Reparto di Igiene dellReparto di Igiene dell’’AriaAriaDipartimento Ambiente e Prevenzione PrimariaDipartimento Ambiente e Prevenzione Primaria

ISTITUTO SUPERIORE ISTITUTO SUPERIORE DIDI SANITASANITA’’

WorkshopWorkshopI Nuovi Limiti per il Materiale Particellare Sospeso: I Nuovi Limiti per il Materiale Particellare Sospeso:

Problematiche e ProspettiveProblematiche e Prospettive13 maggio 201013 maggio 2010

Istituto Superiore di SanitIstituto Superiore di Sanitàà

Andamento delle concentrazioni di Andamento delle concentrazioni di materiale particolato, limiti normativi e materiale particolato, limiti normativi e

standard di qualitstandard di qualitàà delldell’’ariaaria

Il problema delle aree urbane è un problema generale

In Europa oltre un quarto del territorio dell’Unione è direttamente destinato ad usi urbani. Circa il 75% della popolazione vive in aree urbane e si prevede che entro il 2020 arrivi a oltre l’ 80%.

In Italia la crescita economica è stata accompagnata da un generale incremento dei consumi e della domanda di mobilità; conseguenza: crescita del parco veicolare (un veicolo per 1,72 abitanti).Si stima un aumento del 40%, tra il 1995 e il 2030, del numero di veicoli e incremento dei km percorsi in aree urbane UE (in particolare nei nuovi entrati).

Cambiamenti dello stile di vita : crescente dipendenza dai veicoli privati, aumento dei nuclei familiari composti da una sola persona, aumento del tasso di utilizzo pro capite delle risorse, aumento demografico, tutto questo comporta una ripercussione anche sugli aspetti ambientali.

2

la maggior parte degli inquinanti dell’atmosfera deriva da combustioni

Inquinanti Primari; emessi direttamente dalla sorgente, es. SO2, NO, materiale particellare primario, ecc.Inquinanti Secondari; l’atmosfera è un laboratorio chimico nel quale si hanno complessi processi fisici e reazioni

chimiche, quali: NO2, solfati, nitrati, cloruri, sali di ammonio, ozono, ecc.

grosse difficoltà ad agire sulla concentrazione di inquinanti che presentano una componente secondaria

la riduzione degli inquinanti secondari è molto più complicata rispetto agli inquinanti “facili”, come biossido di zolfo, benzene, piombo, monossido di carbonio

processi di dispersione e trasporto in atmosfera distribuiscono su aree molto vaste sia i precursori sia le stesse polveri secondarie, caratterizzando il fenomeno in termini sovraregionale e transfrontaliero

CONTRIBUTI TRANSFRONTALIERI ALLE CONCENTRAZIONI MEDIE ANNUALI DEL PM10

28%22%24%24%34%32%

31%45%41%36%31%38%

24%22%27%30%24%

24%

17%10%8%10%11%6%

0102030405060708090

100

Firenze

Arezzo

Gross

eto

Livorn

o

Capan

nori

Prato

%

Antropico Primario Totale Secondario Naturale n.r

Contributi percentuali delle componenti primarie e secondarie del PM10 su tutto il periodo di campionamento annuale

APPROFONDIMENTI SU COMPOSIZIONE ED ORIGINE DEL PMAPPROFONDIMENTI SU COMPOSIZIONE ED ORIGINE DEL PM10 10

Il progetto regionale

PATOSPATOSha fornito importanti

informazioni sulla composizione ed origine del PM10

in Toscana

4

Regio decreto 3 febbraio 1901, n. 45 Regolamento generale sanitario(Dell'igiene del suolo e dell'abitato. Delle lavorazioni insalubri)

Regio decreto 19 ottobre 1930, n 1398 Codice penale (Art. 674 Getto pericoloso di cose)

Regio decreto 27 luglio 1934, n. 1265 Approvazione del testo unico delle leggi sanitarie(Dell'igiene del suolo e dell'abitato. Delle lavorazioni insalubri)

Legge 13 luglio 1966, n. 615 Provvedimenti contro l'inquinamento atmosferico (successivi decreti attuativi: 1288/67 e 1391/70 su impianti termici, 323/71 su autoveicoli diesel, 322/71 inquinamento atmosferico limitativamente al settore delle industrie)

DPCM 28 marzo 1983 Limiti massimi di accettabilità delle concentrazioni di esposizione relativi ad inquinanti dell'aria nell'ambiente esterno

DPR 24 maggio 1988, n. 203 Attuazione delle direttive CEE n. 80/779, 82/884, 84/360 e 85/203 concernenti norme in materia di qualità dell'aria, relativamente a specifici agenti inquinanti, e di inquinamento prodotto dagli impianti industriali, ai sensi dell'art. 15 della legge 16 aprile 1987, 183

Decreto 12 luglio 1990 Linee guida per il contenimento delle emissioni inquinanti degli impianti industriali e la fissazione dei valori minimi di emissione

la normativa “storica”

6

“valore limite”: secondo la definizione contenuta all’art.2 lett. e) D.Lgs 351/99, rappresenta il livello fissato in base alle conoscenze scientifiche al fine di evitare, prevenire o ridurre gli effetti dannosi sulla salute umana o per l'ambiente nel suo complesso, tale livello deve essere raggiunto entro un dato termine e in seguito non superato.

“linee-guida per la qualità dell’aria” della Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) riportano, per alcuni inquinanti selezionati, lo stato delle conoscenze scientifiche sugli effetti sulla salute della esposizione inalatoria. Solo nella più recente revisione di queste linee guida (WHO 2006) vengono stabiliti, per la prima volta, dei valori numerici di riferimento per il materiale particellare.

SO2(µg/m3) DM 60/2002

limite per la protezione della salute umana 350 media 1 ora (dal 1/1/2005)(da non superare più di 24 volte per anno civile)125 media 24 ore (dal 1/1/2005)(da non superare più di 3 volte per anno civile)

limite per gli ecosistemi 20 media anno civile e semestre invernale

NO2(µg/m3)DPR 203/88__________________

DM 60/02

Limite per la protezione della salute umana

----------------------------------------------------

limite per la protezione della salute umana

200 98° percentile delle medie orarie dell’anno(Si devono prendere tutte le misure atte ad evitare il superamento di questo valore per più di tre giorni consecutivi; inoltre si deve cercare di prevenire e ridurre detti superamenti.)---------------------------------------------------------------------------------------------------------200 media 1 ora (dal 1/1/2010)(da non superare più di 18 volte per anno civile)40 media anno civile (dal 1/1/2010)

NOx(µg/m3) DM 60/2002

limite per la protezione della vegetazione 30 media anno civile

Particelle(PM10)(µg/m3)

limite per la protezione della salute umana

50 media 24 ore (da non superare più di 35 volte per anno civile, dal 1/1/2005)40 media anno civile (dal 1/1/2005)

Piombo(µg/m3)

limite per la protezione della salute umana 0,5 media anno civile (dal 1/1/2005)

Benzene(µg/m3)

limite per la protezione della salute umana 5 media anno civile (dal 1/1/2010)

CO(mg/m3)

limite per la protezione della salute umana 10 media massima giornaliera su 8 ore (dal 1/1/2005)

DM aprile 2002, n. 60 “Recepimento della direttiva 1999/30/CE del Consiglio del 22 aprile 1999 concernente i valori limite di qualità dell'aria ambiente per il biossido di zolfo, il biossido di azoto, gli ossidi di azoto, le particelle e il piombo e della direttiva 2000/69/CE relativa ai valori limite di qualità dell'aria ambiente per il benzene ed il monossido di carbonio.”

7

8

Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO)

Media annuale (lungo termine)PM10µg/m3

PM2,5µg/m3

Note:

Obiettivo 1 70 35valore associato all’incremento del rischio di mortalità relativa del 15% rispetto alla AQG;

Obiettivo 2 50 25in aggiunta agli altri benefici sulla salute, questo valore riduce il rischio di mortalitàapprossimativamente del 6% rispetto al valore dell’obiettivo 1;

Obiettivo 3 30 15in aggiunta agli altri benefici sulla salute, questo valore riduce il rischio di mortalitàapprossimativamente del 6% rispetto al valore dell’obiettivo 2;

AQG 20 10livello più basso di incremento della mortalità, per cause polmonari e per cancro al polmone, per esposizione a lungo termine a PM2,5.

Media 24 ore (breve termine)PM10µg/m3

PM2,5µg/m3

note:

Obiettivo 1 150 75incremento del rischio di mortalità a breve termine di circa il 5% al di sopra della AQG;

Obiettivo 2 100 50incremento del rischio di mortalità a breve termine di circa il 2,5% al di sopra della AQG;

Obiettivo 3 75 37,5incremento del rischio di mortalità a breve termine di circa il 1,2% al di sopra della AQG;

AQG 50 25valore basato sulla relazione tra i livelli di concentrazione di PM annuali e giornalieri.

9

Le condizioni meteoclimatiche sfavorevoli dipendono essenzialmente dalla bassa velocità del vento e dalla assenza di pioggia, da temperature medie generalmente molto basse, ovvero da condizioni di stabilità atmosferica.

Per quanto riguarda la pioggia, gli eventi con intensità superiore ad una certa intensità (5 mm), hanno un effetto sensibile sulla riduzione delle concentrazioni di PM. Un calcolo effettuato sui dati relativi agli anni 2001-2007 ha indicato una probabilità condizionata di riduzione della concentrazione rispetto al giorno precedente per PM10 e PM2,5 di circa 63 %.

Per quanto riguarda il vento, con velocità superiore a 2,3 m/s; un calcolo effettuato sui dati relativi agli anni 2001-2007 ha indicato una probabilità condizionata di riduzione della concentrazione rispetto al giorno precedente per PM10 e PM2,5 di circa il 59 %.

10

Caratteristiche delle Stazioni ISS di Rilevamento degli Inquinanti Atmosferici

• sito influenzato dal traffico• circa 25000 auto/gg• distanza centro strada: 10 m• distanza incroci più vicini: 100 m• distanza dal centro cittadino: 1,5 – 2 km ovest

inquinanti rilevati: PM10, PM2.5, PM1, PUF, deposizioni(Bulk), metalli, CO, NO2, NO, NOX, O3, (SO2 eliminato), COV, IPA, PCDD/F

• sito di background urbano, all’interno dell’orto botanico di Roma

• distanza strada più vicina: circa 400 m

SITO ISS (viale Regina Elena)

SITO ORTO BOTANICO (Trastevere)

andamento CO (mg/m3) e particolato ultrafine (pp/cm3)Stazione ISS

0.00E+00

2.00E+04

4.00E+04

6.00E+04

8.00E+04

1.00E+05

1.20E+05

1.40E+05

1.60E+050

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pp

/cm

3

jen 02

feb-02

dec 01

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nov-01

mar-02

apr-02

year

june 01

may 02

june 02

oct 01

july 01

sept 01

aug 01

andamento orario particolato ultrafine (pp/cm3)Stazione ISS

andamento orario particolato ultrafine (pp/cm3)Stazione ISS e Stazione Orto Botanico

0

10000

20000

30000

40000

50000

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70000

0.00

1.00

2.00

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5.00

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7.00

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0

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0

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0

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0

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0

ora

Con

cent

razi

one

num

ero

part

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le c

m-3

issorto

SERIE STORICA MEDIE MOBILI Pm 2,5 - Pm 10 - numero particelle/cm3 PRESSO STAZIONE RILEVAMENTO ISS ROMA 2002-2010

0

5

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0601

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20000250003000035000400004500050000550006000065000700007500080000850009000095000100000

PM2.5 PM10 numero particelle

33,5*22,19*34,9*201030,838,3632,1200935,5100,2737,3200835,7100,0038,7200737,7100,0041,2200634,5100,0036,9200534,799,7338,8200437,2100,0039,7200336,6100,0040,4200236,172,8837,82001PM1017,7*22,19*19,8*201016,915,3418,0200920,2100,2722,9200821,8100,0024,6200718,1100,0020,7200618,2100,0020,1200520,9100,2723,8200422,1100,0024,8200323,498,9026,1200220,072,8821,62001PM2,514,9*20,82*17,3*201017,033,4218,9200912,966,0315,1200816,872,3318,5200615,741,3716,92005PM1

medianaµg/m3coperturamedia annuale

µg/m3anno

Andamento delle concentrazioni di PM nella postazione ISS di viale Regina Margherita

* Valori relativi ai primi 4 mesi del 2010

Gli inquinanti dell'aria hanno un effetto sulla salute della popolazione esposta; dal Rapporto CNEIA (Commissione Nazionale per l’Emergenza Inquinamento Atmosferico) del Ministero dell'Ambiente:

“Negli ultimi anni si sono accumulate evidenze che indicano negli anziani, nei soggetti malati, e in generale nelle classi socioeconomiche svantaggiate i gruppi a più alta vulnerabilità agli effetti dell’inquinamento atmosferico.”

"Numerose evidenze scientifiche hanno permesso di individuare negli stili di vita, nell'esposizione professionale e nell'esposizione ambientale i principali fattori di rischio favorenti l'insorgenza di molte malattie neoplastiche. La quota maggiore della mortalità generale per malattie croniche cardiovascolari, è però attribuita ad alcuni specifici fattori legati agli stili di vita (quali ad esempio il fumo di tabacco)".

Lo stesso rapporto riporta inoltre che in genere per l'insorgenza di una malattia non esiste un unico fattore di rischio ma spesso è necessaria l'insorgenza di piùfattori. Quale esempio riporta il caso delle malattie cardiovascolari per le quali i principali fattori sono: "il fumo di sigaretta, il diabete, l'obesità, l'ipertensione, l'elevata colesterolemia e la scarsa attività fisica; altri fattori, di secondo ordine, sono: l'inquinamento atmosferico, la familiarità, l'età e il sesso. Quando in un individuo alcuni di tali fattori sono presenti contemporaneamente, la loro combinazione aumenta notevolmente la probabilità di insorgenza di malattia". 17

L'esposizione ad inquinanti dell'aria, è legata molto agli stili di vita delle popolazioni e risulta importantissima l’esposizione indoor ovvero in ambienti di vita e quella dell’ambiente di lavoro (ad esempio, fumo attivo e passivo, sistemi di riscaldamento e cottura, utilizzo di fiamme, ecc.) (CNEIA); infatti: “L’elevata mobilità di gran parte della popolazione ed il numero di ore passate in ambiente indoor (abitazioni, luoghi di lavoro, negozi, ritrovi, ec.) rendono comunque complessa una stima accurata dell’esposizione effettiva, con la sola misura degli inquinanti presenti all’esterno”.

“indicatore di esposizione media: livello medio determinato sulla base di misurazioni in siti di fondo urbano …… E’ utilizzato per calcolare l’obiettivo nazionale di riduzione dell’esposizione …. ”

“sito di fondo urbano: sito all’interno delle zone urbane dove i livelli sono rappresentativi dell’esposizione della popolazione urbana generale” 18

19

Journal della Air&Waste Management Association (Vol. 59 – April 2009 Pag. 392)Association between Personal, Indoor and Residential Outdoor Pollutant Concentrations: Implications for Exposure Assessment to size-fractionated Particulate Matter.riporta:

I rischi sanitari associati con la esposizione al PM possono essere confusi a causa della presenza di co-inquinanti gassosi. Così, i risultati dei modelli derivanti da studi epidemiologici di serietemporali, che comprendono concentrazioni sia di inquinanti gassosi che di PM dovrebbero essere interpretati con cautela. E’ quindi necessaria una migliore comprensione delle relazioni fra la composizione dimensionale del PM indoor, outdoor e personale, i componenti delle particelle e i co-inquinanti gassosi sia di origine indoor che outdoor, per valutare i rischi sanitari associati alle esposizioni al PM.

gruppo(anni)

sesso casa(%) chiuso(%)

aperto(%)

1-5 F 49 16 351-5 M 56 16 28

6-10 F 48 21 316-10 M 44 18 38

11-18 F 41 23 3611-18 M 35 16 48

curva oraria dei luoghi frequentati

Curva oraria inquinante PM10

Peso percentuale dei luoghi all’esposizione totaleDistribuzione del rateo inalatorio (m3/giorno/kgpc)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 2422

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240.0

0.2

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1.0

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ore giorno

freq

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11-18 anni6-10 anni1-5 anniM

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ore giorno

frequ

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freq

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11-18 F

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6-10 F

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pc

ll’’esposizione inalatoria esposizione inalatoria èè legata legata a vari fattoria vari fattori

Ricostruzione degli scenari di esposizione: indagini di popolazione

L’effetto positivo della diminuzione delle emissioni si riflette sui valori che si vengono a realizzare a livello del suolo (immissioni). La massa di aeriforme che viene a trovarsi nell'atmosfera subisce effetti di diluizioni, reazioni chimiche e chimico-fisiche, mutamenti fisici, estremamente complesse che dipendono da vari fattori (clima, orografia, situazione meteorologica, insolazione, ecc.). La distribuzione sul territorio delle emissioni non èomogenea ma risente di fattori legati alla temperatura, alla altezza, alla meteorologia, alla orografia, ecc.Le variazioni dei valori di emissione ed immissione possono risentire anche di altri fattori quali crisi economiche (che, in generale, fanno diminuire i consumi e la produzione).

22

% di PM10 PM2,5 PM1 nelle emissioni di polveri da sorgenti industriali

39,0 – 94,143,7 – 98,471,3 - 99,7Unità di combustione di piccola scala a legna (senza abbattimento)

63,1 – 76,677,0 – 85,690,5 – 95,9Unità di combustione di piccola scala a carbone (senza abbattimento)

24,5 – 52,649,2 – 50,189,9 - 100Cementifici

13,8 – 95,631,4 – 99,580,2 - 100Impianti di combustione a legna

49,1 – 76,564,7 – 88,987,1 – 98,0Centrali termoelettrichea olio combustibile

25,5 – 52,065,7 – 75,588,4 – 97,0Centrali termoelettrichea carbone

Emissione di PM1

% Emissione di PM2,5

% Emissione di PM10

% TIPOLOGIA di

IMPIANTO

Ripreso da: C. Ehrlich et al. PM10, PM2,5 and PM1,0 – Emissions from industrial plants – Results from measuraments programmes in Germany. Atmospheric Environment 41 (2007) 6236-6254.

NewsPresentazione del IV Rapporto APAT - “Qualità dell’ambiente urbano”, Edizione 2007Roma, 11 marzo 2008.

http://www.areeurbane.apat.it/site/_files/Rapporto2007/tabelle_aree_urb2007.pdf

considerazioniconsiderazioni

L’attenzione della comunità scientifica si è indirizzata anche sulle frazioni granulometriche ultrafini e sulle singole componenti del PM, questo sia per individuare il peso delle varie sorgenti, sia per meglio valutare possibili scenari di esposizione e probabilità di incidenza su patologie.

Purtroppo i dati che attualmente si rilevano sul territorio nazionale, ed in particolare nelle aree urbane, pongono seri dubbi sulla possibilità di raggiungere nel breve/medio termine, per il PM10 e PM2,5 i valori indicati nelle linee guida della OMS e il valore per il PM2,5 indicato dalla Direttiva 2008/50/CE.