Prospettive Europee per un controllo dell’inquinamento aereo Paola Borella

1. Università di Modena e Reggio Emilia Prospettive Europee per un controllo dell’inquinamento aereo Paola Borella Professore Ordinario di Igiene Dipartimento di Scienze Igienistiche, Microbiologiche e Biostatistiche borella.paola@unimore.it Seminario “RespiraRE. Qualità dell’aria per la salute” Reggio E. 5 marzo 2005

2. OMS: definizione di Ambiente e Salute “Effetti patologici diretti degli inquinanti ed effetti indiretti sulla salute e sul benessere dell’ambiente fisico, psicologico, sociale ed estetico, inclusi l’alloggio, lo sviluppo urbano, l’utilizzo del territorio ed i trasporti…”

3. INTRODUZIONE L’ ambiente in cui la popolazione vive, gioca un ruolo di notevole importanza sulla salute anche se, l’ampiezza di questo ruolo rimane difficile da quantificare soprattutto perché l’impatto dei fattori ambientali è: dilazionato nel tempo prodotto da più cause concomitanti privo di dati attendibili sull’esposizione della popolazione e sulla maggior parte degli effetti

4. Secondo un rapporto dell’OMS (WHO, 1999), i fattori di rischio ambientali per i quali sono disponibili dati di buona qualità di esposizione e di effetti sarebbero responsabili del 5% delle malattie in Europa. I componenti principali di questa frazione ambientale sono: • Inquinamento atmosferico dell’ambiente urbano (fattore che rappresenta una gran parte dei problemi di salute della popolazione, in termini di riduzione dell’attesa di vita, qualità di vita e numero di persone affette) • Inquinamento da rumore • Inquinamento negli ambienti confinanti ovvero abitazioni, edifici pubblici e privati, mezzi di trasporto (comprendente radon, umidità e fumo passivo) • Inquinamento dell’acqua potabile É importante sottolineare che ciascuno di tali componenti ambientali può avere effetti sinergici, additivi o antagonisti e perciò andrebbe sempre effettuata una valutazione integrata dei rischi ambientali

5. Unione Europea VI Programma Quadro (2003-08) Elevato livello di qualità di vita e benessere sociale per i cittadini attraverso un ambiente in cui il livello di inquinamento non provoca effetti nocivi per la salute umana Programma centrato sullo studio dell’ambiente, su singoli inquinanti e in singoli comparti ambientali: aria, acqua, suolo, alimenti, ecc.

6. In realtà la situazione è molto diversa: Gli inquinanti passano da un comparto all’altro (dall’aria al suolo, acque e alimenti, ecc.) Le persone sono esposte ad una combinazione di inquinanti che interagiscono nell’ambiente e nel corpo umano Gli attuali interventi politici non sono integrati es. i dati del monitoraggio dell’aria non sono messi in relazione con quelli del monitoraggio delle acque o degli alimenti e nemmeno con i dati sul monitoraggio della salute

8. Action Plan 2004-2010 European Environmental and Health IMPOSTAZIONE INTEGRATA CON STRETTA COLLABORAZIONE TRA SETTORE SANITARIO, AMBIENTE E RICERCA Obiettivi: sviluppo di un sistema comunitario che integri le informazioni sullo stato dell’ambiente, sull’ecosistema e sulla salute umana per valutare con maggior efficacia l’impatto complessivodell’ambiente sulla salute tenendo conto dei vari effetti quali l’effetto cocktail degli inquinanti, l’esposizione combinata, gli effetti cumulativi e sinergici Risultati attesi: quadro complessivo di cause ed effetti per mettere in atto una strategia integrata di prevenzione che miri a ridurre le malattie dovute a fattori ambientali

9. Elementi innovativi • Ambiente come contesto complessivo di vita: ambiente esterno, alimentazione, indoor, comportamenti a rischio • Studio di effetti cumulativi dell’esposizione combinata a inquinanti e di altri fattori correlabili all’insorgenza di malattia (socio-economici, stili di vita) • Attenzione specifica alle fasce di popolazione vulnerabile

10. Progetto SCALE Science: riunire le conoscenze disponibili presso le varie reti di sorveglianza ambientale e di salute Children: investire sulla salute dei bambini Awardness: interconnessione ambiente-salute per far comprendere come il degrado ambientale nuoccia alla salute Legal instruments: utilizzare gli strumenti giuridici previsti cioè imporre ai paesi azioni adeguate Evaluation: effettuare una valutazione costante e continua per verificare l’efficacia e il rapporto costi-benefici delle azioni in termini di riduzione dei problemi di salute connessi con l’ambiente, nonché per proporre azioni nuove o correttive

11. Perché i bambini? • Sono più esposti • > assunzione di cibo ed acqua rispetto al peso corporeo • > frequenze respiratoria • > contatto con suolo e polveri • < percezione del rischio • Sono più vulnerabili • il sistema di detossificazione degli xenobiotici è immaturo • particolare suscettibilità dei sistemi nervosi, immunitario, endocrino, riproduttivo che sono in via di sviluppo anche dopo la nascita

12. I Tre Pilastri della strategia • 1 - Esame dei principali contaminanti cui sono esposti i bambini per le diverse fonti (aria, acqua, dieta, polveri domestiche): • contaminanti organici persistenti in particolare diossine e PCB • metalli pesanti quali As, Ni, Cd, Pb, Hg • sostanze che alterano il sistema endocrino: pesticidi, sostanze chimiche industriali, additivi delle plastiche, alcuni metalli, ecc.

13. I Tre Pilastri della Strategia • 2. Le principali patologie dell’infanzia associate a rischi ambientali e che sono in aumento nei Paesi Europei • asma, allergie e disturbi respiratori associati a inquinamento ambientale esterno e indoor (es. fumo passivo) • disturbi neurocomportamentali associati all’esposizione a organoclorurati e metalli • tumori come le leucemie es. associate a benzene • effetti negativi sul sistema endocrino

14. I Tre Pilastri della Strategia 3.Aspetti trasversali: per migliorare la catena di informazioni che dall’esposizione porta alla malattia occorre migliorare: a)Sorveglianza ambientale: nuovi modelli di analisi integrata dell’esposizione capaci di stimare l’assunzione di miscele derivanti dalle varie fonti b)Sorveglianza sullo stato di salute: con nuovi biomarcatori per stabilire l’impatto sulla salute umana nel breve e lungo periodo dovuto alla esposizione a molti stressors c)Ricerca: matrici innovative per quantificare la esposizione a stressor biologici, fisici e chimici, ricerca sui fattori genetici, studio dei meccanismi di azione d)Consapevolezza sociale: comunicazione del rischio e formazione degli operatori e) Metodologie per valutare l’impatto anche economico delle strategie di prevenzione che si intendono attuare

15. Monitoraggio ambientale • Misura sistematica e ripetuta delle sostanze chimiche nei media ambientali: suolo, aria, acqua, alimenti e bevande • Per le sostanze chimiche di maggiore e più attuale interesse, vi sono numerose difficoltà analitiche: • vi è un gran numero di molecole diverse anche all’interno di una stessa classe di composti (es. PCBs, PCDDs, PCDFs) • i livelli considerati tossici sono estremamente bassi • i livelli misurabili nelle diverse matrici ambientali sono estremamente variabili • le sostanze possono subire trasformazioni metaboliche • per molte sostanze vi sono ancora incertezze sul potenziale di tossicità • composti diversi hanno differenti tipi e livelli di tossicità • i livelli misurati nelle matrici ambientali potrebbero avere uno scarso significato in • termini di effetto sull’uomo, soprattutto per effetti poco noti come quelli sul • sistema endocrino

16. Monitoraggio biologico • Misura continua e ripetuta di sostanze potenzialmente tossiche o dei loro metabolici o degli effetti biochimici/fisici in tessuti, secreti, escreti, aria espirata per valutare l’esposizione e il rischio per la salute • Biomarcatori di esposizione: servono a identificare l’esposizione recente e di lungo periodo, e l’interazione delle sostanze chimiche con lo specifico sito d’azione • Biomarcatori di effetto: servono a valutare gli effetti biologici precoci e le alterazioni subcliniche in funzioni e strutture • Biomarcatori di suscettibilità: identificazione di fattori genetici o acquisiti che possono proteggere o esporre a maggior rischio il singolo individuo condizionando la probabilità di comparsa di malattia ad un determinato livello espositivo Attraverso gli indicatori biologici si definiscono i rischi per la salute • capacità della sostanza di dare un effetto avverso • valutazione della dose-risposta • valutazione della relazione con l’esposizione

17. Sorveglianza sulla salute Effettuare periodici esami clinico-epidemiologici in soggetti potenzialmente esposti per evidenziare sintomi e segni precoci di condizioni patologiche

18. L’inquinamento atmosferico • L’aria che respiriamo L’ inquinamento atmosferico è causato dalla presenza nell’ aria di una o più SOSTANZE INDESIDERABILI o ESTRANEE in quantità e per una durata tale da alterare la salubrità dell’aria stessa e da costituire un pericolo per la salute umana. Gli interscambi tra aria atmosferica e organismi viventi avvengono attraverso vari organi e apparati, fra questi l’APPARATO RESPIRATORIO rappresenta il principale sistema di contatto con l’atmosfera e con tutto ciò che in essa è presente. • Le origini delle polveri Le fonti di generazione del materiale particolato sono molto ampie e dipendono sia da eventi naturali che dalle attività antropiche. Il materiale particolato è una miscela nella quale la grandezza e la composizione chimica delle singole particelle varia in ragione delle fonti di emissione dominanti. Il fattore di generazione principale è costituito dai processi di combustione che a grande scala sono rappresentati da fonti naturali come ad esempio i vulcani. Nelle città entrano in gioco il riscaldamento civile e domestico e, soprattutto il traffico veicolare mentre nelle aree suburbane e rurali entrano in gioco anche le attività Industriali e le attività agricole.

19. L’importanza delle dimensioni delle particelle Le dimensioni delle particelle in sospensione rappresentano il parametro principale che caratterizza il comportamento di un areosol. L’impatto si ha quando la velocità delle particelle si annulla per effetto delle forze di resistenza alla velocità di trascinamento dell’aria, che decresce dal naso sino agli alveoli. Questo significa che man mano che si procede dal naso attraverso il tratto tracheo-bronchiale sino agli alveoli, diminuisce il numero delle particelle che penetrano e si depositano.

20. L’inalazione e la deposizione delle polveri nell’apparato respiratorio: Le particelle inalate si possono depositare in qualche tratto dell’apparato respiratorio oppure essere espirate. Se le particelle depositate sono liquide o solubili possono essere assorbite dai tessuti in qualsiasi punto in cui si depositano e provocare dei danni locali. Le particelle insolubili possono essere trasportate, in base alle loro dimensioni, verso altre parti del tratto respiratorio o del corpo, dove possono essere assorbite o provocare danno biologico. • L’aria inquinata causa malattie? Come si deduce dalla letteratura mondiale, ormai non ci sono più dubbi sul fatto che l’inquinamento atmosferico rappresenti un rischio per la salute umana, anche se per molte delle sostanze nocive facenti parte della complessa miscela checostituisce l’ inquinamento atmosferico gli effetti non sono del tutto noti.

21. Gli effetti sulla salute delle particelle sospese Esiste un livello di esposizione a particelle in sospensione al di sotto del quale non ci sono effetti avversi sulla salute della popolazione? Gli studi epidemiologici hanno evidenziato una relazione lineare fra l’esposizione a particelle ed effetti sulla salute. Vale a dire che quanto più è alta la concentrazione di particelle nell’aria tanto maggiore è l’effetto sulla salute della popolazione. Allo stato attuale delle conoscenze, secondo l’OMS non è possibile fissare una soglia di esposizione al di sotto della quale certamente non si verificano nella popolazione degli effetti avversi sulla salute. Per questo motivo l’OMS non fornisce un valore guida di riferimento per le particelle ma indica delle “funzioni di rischio” per i diversi effetti sulla salute. Gli studi hanno evidenziato un eccesso misurabile di esiti clinici dell’inquinamento da particelle. Tali effetti sono sia di tipo acuto che cronico, inoltre studi condotti negli Stati Uniti ed in molti paesi Europei hanno evidenziato un’associazione tra i livelli di inquinanti atmosferici e il numero giornaliero di morti o di ricoveri in ospedale per cause respiratorie e cardiovascolari. La tabella che segue riassume le conseguenze sulla salute dell’inquinamento atmosferico, a breve e a lungo termine, stimato per un aumento di 10 µg/m3 della concentrazione di PM10. Questi dati sono basati sulla letteratura epidemiologica attualmente disponibile.

23. EFFETTI DELL’INQUINAMENTO ATMOSFERICO SULLO STATO DI SALUTE L’ESEMPIO DEL PIOMBO LE INDAGINI DELL’ISTITUTO DI IGIENE DELL’UNIVERSITÀ DI MODENA

24. Popolazione residente a Sassuolo PbE (1978-1979) PbE (1980-1981) Adulti 23,4 µg/dl Bambini 17,6 µg/dl 14,0 µg/dl Ceramisti 47,0 µg/dl Popolazione urbana (Bo) 19,7 µg/dl 16,2 µg/dl L'Istituto di Igiene partecipa alle prime Campagne Comunitarie sulla Sorveglianza biologica della popolazione contro il rischio di saturnismo (Direttiva 29.3.77)

25. Effetti sulla salute delle donne • In una indagine sulle lavoratrici (n. 246) con una PbE media pari a 48 µg/dl(Vivoli et al. 1982) è stato evidenziato che: • le donne addette alla smaltatura riferivano irregolarità mestruali, dismenorrea, assenza di libido con una frequenza significativamente maggiore rispetto al gruppo di controllo • l’indice di abortività (x 1.000 nati vivi) era del 22,0% contro il 18% nelle donne di controllo • Uno studio sui prodotti abortivi non mostrava un accumulo di piombo correlato con l’esposizione materna (Borella et al. 1986)

26. Effetti sulla salute dei bambini Studi sull’accrescimento • In uno studio su 142 bambini di 7-8 anni residenti a Sassuolo (Bergomi et al, 1989) è emerso che: • il Pb nei denti (6,2 µg/g) correlava negativamente con l’altezza • il Pb nei capelli (7,2 µg/g) correlava positivamente con la pressione sistolica solo nei maschi • entrambi correlavano con la PbE che è risultata pari a 11,3 µg/dl con una notevole riduzione rispetto al passato • In uno studio su oltre 400 adolescenti (Vivoli et al. 1993): • è stata confermata la relazione negativa con l’altezza e, nei maschi, anche con il peso • nei maschi con livelli più elevati di PbE (>10,0 µg/dl) è emersa una relazione negativa con i valori delle gonadotropine (FSH, LH), suggerendo che l’influenza del Pb sull’accrescimento sia mediata da effetti sul sistema endocrino

27. Effetti sulla salute dei bambini Nell’ambito di uno Studio Multicentrico Europeo sugli effetti del Pb sul SNC dei bambini, è stata effettuata una indagine su oltre 300 bambini delle scuole elementari del Comprensorio (Vivoli et al. 1985, 1989; Bergomi et al. 1989) • oltre alla misura dell’attività dell’ALA-D nel sangue, è stato misurato il Pb nel sangue, nei capelli e nei denti decidui • per valutare le funzioni neuropsicologiche è stata usata una batteria di 6 test psicometrici, quali i test per l’intelligenza (WISC, QI), l’apprendimento scolastico, la performance viso-motoria, la memoria e per l’attenzione

28. Effetti sulla salute dei bambini Risultati • i l Pb nei denti è risultato associato con modificazioni nelle funzioni cognitive valutate con la scala WISC, QI • l’ALA-D e il Pb nei capelli si associavano a 2 subtest dello stessa scala • La relazione tra le alterazioni neuropsicologiche e un indicatore di esposizione di lungo termine come il Pb nei denti suggerisce che le alterazioni si fossero instaurate nei primi anni di vita, quando l’inquinamento era più elevato • In una rassegna sui danni neuropsicologici del Pb nell’infanzia (Borella et al. 1998), si conclude che gli effetti del Pb ai livelli attuali di esposizione sono complessivamente modesti, ma interessano le funzioni cognitive superiori, quali la memoria e l’attenzione, e non è possibile identificare un livello minimo di esposizione compatibile con l’assenza totale di rischio