Inquinamento outdoor II parte

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1 Inquinamento outdoor II parte Francesco Forastiere, Claudia Galassi, Andrea Ranzi, Carla Ancona Inquinamento outdoor - Effetti Introduzione

2 Inquinamento outdoor - Effetti Effetti a breve termine (immediati o acuti, short-term) A seguito di esposizioni a concentrazioni elevate di inquinanti sul breve periodo Effetti a lungo termine (cronici, long-term) A seguito di esposizioni ad inquinanti per lunghi periodi di tempo PM10 Effetti acuti : Differenze temporali apr-01 lug-01 ott-01 gen-02 apr-02 lug-02 ott-02 gen-03 apr-03 lug-03 ott-03 gen-04 apr-04 lug-04 ott-04 gen-05 apr-05 lug-05 ott-05 Effetti cronici : Differenze spaziali

3 100% 90% 80% Morte Ricovero 70% 60% 50% 40% Pronto Soccorso Visite mediche Restrizione attività 30% 20% Farmaci Sintomi 10% 0% Eff. subclinici Numero di persone suscettibili Inquinamento outdoor - Effetti Gli effetti sulla salute consolidati Effetti acuti

4 Inquinamento outdoor Effetti In sintesi : Effetti consolidati del particolato atmosferico Effetti acuti (esposizioni di breve periodo): Aumento della mortalità Aumento della morbidità (cardiovascolare e respiratoria) Inquinamento outdoor Effetti In sintesi : Effetti consolidati dell inquinamento atmosferico nelle popolazione pediatrica Effetti acuti (esposizioni di breve periodo): Aumento di sintomi respiratori Aumento di malattie respiratorie Esacerbazioni dell asma

5 Decessi per il London Smog, Dicembre 1952 Non diffondere Personal use only WHO 2005 Guidelines: PM10: 50 ug/m3 24-hour mean PM2.5: 25 ug/m3 24-hour mean

6 WHO 2005 Razionale - effetti acuti PM10 Multi-city studies conducted in Europe (29 cities) and in the United States (20 cities) reported short-term mortality effects for PM10 of 0.62% and 0.46% per 10 µg/m3(24-hour mean), respectively (.) A meta-analysis of data from 29 cities located outside western Europe and North America found a mortality effect of 0.5% per 10 µg/m3 (Cohen et al., 2004 ), very similar in fact to that derived for Asian cities (0.4 9% per 10 µg/m3 )( ) These findings suggest that the health risks associated with short-term exposures to PM10 are likely to be similar in cities in developed and developing countries, producing an increase in mortality of around 0.5% for each 10 µg/m3 increment in the daily concentration. Inquinamento outdoor Il progetto EPIAIR EPIAIR: Periodo in studio: Popolazione in studio: 10 città Focus su PM 10, NO 2 e O 3 Mortalità naturale e cardio-respiratoria, ricoveri ospedalieri per cause cardiorespiratorie Caratteristiche socio-demografiche e condizioni cliniche (basate su ospedalizzazioni nei precedenti due anni) valutati come modificatori d effetto

7 Inquinamento outdoor Il progetto EPIAIR Mortalità naturale lag % IC95% PM Risultati metanalitici per le 10 città in studio, relativi all associazione tra mortalità (età 35+ anni) e inquinamento atmosferico, per causa del decesso, inquinante e lag (da modelli a lag distribuiti non vincolati): incrementi percentuali di rischio e intervalli di confidenza al 95%, corrispondenti a variazioni di 10 µg/m3 dell inquinante; Associazioni tra PM10 ed ospedalizzazioni per patologie cardiache, per lag, , 9 città Non diffondere Personal use only Colais et al, Epidemiology 2011

8 Risultati di alcune meta-analisi recenti su effetti acuti del particolato atmosferico (RR per incrementi di 10 ug/m3) Effetto Autore,anno PM10 PM2.5 Asma (ER, HA) n.studi RR (95%CI) n.studi RR (95%CI) Zheng X, ( ) ( ) COPD Li J, ( ) ( ) esacerbazioni Stroke Shah A, ( ) ( ) Arresto cardiaco (out of hospital) Zhao R, ( ) ( ) MED-PARTICLES: le città

9 Effetti in accordo a due fonti di PM 10 : polveri antropogeniche e Sahariane Incrementi percentuali (95% CI) della mortalità e ricoveri ospedalieri associati con un incremento di 10 µg/m 3 di PM 10 antropogenico/desertico. Risultati dei modelli bi-pollutant. Non diffondere Personal use only Anthropogenic PM 10 Desert PM 10 Outcome Lag % IR (95% CI) I 2 Χ 2 % IR (95% CI) I 2 Χ 2 p value p value Mortality Natural (0.23, 0.83) (0.27, 1.06) Cardiovascular (-0.39, 1.33) (0.15, 2.05) Respiratory (0.94, 3.95) (-0.42, 3.01) Hospital admissions Cardiovascular, age (-0.02, 0.75) (-0.30, 0.76) Respiratory, age (0.14, 1.19) (-0.48, 1.83) Respiratory, age (0.60, 2.94) (0.09, 4.71) Stafoggia et al, EHP 2015 Inquinamento outdoor - Effetti Gli effetti sulla salute consolidati Effetti cronici

10 Inquinamento outdoor Effetti In sintesi : Effetti consolidati del particolato atmosferico Effetti cronici (esposizioni di lungo periodo): Riduzione della speranza di vita Aumento del rischio di Ca polmone WHO 2005 Guidelines: PM10: 20 ug/m3 annual mean PM2.5: 10 ug/m3 annual mean

11 WHO 2005 Razionale - effetti di lungo periodo PM2.5 An annual average concentration of 10 µg/m3 was chosen as the longterm guideline value for PM2.5. This represents the lower end of the range over which significant effects on survival were observed in the American Cancer Society s (ACS) study (Pope et al., 2002). Adoption of a guideline at this level places significant weight on the long-term exposure studies that use the ACS and the Harvard Six-Cities data (Dockery et al., 1993 ; Pope et al., 1995; HEI, 2000, Pope et al., 2002, Jerrett, 2005). In all of these studies, robust associations were reported between long-term exposure to PM2.5 and mortality. Harvard Six-Cities Study (Dockery 1993) Non diffondere Personal use only Figure 3. Estimated Adjusted Mortality-Rate Ratios and Pollution Levels in the Six Cities. Mean values are shown for the measures of air pollution. P denotes Portage, Wisconsin; T Topeka, Kansas; W Watertown, Massachusetts; L St. Louis; H Harriman, Tennessee; and S Steubenville, Ohio.

12 ACS Study (Pope CA, JAMA 2002) Non diffondere Personal use only Inquinamento outdoor - Effetti ACS Study - Rischi relativi (RR) di mortalità aggiustati associati a aumenti di 10 µg/m3 di PM2.5* (Pope et al, 2002) Causa di Morte RR (95% CI) Cardiorespiratoria 1.09 ( ) Tumore polmone 1.14 ( ) Tutte le altre cause 1.01 ( ) *Aggiustati per età, sesso, razza, fumo, educazione, stato maritale, indice di massa corporea, consumo di alcool, esposizione occupazionale, dieta.

13 ESCAPE aree in studio PM+NOx Solo NOx ESCAPE - principali risultati PM 10 (10 ug/m 3 ) PM 2.5 (5 ug/m 3 ) Mortalità cause non accidentali 1.04 ( ) 1.07 ( ) Mortalità CV 1.02 ( ) 0,99 ( ) Incidenza di eventi coronarici acuti 1.12 ( ) 1.13 ( ) Incidenza di ictus 1.02 ( ) 1.19 ( ) Incidenza di Tumore al polmone 1.22 ( ) 1.18 ( ) I rischi sono stati stimati tenendo conto di altri fattori di rischio individuali come ad esempio l abitudine al fumo, l attività fisica e lo stato socio-economico.

14 ESCAPE conferma i risultati di studi precedenti L Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro ha recentemente classificato l inquinamento atmosferico esterno come cancerogeno per l uomo (Gruppo 1; IARC ottobre 2013), per il tumore al polmone Inquinamento atmosferico e mortalità nello Studio Longitudinale Romano EHP ug/m 3 NO2 10 ug/m 3 PM2.5 Casi HR 95%CI HR 95%CI Mortalità cause naturali 144, Mortalità Cardiovascol. 60, Mortalità IHD 22, Mortalità respiratoria 8,

15 Stime aggiornate-mortalità per cause naturali (lungo termine) e PM2.5 (14 studi) Study Study Harvard six cities Harvard six cities ACS study ACS study ACS LA sub-cohort study ACS LA sub-cohort study Netherlands Cohort Study Netherlands Cohort Study Nurses Health Study Nurses Health Study Medicare national cohort Medicare national cohort Health professionals follow-up study Health professionals follow-up study US trucking industry cohort US trucking industry cohort Canadian national cohort Canadian national cohort California teachers study California teachers study Rome longitudinal study Rome longitudinal study ACS California subcohort ACS California subcohort National English cohort National English cohort Escape Escape D-L Overall (I-squared=60.8%, p=0.0016) D-L Overall (I-squared=60.8%, p=0.0016) PM PM 2.5 (10 µg/m (10 µg/m 3 increase) and Natural Mortality increase) and Natural Mortality Non diffondere Personal use only HR (95% CI) HR (95% CI) % % Weight Weight 1.14 (1.07, 1.22) (1.07, 1.22) (1.02, 1.11) (1.02, 1.11) (1.05, 1.30) (1.05, 1.30) (0.97, 1.16) (0.97, 1.16) (1.03, 1.55) (1.03, 1.55) (1.03, 1.06) (1.03, 1.06) (0.72, 1.02) (0.72, 1.02) (1.03, 1.18) (1.03, 1.18) (1.05, 1.15) (1.05, 1.15) (0.94, 1.08) (0.94, 1.08) (1.03, 1.05) (1.03, 1.05) (1.00, 1.12) (1.00, 1.12) (0.98, 1.26) (0.98, 1.26) (1.03, 1.27) (1.03, 1.27) (1.04, 1.09) (1.04, 1.09) Concentrazioni medie di PM 2.5 e Ozono negli Stati Uniti continentali, dal 2000 al 2012 Air Pollution and Mortality in the Medicare Population. NEJM June 2017 Di Q et al. N Engl J Med 2017;376:

16 Rischio di morte associato ad un aumento di 10 µg/mc di PM 2.5 o a un aumento di 10 ppb di Ozono PM2,5 Hazard Ratio (95%CI) Ozono Hazard Ratio (95%CI) Analisi bi-pollutant Analisi principale ( ) ( ) Analisi per bassa esposizione* ( ) ( ) Analisi singolo pollutant *inferiore a 12 ug/mc di PM2,5 (standard EPA) ( ) ( ) Air Pollution and Mortality in the Medicare Population. NEJM June 2017 Di Q et al. N Engl J Med 2017;376: Inquinamento outdoor Effetti In sintesi : Effetti dell inquinamento atmosferico nelle popolazione pediatrica Effetti cronici (esposizioni di lungo periodo): Alterazioni della lung function growth (reversibili) Malattie respiratorie (asma?)

17 Inquinamento outdoor Effetti Meccanismo del danno

18 Penetrazione del particolato all interno del tratto respiratorio Coarse particles ( microns) si depositano nel tratto respiratorio superiore e nelle vie aeree di maggiori dimensioni Fine particles (< 2.5 microns) possono raggiungere i bronchioli terminali e gli alveoli Malattie respiratorie croniche: processi patogenetici e patofisiologici Infiammazione delle vie aeree Rimodellamento delle vie aeree Cambiamento della responsività bronchiale Ridotta clearance delle vie aeree e alterazione delle difese verso le infezioni E ragionevole ipotizzare che gli effetti dell inquinamento atmosferico su ognuno di questi processi possano contribuire allo sviluppo della malattia (ERS/ATS 2016)

19 Possibili meccanismi biologici per gli effetti cardiovascolari del PM Non diffondere Personal use only Brook et al, AHA Inquinamento outdoor Effetti Nuovi esiti sanitari (evidenze limitate)

20 REVIHAAP (WHO) Revisione delle evidenze degli effetti del PM Objective: provide the European Commission and its stakeholders with scientific evidence-based advice on health aspects of air pollution Address health considerations only Jointly financed WHO and EC, coordinated by WHO/Europe, more than 75 experts involved Total of 3 technical reports available on WHO website 39 WHO REVIHAAP- Evidence on health effects of PM The scientific conclusions of the 2005 WHO Guidelines about the evidence for a causal link between PM 2.5 and adverse health outcomes in humans have been confirmed and strengthened and, thus, clearly remain valid 40

21 REVIHAAP (WHO) Revisione delle evidenze degli effetti del PM Studi che trovano associazioni tra esposizione di lungo termine a PM 2.5 e diversi nuovi effetti sulla salute (es. aterosclerosi, effetti avversi perinatali, neurosviluppo e funzioni cognitive, diabete) 41 Modificato da: ERS/ATS STATEMENT - DICEMBRE 2016 Overview of diseases,conditions and biomarkers affected by outdoor air pollution. Respiratory Disease Mortality Respiratory Disease Morbidity Lung Cancer Pneumonia Upper and lower respiratory symptoms Airway inflammation Decreased lung function Decreased lung growth Insulin Resistance Type 2 diabetes Type 1 diabetes Bone metabolism Non diffondere Personal use only Stroke Neurological development Mental Health Neurodegenerative diseases Cardiovascular Disease Mortality Cardiovascular Disease Morbidity Myocardial Infarction Arrhythmia Congestive Heart Failure Changes in Heart Rate Variability ST-Segment Depression Skin Aging High blood pressure Endothelial dysfunction Increased blood coagulation Systemic inflammation Deep Venous Thrombosis Premature Birth Decreased Birth Weight Decreased foetal growth In uterine growth retardation Decreased sperm quality Preclampsia

22 Gennaio 2017 Modificato da: ERS/ATS STATEMENT - DICEMBRE 2016 Overview of diseases,conditions and biomarkers affected by outdoor air pollution. Respiratory Disease Mortality Respiratory Disease Morbidity Lung Cancer Pneumonia Upper and lower respiratory symptoms Airway inflammation Decreased lung function Decreased lung growth Insulin Resistance Type 2 diabetes Type 1 diabetes Bone metabolism Non diffondere Personal use only Stroke Neurological development Mental Health Neurodegenerative diseases Cardiovascular Disease Mortality Cardiovascular Disease Morbidity Myocardial Infarction Arrhythmia Congestive Heart Failure Changes in Heart Rate Variability ST-Segment Depression Skin Aging High blood pressure Endothelial dysfunction Increased blood coagulation Systemic inflammation Deep Venous Thrombosis Premature Birth Decreased Birth Weight Decreased foetal growth In uterine growth retardation Decreased sperm quality Preclampsia

23 Inquinamento outdoor Effetti Rilevanza in termini di sanità pubblica (Burden of Disease)

24 Non diffondere Personal use only Global DALYs attributable to Level 2 risk factors for (A) men in 2015 Cohen, Lancet Maggio 2017 Decessi attribuibili al particolato ambientale nel milioni di decessi attribuibili a PM2.5 nel 2015 Copyright 2017 The Author(s). Published by Elsevier Ltd. This is an Open Access article under the CC BY 4.0 license Terms and Conditions

25 Il progetto VIIAS Nel 2005, in Italia, decessi sono risultati attribuibili a livelli di concentrazione di PM 2.5 >10 ug/m 3 L inquinamento accorcia mediamente la vita di ciascun italiano di 10 mesi (14 per chi vive al Nord) Sono stati studiati scenari di riduzione delle emissioni attraverso politiche di contenimento e il solo rispetto dei limiti di legge salverebbe vite all anno WHO e OECD decessi ogni anno in Europa, Quasi in Italia. Solo per l Italia questo significa 97 miliardi di dollari, 4,7% del PIL.

26 Ca polmone L Agenzia Internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) stima che, nel mondo, tra l 85% e il 90% dei tumori del polmone siano causati dal fumo di tabacco, da solo o in interazione con altri cancerogeni. La stessa stima per l inquinamento atmosferico si aggira sul 5% (Cohen, 2005). Inquinamento outdoor Effetti Azioni sanitarie di prevenzione per il contenimento degli effetti per esposizioni acute (sul breve periodo)

27 Action that can be taken When levels of air pollution increase it would be sensible for those who have noticed that they are affected to limit their exposure to air pollutants. This does not mean staying indoors, but reducing levels of exercise outdoors would be reasonable. Older people and those with heart and lung conditions might avoid exertion on High pollution days. Adults and children with asthma should check that they are taking their medication as advised by their health practitioner and may notice that they need to increase their use of inhaled reliever medication. Adults with heart and circulatory conditions should not modify their treatment schedules on the basis of advice provided by the air quality index: such modification should only be made on a health practitioners advice. Some athletes, even if they are not asthmatic, may notice that they find their performance less good than expected when levels of a certain air pollutant (ground level ozone) are High, and they may notice that they find deep breathing causes some discomfort in the chest: This might be expected in summer on days when ground level ozone levels are raised. This does not mean that they are in danger but it would be sensible for them to limit their activities on such days.

28 Inquinamento outdoor Effetti Azioni di prevenzione per la riduzione delle esposizioni sul lungo periodo

29 WHO AQG - sommario (2005) Inquinante Periodo di mediazione Valore AQG Standard EU (valorelimiteo target) Particulato PM anno 24 ore (99 percentile) 10 µg/m 3 25 µg/m 3 25 µg/m 3 -- PM 10 Ozono, O 3 Biossido di azoto, NO 2 Biossido di zolfo, SO 2 1 anno 24 ore (99 percentile) 8 ore, massimo giornaliero 1 anno 1 ora 24 ore 10 minuti 20 µg/m 3 50 µg/m 3 40 µg/m 3 50 µg/m 3 *** 100 µg/m µg/m 3 *** 40 µg/m µg/m 3 40 µg/m µg/m 3 *** 20 µg/m µg/m 3 *** 500 µg/m µg/m 3 *** (1 hr) E raccomandabile che i livelli WHO siano raggiunti ovunque al fine di ridurre gli effetti avversi dell inquinamento ***Sforamenti permessi ogni anno environment/air/quality/

30 Cornice regolatoria per il controllo dell inquinamento atmosferico Livello LOCALE Strumenti Autorità locali Trattati Ambiti Convenzioni NAZIONALE Ambiente Industria Popolazione Prodotti Salute occupazionale Diritti umani Standard produttivi Regolamenti Ministeri deputati SOVRANAZIONALE Unione europea INTERNAZIONALE UN WTO Statuti Standard costruttivi Precedenti legali Pianificazione urbana Ordinanze Policy fiscale Standard Autoregolamentazione Pianificazioni abitative Smaltimento rifiuti Governance aziendale Trasporti Agricoltura Bando sul fumo Licenze commerciali. Limiti di emissione veicolari.. Modificato da: Royal College of Physicians. Every breath we take: the lifelong impact of air pollution. Report of a working party. London: RCP, Salute nelle aree urbane Necessità di approccio multidisciplinare nella pianificazione ambientale urbana..

31 Inquinamento outdoor Effetti Come mantenersi aggiornati WHO-Europe Agenzia europea per l ambiente: ISPRA ARPA locali (es. newsletter ARPAT,..) a cura di: Francesco Forastiere, 1 Claudia Galassi, 2 Andrea Ranzi, 3 Carla Ancona 1 per il gruppo collaborativo EpiAmbNet 1.Dipartimento Epidemiologia del S.S.R. Regione Lazio 2.CPO Piemonte 3.Arpae Emilia-Romagna, Dir. Tecnica CTR Ambiente e Salute