzando il Fattore di Genotossicità, per rappresentare la mutagenicità, sono state create delle cartine regionali valutative del livello di mutagenicità associato al particolato atmosferico urbano nei vari nodi della rete Figura 7.htm. Osservando queste cartine si può notare come la mutagenicità associata alle PTS, in alcuni siti, si mantenga costantemente a livelli elevati. Comparando i valori di revertenti/nm 3 di aria, indotti dagli estratti di particolato atmosferico urbano campionato nei diversi nodi della rete regionale, riferiti ai singoli test (Fig.8), si possono notare, oltre alle differenze di carattere quantitativo, differenze di carattere qualitativo in base alla diversa risposta dei due ceppi di Salmonella utilizzati nelle due differenti condizioni sperimentali (presenza e assenza di attivazione metabolica esogena - +/-S9). Pag. 17 di 43

21 6 5 PTS 1999 TA98 TA98+ TA1 TA1+ revertenti/nm PC PR MO BO RA Fig. 8 Rete Regionale di Monitoraggio della Genotossicità del particolato atmosferico urbano, Arpa Emilia-Romagna. Mutagenicità del particolato atmosferico totale (PTS) rilevata come media dei revertenti per Nm 3, indotti nei ceppi TA98 e TA1 di Salmonella typhimurium con (+) e senza attivazione metabolica esogena, da campioni mensili di aria prelevati nell'anno 1999 nelle città indicate. PC PR RE MO BO FE RA RN % TA98 +/- TA1 +/- Fig.9 - Rete Regionale di Monitoraggio della Genotossicità del particolato atmosferico urbano, Arpa Emilia-Romagna. Rapporti percentuali tra il numero dei revertenti per Nm 3 di aria (PTS) indotti nei ceppi TA98 e TA1 di Salmonella typhimurium in presenza (+) e in assenza (-) di attivazione metabolica esogena. Pag. 18 di 43

22 Osservando le medie annuali (anno 1999) dei revertenti indotti per Nm 3 di aria nei diversi test, in generale, si evidenzia una maggiore sensibilità nel ceppo TA1 con l eccezione di Bologna. I valori più elevati di revertenti/nm 3 si riscontrano, per quanto riguarda Piacenza, Parma e Modena nel ceppo TA1 in presenza di attivazione metabolica esogena, per Ravenna nel ceppo TA1 in assenza di attivazione metabolica e per Bologna nel ceppo TA98 senza attivazione metabolica. Dal confronto dei rapporti tra il numero di revertenti indotti in presenza e in assenza di attivazione metabolica esogena (Fig.9), calcolati per l intero periodo di campionamento delle PTS, meglio si evidenzia la differente sensibilità dei due ceppi di Salmonella nelle due differenti condizioni sperimentali. Il rapporto percentuale sottolinea, a seconda del sito di campionamento, una maggiore o minore presenza di molecole che devono essere metabolizzate per esercitare la loro azione mutagena (promutageni, quali sono, ad es. gli IPA) rispetto a molecole ad azione mutagena diretta (es.: nitroderivati degli IPA). In particolare, per quanto riguarda il ceppo TA1, si nota una maggiore sensibilità in presenza di attivazione metabolica per le città di Piacenza, Parma, Bologna e Ferrara, per Reggio Emilia e Modena il maggior numero di revertenti si rileva in assenza di S9, mentre per Ravenna e Rimini i risultati nelle due differenti condizioni sperimentali sono comparabili. Per quanto riguarda il ceppo TA98, si nota una maggiore sensibilità in assenza di attivazione metabolica esogena per Reggio Emilia, Modena, Bologna, Ferrara, Ravenna e Rimini, mentre per Piacenza e Parma la risposta nei test condotti in presenza e in assenza di S9 è comparabile. Queste differenze sia nel livello che nel tipo di effetto mutageno riscontrato possono essere dovute alla diversa collocazione dei siti di campionamento (zone a diversità di traffico veicolare) e/o al contributo di altre sorgenti, oltre al traffico veicolare, di sostanze mutageno/cancerogene. Questo si evidenzia bene dal confronto dei revertenti/nm 3 di aria indotti dagli estratti di particolato atmosferico prelevato a Parma, a Bologna e a Ravenna (Fig.1). Infatti risulta evidente un diverso livello di mutagenicità, che tra Parma e Bologna può essere dovuto alla diversa collocazione dei siti di campionamento (media e alta intensità di traffico veicolare rispettivamente) mentre i valori particolarmente elevati di Ravenna inducono a ipotizzare il contributo anche di altre sorgenti di sostanze mutagene oltre al traffico veicolare, supportato anche dalla diversa sensibilità riscontrata nei test eseguiti, pur essendo il sito di campionamento in una zona a media intensità di traffico veicolare come quello di Parma. Pag. 19 di 43

23 PARMA TA98 TA98+ revertentinm TA1 TA1+ gen-99 feb-99 mar-99 apr-99 mag-99 giu-99 lug-99 ago-99 set-99 ott-99 nov-99 dic-99 gen- feb- mar- rev/m 3 revertenti/nm BOLOGNA gen-99 feb-99 mar-99 RAVENNA apr-99 mag-99 giu-99 lug-99 ago-99 set-99 ott-99 nov-99 dic-99 gen- feb- mar- TA98 TA98+ TA1 TA1+ TA98 TA98+ TA1 TA1+ gen-99 feb-99 mar-99 apr-99 mag-99 giu-99 lug-99 ago-99 set-99 ott-99 nov-99 dic-99 gen- feb- mar- Fig. 1 - Rete Regionale di Monitoraggio della Genotossicità del particolato atmosferico urbano, Arpa Emilia-Romagna. Mutagenicità del particolato atmosferico totale (PTS) rilevata come numero di revertenti per Nm 3, indotti nei ceppi TA98 e TA1 di Salmonella typhimurium con (+) e senza attivazione metabolica esogena, da campioni mensili di aria prelevati nel periodo indicato nelle città di Parma, Bologna e Ravenna. Pag. 2 di 43

24 Dal momento che molti IPA associati al particolato atmosferico già da tempo sono riconosciuti come genotossici sia su sistemi batterici sia su cellule di mammifero in vitro e in vivo, negli stessi estratti di particolato atmosferico (PTS), campionato a Parma e a Bologna, sottoposti a test di mutagenesi, sono state determinate le concentrazioni dei seguenti IPA: Fenantrene, Antracene, Fluorantene, Pirene, Benzo(a)antracene, Crisene, Benzo(k)fluorantene, Benzo(a)pirene (le analisi degli IPA sono state effettuate presso la Sezione Provinciale di Bologna di Arpa Emilia-Romagna). Inoltre, in occasione della campagna Mal aria 2 organizzata da Legambiente in collaborazione con Arpa Emilia- Romagna e l Assessorato alla Sanità della Regione Emilia-Romagna, nel marzo 2 sono stati determinati gli IPA negli stessi estratti di PTS sottoposti a test di mutagenesi, campionate anche in altri nodi della rete regionale (Fig.11A). ng/nm 3 A IPA totali 2, 1,5 1,,5, PC PR MO BO RA B R 2 =,5 Σ revertenti/nm ,,5 1, 1,5 2, 2,5 IPA totali (ng/nm 3 ) Fig.11 - Rete Regionale di Monitoraggio della Genotossicità del particolato atmosferico urbano (PTS), Arpa Emilia-Romagna. Stazioni di rilevamento: Piacenza, Parma, Modena, Bologna e Ravenna. A - Concentrazioni di IPA (fenantrene, antracene, fluorantene, pirene, benzo(a)antracene, crisene, benzo(k)fluorantene, benzo(a)pirene), determinate negli stessi estratti di particolato atmosferico (PTS), campionato nel marzo 2, sottoposti a test di mutagenesi. B - Correlazione tra concentrazioni di IPA rilevate negli estratti di particolato campionato nei siti sopra indicati nel marzo 2 e sommatoria dei revertenti/nm 3 di aria rilevati negli stessi estratti con i test su Salmonella. Dalla retta di regressione ricavata mettendo in relazione il numero di revertenti totali per Nm 3 di aria con la concentrazione di IPA rilevata negli stessi estratti di particolato atmosferico campionato nei diversi nodi della rete regionale (Fig.11B), si evidenzia una discreta correlazione (R 2 =,5) con, tuttavia, una certa dispersione dei punti intorno alla retta. Infatti, pur essendo gli IPA, sicuramente responsabili di parte della mutagenicità delle polveri aerodisperse, anche altre molecole intervengono nel determinare il carico mutageno totale del particolato atmosferico urbano (Fig.4). Questo lo si evidenzia anche confrontando Pag. 21 di 43

25 l andamento nel tempo del numero di revertenti totali e l andamento della concentrazione di IPA rilevati negli estratti di PTS campionate sempre nello stesso sito (si riportano come esempio i dati relativi a Bologna, Porta Zamboni) (Fig.12). Infatti, si osserva che non sempre i valori più elevati di mutagenicità corrispondono alle concentrazioni più alte di IPA, pur essendo gli andamenti, in linea di massima, coerenti. 9 9 Σ revertenti/nm giu-97 ago-97 ott-97 dic-97 feb-98 apr-98 lug-98 set-98 nov-98 gen-99 mar-99 mag-99 lug-99 set-99 nov-99 mar- gen IPA ng/nm 3 Fig.12 Rete Regionale di Monitoraggio della Genotossicità del particolato atmosferico urbano (PTS), Arpa Emilia-Romagna. Stazione di rilevamento: Bologna, Porta Zamboni. Andamenti comparati della mutagenicità del particolato totale (PTS), espressa come sommatoria dei revertenti/nm 3 indotti da estratti di campioni mensili, e sommatoria degli IPA mutageni (fluorantene, pirene, benzo[a]antracene, crisene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene) rilevati negli stessi estratti. Σ revertenti/m 3 Σ IPA mutageni Monitoraggio PM 2,5 e PM 1 PM 2,5 I dati relativi al primo anno di monitoraggio della mutagenicità del particolato atmosferico con diametro aerodinamico inferiore a 2,5 µm (PM 2,5 ) campionati nelle città di Piacenza, Parma, Modena, Bologna, Forlì, Cesena e Rimini evidenziano, come già riscontrato per le PTS, un andamento stagionale (Fig.13) Figura 14.htm con differenze sia di carattere quantitativo che qualitativo (Fig.15,16) fra i diversi nodi della rete regionale.questo si riscontra anche tra siti comparabili, se si prendono come riferimento le concentrazioni di NO 2 e CO (Fig.17) e/o la tipologia riportata dal DM 2/5/91. I valori più elevati si riscontrano nelle città di Piacenza e Modena, soprattutto nel periodo invernale (Fig.13). Pag. 22 di 43

26 nd PIACENZA PM 2,5 nd 78, nd PARMA PM 2,5 MODENA PM 2,5 nd BOLOGNA PM 2,5 FORLI' PM 2,5 lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 nd nd nd nd nd CESENA PM 2,5 nd nd nd nd nd nd nd RIMINI PM 2,5 nd Fig.13 - Rete Regionale di Monitoraggio della Genotossicità del particolato atmosferico urbano (PM 2,5 ), Arpa Emilia-Romagna. Evoluzione temporale della genotossicità del particolato atmosferico urbano rilevata come Fattore di Genotossicità su tutti i test in Salmonella typhimurium. Pag. 23 di 43

27 In generale, nell arco di tempo luglio2-dicembre21, si assiste, per quanto riguarda il PM 2,5 campionato a Piacenza, Parma e Forlì, ad un aumento della mutagenicità nell ultimo periodo del 21 rispetto allo stesso periodo del 2, e questo è particolarmente evidente per il mese di dicembre. Il particolato atmosferico (PM 2,5 ) campionato nelle città della Romagna presenta, in generale, una minore attività mutagena rispetto a quello campionato nelle città dell Emilia con l eccezione di Forlì nell ultimo periodo del 21. Questo potrebbe essere dovuto all influenza di fattori meteo-climatici diversi; occorre tuttavia considerare il fatto che le valutazioni sopra riportate riguardano un periodo di campionamento piuttosto breve. Sotto l aspetto qualitativo si osserva, in quasi tutto il periodo considerato, una maggiore attività mutagena con i test condotti in assenza di attivazione metabolica per il particolato di Piacenza, Modena e Bologna, evidenziando una prevalenza di molecole ad azione mutagena diretta (Fig.15,16). Per quanto riguarda Parma si nota un cambiamento nella risposta ai diversi test a partire da marzo 21 evidenziando, nell ultimo periodo, nel PM 2,5 una prevalenza di mutageni diretti rispetto al precedente periodo dove si nota una prevalenza di promutageni. Questo lo si può osservare anche per quanto riguarda la mutagenicità del PM 2,5 campionato a Forlì nel dicembre 21 confrontata con la mutagenicità della stessa frazione campionata nel dicembre dell anno precedente. Infatti, oltre ad una maggiore attività mutagena in termini quantitativi si riscontra una maggiore sensibilità, soprattutto con il ceppo TA1, nei test condotti in assenza di attivazione metabolica esogena, contrariamente allo stesso periodo del 2. Pag. 24 di 43

28 Piacenza PM 2,5 nd nd Parma PM 2,5 lug- ago- set- ott- nov- dic- lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 ott-1 nov TA98 TA98+ TA1 TA1+ dic Modena PM 2,5 nd nd lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic Bologna PM 2, lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic lug- 112 Forlì PM 2,5 nd nd nd nd nd ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic Cesena PM 2,5 nd nd nd nd nd nd nd nd lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic Rim ini PM 2,5 nd lug- ago- set- ott- nov- dic- gen-1 feb-1 mar-1 apr-1 mag-1 giu-1 lug-1 ago-1 set-1 ott-1 nov-1 dic-1 Fig.15 - Rete Regionale di Monitoraggio della Genotossicità del particolato atmosferico urbano (PM 2,5 ), Arpa Emilia-Romagna. Evoluzione temporale della mutagenicità del particolato atmosferico urbano numero di revertenti/νm 3 di aria. rilevata come Pag. 25 di 43