Scenari di esposizione e caratterizzazione del rischio per l ambiente

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Marina Micheli
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1 Scenari di esposizione e caratterizzazione del rischio per l ambiente Pietro Paris Agenzia per la protezione dell ambiente e per i servizi tecnici Workshop ISS - Roma 9/10 giugno 2008

2 DATI ESISTENTI CSA valutazione esposizione output: livelli esposizione (EXP uomo, PEC) se classificata o PBT / vpvb caratterizzazione pericolo uomo; fis-chimica ; ambiente; PBT / vpvb output: livelli non effetto (DNEL, PNEC) caratterizzazione rischio uomo: EXP uomo < DNEL? SI NO ambiente: PEC < PNEC? iterazioni SCENARIO ESPOSIZIONE con misure di gestione del rischio

3 valutazione sicurezza chimica : riferimenti REACH regulation Annex I (general provisions for assessing substances and preparing chemical safety reports) Reach Implementation Project - Technical Guidance Document for preparing the chemical safety assessment (RIP 3.2) Technical Guidance Document on Risk assessment for new and existing substances (TGD 2003)

4 comparti ambientali di riferimento la valutazione di rischio considera i seguenti comparti ambientali : acquatico (compresi sedimenti) terrestre atmosferico predatori al vertice della catena alimentare micro-organismi nei sistemi trattamento acque reflue

5 valutazione esposizione ambientale ambiente esposto alle sostanze chimiche in tutte le fasi del ciclo di vita la valutazione dell esposizione consiste nella determinazione delle Concentrazioni Ambientali Previste (PEC) della sostanza per tutti i comparti esposti PEC : risultato dei rilasci e dei processi che regolano il destino ambientale (trasporto, partizione, degradazione )

6 INTERMEDIATES -non-isolated intermediates -isolated intermediates stored on-site -isolated intermediates with controlled transport PRODUCTION FORMULATION stima dei rilasci rilasci quantificati per tutte le fasi di vita, considerando i diversi usi, le vie di rilascio, i comparti esposti, la scala spaziale delle emissioni PRIVATE USE Processing Aid In Product <<PROCESSING >> INDUSTRIAL/ PROFESSIONAL USE Processing In Product Aid SERVICE LIFE WASTE DISPOSAL -Incineration -Landfilling -Recovery ciclo di vita delle sostanze RIP Reference p-tgd

7 stima dei rilasci possibili diversi metodi di stima : Environmental Release Categories : fattori rilascio fissi (cautelativi) tabelle A e B (TGD 2003): fattori rilascio funzione delle proprietà chimico-fisiche e dei quantitativi Emission Scenario Documents (ESDs): descrizione sorgenti, processi produttivi, vie di rilascio, modelli uso sostanze (OECD database informazioni specifiche (dati misurati, descrizione dettagliata processi)

8 Environmental Release Categories (ERC) sostanze raggruppate secondo una prospettiva ambientale (uso dispersivo, indoor/outdoor, rilasci intenzionali) parametri input (pre-sets EUSES) per stima esposizione (tier 1) ERC Life cycle stage description indoor/ outdoor Amount used for emission calculation fraction of main source Release time (d/y) STP Default release to air Default release to water Default release to soil Dilution for PEC derivation 1 production of chemical indoor 100% M/I volume % 6% n.a m 3 /d 5 use : industrial use resulting in inclusion into or onto a matrix indoor 100% M/I volume % 50% n.a m 3 /d 11a service life : wide dispersive indoor use of longlife articles and materials with low release indoor 10% M/I volume n.a % STP 0,05% 0,05% n.a. 25x10 9 m 3 /y

9 distribuzione ambientale le concentrazioni ambientali (PEC) sono il risultato di una serie di processi che la sostanza può subire dopo il rilascio: trasporto nei comparti (acqua, aria, suolo) partizione tra comparti processi di degradazione (biotici e abiotici) assunzione e bioaccumulo da parte di organismi

10 PEC locale emissioni puntiformi hanno effetto prevalente a scala locale (produz., formulaz., uso industriale) concentrazioni stimate per standard environment con caratteristiche predefinite (valori medi, worst-case realistici) scala limitata, bersagli esposti dentro o al confine dell area concentrazioni valutate durante un episodio di rilascio (valori medi giornalieri)

11 PEC locale : emissioni e vie di distribuzione AIR deposition Local Emissions volatilization GRASSLAND sludge application AGRICULTURAL SOIL leaching GROUNDWATER Sewage Treatment Plant dilution SURFACE WATER sedimentation Fonte RIP 3.2 SEDIMENT

12 PEC-regionale rilasci puntiformi e diffusi su area ampia hanno effetto prevalente a scala regionale PEC-regionale (stazionaria) fornisce anche concentrazione di fondo per calcolo PEC-locale concentrazioni in aria e acqua stimate anche a scala continentale europea: input per PEC-regionale

PEC-regionale : modelli area riferimento: 4.10 4 km 2, 2.

environment costituito da comparti omogenei valutazioni con

13 PEC-regionale : modelli area riferimento: km 2, abitanti, 10% produzione e uso europei sostanza standard environment costituito da comparti omogenei valutazioni con multimedia fate models basati sul concetto di fugacità (Mackay) Fonte RIP 3.2

14 Regional model Parameter Value area of the regional system km2 area fraction of water 0.03 area fraction of natural soil 0.60 area fraction of agricultural soil 0.27 area fraction of industrial/urban soil 0.10 mixing depth of natural soil 0.05 m mixing depth of agricultural soil 0.2 m mixing depth of industrial/urban soil 0.05 m atmospheric mixing height 1000 m depth of water 3 m depth of sediment 0.03 m fraction of the sediment compartment that is aerobic 0.10 average annual precipitation 700 mm.yr -1 wind speed 3 m.s -1 residence time of air 0.7 d residence time of water 40 d fraction of rain water infiltrating soil 0.25 fraction of rain water running off soil 0.25 EU average connection percentage to STP 80%

15 caratterizzazione rischio livelli esposizione confrontati con livelli non effetto RCR = PEC / PNEC (Rapporto Caratterizzazione Rischio) RCR - ambiente terrestre, acque interne Local PEClocal water /PNEC water PEClocal sediment /PNEC sediment PEClocal soil /PNEC soil Regional PECregional water /PNEC water PECregional sediment /PNEC sediment PECregional agr.soil /PNEC soil PEC stp /PNEC microorganisms (0.5. PEClocal,oral fish PECregional,oral fish )/PNECoral (0.5. PEClocal,oral worm PECregional,oral worm )/PNECoral

16 caratterizzazione rischio rischi adeguatamente controllati se PEC < PNEC se condizione non soddisfatta, il processo di valutazione può essere ripetuto affinando le informazioni se rapporto PEC/PNEC non può essere ulteriormente ridotto, sostanza candidata per misure di restrizione

17 strumenti informatici EUSES (European Union System for the Evaluation of Substances) : valutazione rischio per uomo e ambiente (TGD, 2003) sito ECB ( ) TGD excel sheet : valutazione esposizione ambiente e uomo via-ambiente: sito Radboud University Nijmegen ( )

18 Esempio (TGD - RIP 3.2) Parte ambientale dello ES : colorante tessile; fase di processo; volume produzione: 1000 t/a prorietà sostanza Xi, R43 (può causare sensibilizzazione della pelle) biodegrabilità inerente; solubilità in acqua > 100 g/l; PNEC 500 μg/l cronica azioni M/I stima rilasci/esposizione informazioni ES 1 pre-popolamento ES informazioni inhouse processo per immersione normalmente collegato a STP concentrazione finale nel tessuto 10-50% 2 scelta ERC ERC 5, sostanza inglobata nella matrice volume utilizzato (1000 t / 20d) = 50 t/d rilascio al STP (50%) = 25 t/d rilascio da STP (60%) = 15 t/d PEC locale (dilution m 3 ): 750 mg/l efficacia STP : 40%

19 Esempio (TGD - RIP 3.2) Parte ambientale dello ES : colorante tessile; fase di processo; volume produzione: 1000 t/a prorietà sostanza Xi, R43 (può causare sensibilizzazione della pelle) biodegrabilità inerente; solubilità in acqua > 100 g/l; PNEC 500 μg/l cronica azioni M/I stima rilasci/esposizione informazioni ES 3 iterazione basata su informazioni disponibili struttura settore tessile - finitura : normalmente impiego 150 kg/d di un colorante : riduzione rilascio di un fattore 333 informazioni M/I al DU : tasso fissaggio colorante per tipologie fibre principali del 95% (invece di 50%) : riduzione rilasci di un fattore 10 quantità singolo colorante utilizzato 150 kg/d processo immersione in bagno esausto : efficacia 95%; fattore emissione 5% PEC locale : 225 μg/l 4 analisi sensibilità efficacia 95% assunzione critica; solo per immersione bagno esausto controllo efficacia processo tintura 5 fine valutazione rilascio in acqua; controllo rischio dimostrato

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