ASPETTI SANITARI RELATIVI ALL INQUINAMENTO DA POLVERI

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1 Conferenza Polveri e Ambiente Padova, 14 aprile 2005 ASPETTI SANITARI RELATIVI ALL INQUINAMENTO DA POLVERI Dr. Paolo Cadrobbi (Direttore Generale ARPAV)

2 Ecco la Terra inquinata, dalla Cina alla Pianura Padana Basso livello d inquinamento Alto livello d inquinamento (Corriere della Sera, ottobre 2004)

3 Definizione di inquinamento atmosferico L'inquinamento atmosferico è definito dalla normativa italiana come: "ogni modificazione della normale composizione chimica o dello stato fisico dell'aria dovuta alla presenza di una o più sostanze, in quantità e con caratteristiche tali da alterare la salubrità e da costituire pericolo per la salute pubblica" (D.P.R. 203/88).

4 L inquinamento atmosferico urbano e le sue fonti di emissione La maggiore fonte d'inquinamento atmosferico nei centri urbani (inquinamento atmosferico urbano) è costituita dal traffico veicolare. In misura minore contribuiscono il riscaldamento degli insediamenti civili e le emissioni delle zone industriali.

5 I principali inquinanti atmosferici in ambito urbano INQUINANTI CONVENZIONALI INQUINANTI NON CONVENZIONALI biossido di zolfo (SO 2 ) monossido di carbonio (CO) biossido di azoto (NO 2 ) particolato totale sospeso (PTS) ozono (O 3 ) polveri fini (PM 10 ) benzene (C 6 H 6 ) idrocarburi policiclici aromatici (IPA) NOTA: per inquinanti convenzionali si intendono gli inquinanti tradizionalmente indicati dal legislatore in materia di monitoraggio della qualità dell aria. NOTA: la misura delle concentrazioni di PM 10, benzene ed IPA nei centri urbani è abbastanza recente. Il DM 15 Aprile 1994 ha per la prima volta imposto alle città con più di abitanti di misurare, tra gli altri, questi inquinanti detti per l appunto non convenzionali.

6 Le polveri atmosferiche Con il termine generico di polveri atmosferiche si intende una miscela di particelle solide e liquide, sospese in aria, molto eterogenee per dimensionali, composizione e provenienza. Parte delle particelle che formano le polveri atmosferiche sono emesse come tali da diverse sorgenti antropiche e naturali ( particelle primarie ); altre derivano da una serie di reazioni chimiche/fisiche che avvengono nell atmosfera ( particelle secondarie ) Le fonti naturali sono rappresentate da attività vulcaniche, sollevamento di polvere dal suolo, dagli "spray" marini, incendi dei boschi. Le fonti antropiche sono il traffico veicolare, le attività industriali (cementifici, fonderie, miniere, ecc.), centrali termoelettriche e riscaldamento domestico. Le polveri atmosferiche sono definite con nomi diversi tra i quali: PTS: polveri totale sospese; PM: dall inglese particulate matter.

7 Le polveri sottili Oltre alle PTS, la legislazione in materia di inquinamento atmosferico regolamenta la presenza in aria delle cosiddette polveri sottili, che i più recenti studi epidemiologici indicano come l inquinante atmosferico maggiormente correlato con gli effetti sanitari. In particolare all interno delle polveri sottili si distinguono: PM 10 : particelle sospese aventi un diametro inferiore ai 10 micron. Esse sono anche dette polveri inalabili, in quanto sono in grado di penetrare nel tratto superiore dell apparato respiratorio (dal naso alla laringe); PM 2.5 : particelle sospese aventi un diametro inferiore ai 2.5 micron. Esse sono anche dette polveri respirabili, in quanto sono in grado di penetrare nel tratto inferiore dell apparato respiratorio (dalla trachea sino agli alveoli polmonari).

8 La normativa italiana sulla qualità dell aria I limiti del DM 02/04/2002 n. 60 e i margini di tolleranza: il PM 10 TIPO DI LIMITE PER IL PM 10 PERIODO DI RIFERIMENTO PER IL CALCOLO VALORE LIMITE AUMENTATO DEL MARGINE DI TOLLERANZA PER IL PERIODO DI RIFERIMENTO 01/01/ /01/ /01/ /01/2004 VALORE LIMITE 01/01/2005 valore limite giornaliero per la protezione della salute umana 24 ore 70 µg/m 3 (da non superare più di 35 volte all anno) 65 µg/m 3 (da non superare più di 35 volte all anno) 60 µg/m 3 (da non superare più di 35 volte all anno) 55 µg/m 3 (da non superare più di 35 volte all anno) 50 µg/m 3 (da non superare più di 35 volte all anno) valore limite annuale per la protezione della salute umana anno civile 46.4 µg/m µg/m µg/m µg/m 3 40 µg/m 3

9 La normativa mondiale sulla qualità dell aria I valori limite per il il PM 10 TIPO DI LIMITE PER IL PM 10 PERIODO DI RIFERIMENTO PER IL CALCOLO VALORE LIMITE EUROPA E ITALIA (99/30/CE e DM n. 60) STATI UNITI valore limite giornaliero per la protezione della salute umana 24 ore 50 µg/m 3 (da non superare più di 35 volte all anno) 150 µg/m 3 valore limite annuale per la protezione della salute umana anno civile 40 µg/m 3 50 µg/m 3

10 Gli effetti sanitari dell inquinamento atmosferico PREMESSA La stima degli effetti sanitari dell inquinamento atmosferico è da considerare un problema molto complesso. Esso viene attualmente studiato attraverso una moltitudine di approcci metodologici in continua evoluzione.

11 Gruppi della popolazione maggiormente sensibili agli effetti dell inquinamento atmosferico Tutti i più recenti studi epidemiologici hanno segnalato l esistenza di sottogruppi della popolazione particolarmente sensibili agli effetti sanitari dell inquinamento atmosferico. Essi sono: i bambini; gli anziani; gli individui affetti da patologie cardiovascolari e respiratorie.

12 Effetti sanitari a breve e a lungo termine Gli effetti sanitari dell inquinamento atmosferico sono tradizionalmente distinti in effetti a breve termine ed effetti a lungo termine. DEFINIZIONE TIPOLOGIE EFFETTI A BREVE TERMINE gli effetti osservabili a pochi giorni di distanza dai picchi di inquinamento irritazione delle vie aree insorgenza o aggravamento di patologie cardiovascolari e respiratorie mortalità EFFETTI A LUNGO TERMINE gli effetti osservabili dopo esposizioni di lunga durata e a distanza di anni dall inizio dell esposizione bronchite cronica tumore polmonare mortalità

13 Gli studi sugli effetti sanitari a breve termine Gli studi di serie storiche sugli effetti a breve termine dell inquinamento atmosferico ad oggi sono centinaia e vengono condotti sempre più di frequente. E notevole la generale coerenza dei risultati raggiunti soprattutto negli studi condotti negli ultimi anni. La comparabilità dei risultati raggiunti è attualmente maggiore rispetto al passato, perché gli studi più recenti hanno disegni e metodologie di analisi sempre più simili grazie alle esperienze sviluppate nel contesto delle cosiddette metanalisi (studi multicentrici), come gli studi APHEA I e II (condotti in Europa), NMMAPS I e II (condotti negli USA), e MISA I e II (condotti in Italia). I cosiddetti studi multicentrici si basano sulla definizione di un protocollo scientifico di studio comune che viene applicato in tutti i siti partecipanti allo studio. In questo modo i risultati emersi in ogni centro possono sia essere confrontati tra loro, sia essere aggregati per ottenere un risultato globale.

14 Considerazioni sui risultati dei principali studi sugli effetti sanitari a breve termine dell inquinamento atmosferico Sostanziale omogeneità dei risultati che non lascia dubbi sugli effetti nocivi a breve termine degli inquinanti atmosferici sulla salute. Sia per la mortalità che per i ricoveri le stime di rischio maggiormente elevate sono quelle relative a concentrazioni di inquinanti rilevate alcuni giorni prima (fino ad un massimo di tre) degli eventi, piuttosto che nello stesso giorno o nel giorno precedente. Questo ad indicare che l effetto dei picchi di concentrazione è diluito in un arco temporale di qualche giorno. La variazione percentuale del numero di ricoveri per cause respiratorie risulta essere maggiore rispetto a quella dei ricoveri cardiovascolari. L inquinante atmosferico maggiormente correlato con gli effetti sanitari a breve termine risulta essere il PM 10.

15 Alcuni risultati dei maggiori studi condotti sugli effetti sanitari a BREVE TERMINE MISA (Italia, città) APHEA 2 (Europa, 2001) NMMAPS (Stati Uniti, 2000) MISA2 (Italia, città) Periodo di studio Città coinvolte 8 città italiane 29 città europee 90 città degli USA 15 città italiane Mortalità per cause naturali 1.0% - 1.2% 0.6% 0.5% 0.3% Ricoveri per patologie cardiache Ricoveri per patologie respiratorie 1.1% - 1.0% 0.3% 2.4% 1.1% - 1.2% 2.0% 0.6% Incrementi percentuali associati ad un aumento di 10 µg/m 3 di PM 10 per indicatore sanitario

16 I principali studi sugli effetti a lungo termine dell inquinamento atmosferico In confronto al grande numero di studi sugli effetti a breve dell inquinamento atmosferico condotti attraverso l analisi delle serie storiche, gli studi di coorte sugli effetti a lungo termine dell inquinamento atmosferico sono ad oggi molto pochi. Questo è dovuto principalmente a: elevati costi richiesti da uno studio sugli effetti a lungo termine relativi: - alla formazione di una coorte adeguatamente numerosa di soggetti da seguire nello studio; -al lungo periodo di osservazione richiesto (10-15 anni). mancanza di dati relativi all esposizione per il passato: le concentrazioni di PM 10 e PM 2.5 sono disponibili solo per negli anni più recenti. difficoltà metodologiche per il controllo dei fattori confondenti nel lungo periodo

17 Alcuni risultati dei maggiori studi condotti sugli effetti sanitari a LUNGO TERMINE STUDIO DELLE SEI CITTA (Stati Uniti, 1993) Coorte di soggetti in studio soggetti per città Periodi di osservazione anni Mortalità naturale: - 14% per il PM % per il PM 10 STUDIO DELL AMERICAN CANCER SOCIETY (Stati Uniti, 2002) Coorte di soggetti in studio adulti Periodi di osservazione 16 anni Mortalità naturale: - 6% per il PM 2.5 STUDIO DEGLI AVVENTISTI DEL VII O GIORNO (Stati Uniti, 1999) Coorte di soggetti in studio maschi adulti Periodi di osservazione 15 anni Mortalità naturale nei maschi: - 4.6% per il PM 10 Mortalità cardiovascolare: - 8% per il PM 2.5 Mortalità per cause cardiovascolari o respiratorie nei maschi: - 4.1% per il PM 10 Incremento di rischio relativo unitario per un aumento di 10 µg/m 3 di inquinante

18 I risultati degli studi sugli effetti a lungo termine dell inquinamento atmosferico Sulla base dello Studio delle sei città e di quello a cura dell American Cancer Society è stata condotta una metaanalisi della relazione tra inquinamento atmosferico e i suoi effetti a lungo termine in tre stati europei: Francia, Austria e Svizzera. Il lavoro è stato presentato alla conferenza dei Ministri su Ambiente e Salute nel 1999 e pubblicato nel 2000 (Kunzli et al.). I risultati, in termini di valutazione del rischio, hanno destato molto scalpore ed allarme ed hanno suscitato numerose critiche. In Francia ad esempio il 4% della mortalità annua (340 su 8390 morti per milione di abitanti nel 1996) sarebbe attribuibile all inquinamento atmosferico. (Va segnalato tra l altro che Kunzly e collaboratori avevano scelto un approccio at least, destinato cioè alla stima del numero minimo di casi attribuibili.) Va sottolineato comunque che tale lavoro non è stato uno studio epidemiologico che consiste in una stima del rischio relativo a partire dalla distribuzione osservata dei casi di malattia in una popolazione rapportata al suo profilo di esposizione e confrontata con quella di una popolazione di riferimento. Si tratta invece in questo caso di una valutazione del rischio, in cui la stima del rischio relativo viene assunta come valida perché derivante da studi precedenti e viene applicata al profilo di esposizione della popolazione in studio per determinare la porzione di malattia attribuibile all esposizione stessa.

19 Progetto di ricerca Traffico veicolare e salute nel Comune di Padova

20 SCHEDA RIASSUNTIVA DEL PROGETTO Titolo: Traffico Veicolare e Salute nel Comune di Padova Enti coinvolti: -ARPA Veneto - Università degli Studi di Padova (Dipartimento di Medicina Ambientale e Sanità Pubblica e Clinica Cardiologica) - Azienda ULSS 16 di Padova Finanziamento: Ministero dell Ambiente (Euro ) Periodo di attuazione: luglio 2003 luglio 2005 Popolazione di studio: cittadini residenti nel Comune di Padova Scopo generale: Indagare in modo approfondito, ricercando anche le ragioni fisiopatologiche, la relazione tra inquinamento da polveri sottili di diversa granulometria (PM 10 e PM 2.5 ) e malattie cardiopolmonari.

21 LE FASI DEL PROGETTO PRIMA FASE: LO STUDIO PROSPETTICO Sono state formate due coorti di pazienti, una di asmatici e una di coronarici, selezionati tra i cittadini di Padova, sulla base del consumo di farmaci specifici nel periodo Tali coorti vengono seguite nel tempo sulla base di indicatori generali di effetto (ricoveri, mortalità, ecc.) da correlare con dati di inquinamento forniti dalle stazioni di monitoraggio di ARPAV. SECONDA FASE: IL FOLLOW-UP CLINICO Dalle coorti estratte nella fase precedente sono state estratte due sottocoorti di 30 soggetti ciascuna, una di asmatici e una di coronarici, che vengono studiati individualmente. Per ogni soggetto delle sottocoorti viene effettuato il monitoraggio individuale dell esposizione a PM 10 e PM 2.5 e ad ozono da correlare con parametri sanitari specifici per patologia misurati a livello individuale.

22 LO STUDIO PROSPETTICO Gli indicatori sanitari utilizzati per la formazione delle coorti Coorte Asmatici Coorte Coronarici Consumo di farmaci broncodilatatori nel periodo Consumo di farmaci nitroderivati nel periodo

23 LO STUDIO PROSPETTICO Le centraline di monitoraggio utilizzate Stazione Arcella Classificazione: traffico situata in zona urbana Stazione Mandria Classificazione: background situata in zona suburbana Elenco parametri misurati: CO (orario) NO 2 (orario) O 3 (orario) PM 10 (giornaliero) Benzene (giornaliero discontinuo) Benzo(a)pirene (giornaliero discontinuo) Elenco parametri misurati: SO 2 (orario) CO (orario) NO 2 (orario) O 3 (orario) PM 10 (giornaliero) Benzene (giornaliero discontinuo) Benzo(a)pirene (giornaliero discontinuo)

24 PM 10 - media giornaliera (µg/m 3 ) 01/01/ /02/ /03/ /04/ /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/2003 LO STUDIO PROSPETTICO Andamento giornaliero del PM 10 Dati ARPAV - Centralina di Arcella - Padova

25 Ozono - max giornaliero delle medie mobili sulle 8 ore (µg/m 3 ) 01/01/ /02/ /03/ /04/ /05/ /06/ /07/ /08/ /09/ /10/ /11/ /12/2003 LO STUDIO PROSPETTICO Andamento giornaliero dell Ozono Dati ARPAV - Centralina di Mandria Centralina di Mandria - Padova

26 LO STUDIO PROSPETTICO Correlazione tra l andamento giornaliero di Ozono e Temperatura 250 Ozono - Centralina di Mandria - Padova 2003 Temperatura Centralina Meteo dell Orto Botanico Padova 2003 Dati ARPAV Ozono max giornaliero delle medie mobile sulle 8 ore (µg/m 3 ) Temperatura - media giornaliera (gradi C.)

27 LO STUDIO CLINICO Il protocollo clinico nella sottocorte di asmatici A partire dalla coorte di 131 soggetti asmatici selezionati, è stata creata una sottocoorte di 33 soggetti. Tali soggetti vengono seguiti per un periodo di 2 anni di follow-up. I soggetti vengono visitati individualmente, presso il Servizio di Fisiopatologia Respiratoria del Dip. di Medicina Ambientale e Sanità Pubblica dell Università di Padova, tre volte l anno: gennaio-febbraio: picco di inquinamento da particolato; giugno-luglio: picco di inquinamento da ozono; settembre-ottobre: stagione intermedia. Il periodo esatto in cui esaminare i pazienti nelle tre occasioni è stato determinato dalle valutazioni e previsioni sull inquinamento urbano effettuate da ARPAV.

28 LO STUDIO CLINICO Indicatori sanitari e ambientali utilizzati nel protocollo clinico riguardante la sottocorte di asmatici VALUTAZIONE DEL DECORSO DELL ASMA Sintomi respiratori e riacutizzazioni (diario e questionario); Test di funzionalità respiratoria (spirometria, picco di flusso PEF, test con metacolina); Qualità della vita (questionario AQLQ, ACQ e SF-36); Biomarkers (NO espirato, condensato respiratorio). VALUTAZIONE DELL ESPOSIZIONE AMBIENTALE Viene valutata dai dati delle centraline fisse di rilevamento degli inquinanti atmosferici dell ARPAV più prossime al domicilio e al posto di lavoro dei pazienti e con campionamento personale delle polveri (PM 10 e PM 2.5 ) e dell ozono effettuato il giorno precedente alle 3 visite annue.

29 LO STUDIO CLINICO: PRIMI RISULTATI Correlazione tra concentrazioni di PM 10 misurate con campionamento personale e con campionamento fisso (30 soggetti misure effettuate negli stessi giorni nel periodo giugno-agosto) Una sorpresa? Campione Tipo di prelievo Media (цg/m 3 ) Mediana (цg/m 3 ) Range (цg/m 3 ) PM 10 Centralina ARPAV PM 10 Personale

30 LO STUDIO CLINICO: A LONDRA Concentrazioni medie invernali, primaverili ed estive nei microambienti dei bambini, PM 10 e PM 2.5 (цg/m 3 ) Stagione Abitazione PM 2.5 PM 10 Giardino PM 2.5 PM 10 PM 2.5 Classe PM 10 Personale PM 2.5 PM 10 Brent AUN Heringey AUN Inverno Primavera Estate Media delle stagioni PM 10 /PM AUN: Automatic Urban Network Da Wheeler A.J., 2000

31 I RISULTATI ATTESI Verifica dell esistenza della correlazione tra PM e mortalità/morbilità in coorti selezionate con metodi diversi rispetto a quelli tradizionali. Verifica della reale esposizione individuale. Verifica, a livello individuale, delle correlazioni riscontrate a livello di popolazioni. Individuazione di nuovi metodi di monitoraggio per la malattia asmatica e per quella coronarica. Studio dei meccanismi di esacerbazione dell asma e della malattia coronarica da parte delle polveri sottili.

32 SPORT E INQUINAMENTO ATMOSFERICO Vi sono scarse evidenze che un esposizione a breve termine di soggetti normali o pazienti asmatici, bambini o adulti, ad una concentrazione anche elevata di inquinanti ambientali sia in grado di causare effetti clinicamente significativi e capaci di interferire con le loro prestazioni sportive. Vivere in aree urbane non deve scoraggiare una pratica sportiva anche se svolta outdoor Caramori G. et al., Pneumologia Pediatrica 2004;16: (Studio su sport e inquinamento atmosferico effettuato a Ferrara)

33 EMERGENZA SMOG? VENT ANNI FA ERA MOLTO PIU GRAVE Angelo Giudici, resp. Qualità dell aria ARPA Lombardia: Rispetto a trent anni fa la situazione dell inquinamento atmosferico è molto migliorata SO 2 80 µg/m 3 10 µg/m 3 PM µg/m 3 40 µg/m 3

34 CONCLUSIONI Esistenza di molteplici studi sul tema degli effetti sanitari dovuti all inquinamento atmosferico. (Tra essi si inserisce il progetto Traffico veicolare e salute nel Comune di Padova ) Esigenza di un coordinamento sia a livello nazionale che internazionale sul tema Necessità di dare avvio ad ulteriori studi, non solo finalizzati allo studio della correlazione tra inquinamento ambientale e effetti sanitari OBIETTIVO FINALE Fornire validi strumenti di supporto alle istituzioni pubbliche affinché possano sviluppare interventi di tutela della salute collettiva Sviluppo di un progetto all interno dei Progetti di Ricerca di Rilevante Importanza Nazionale (PRIN) del Ministero della Istruzione (MIUR) in collaborazione con l Università di Padova e altri Istituti Universitari