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Qualità dell’aria in ambiente urbano rischi per la salute
M.E.Soggiu, G. Settimo Reparto igiene dell’aria
Dipartimento Ambiente e connessa prevenzione primaria Istituto Superiore di Sanità
Roma
CORSO
CAMBIAMENTI CLIMATICI E RISCHI EMERGENTI PER LA SALUTE 14-15 dicembre 2015
“lo sviluppo disordinato dell’industria distrugge le foreste, secca le fonti, provoca uragani e
ogni sorta di eccessi di carattere atmosferico” Charles Fourier (1772-1837)
Cambiamenti climatici e inquinamento dell’aria
La qualità dell’aria ed i cambiamenti climatici sono strettamente connessi.
Gli inquinanti dell’aria interagiscono con la radiazione solare e terrestre perturbando il bilancio dell’energia del pianeta con conseguente alterazione del clima.
Il cambiamento climatico a sua volta influenza l’inquinamento dell’aria alterando la frequenza, la durata, la gravità delle onde di calore, degli eventi di stagnazione, le precipitazioni e altri fenomeni meteorologici conduttivi portando ad un accumulazione dell’inquinamento.
Qualità aria e cambiamenti climatici
In termini di modificazione atmosferiche, il problema ha origine dal massiccio uso che è stato fatto e tuttora si fa di combustibili fossili per far fronte sia alla richiesta industriale sia alle diverse esigenze delle popolazioni in aree urbane.
A cominciare dal International Geophysical Year (1957-58) si cominciano ad effettuare misure regolari della CO2 in atmosfera e subito dopo anche la World Meteorological Organization coordina un sistema di misura globale dei parametri meteorologici e quindi a effettuare misure di ozono. Alla fine degli anni 60 comincia a lavorare anche il Background Air Pollution Monitoring Network (1970). Questi si sono fusi successivamente nel Global Atmospheric Watch (1989).
Tuttavia, solo dalla fine degli anni 90, le evidenze scientifiche ed i progressi fatti separatamente sulle problematiche dell’inquinamento dell’aria e sui fenomeni atmosferici a scala globale hanno imposto un approccio più coordinato tra questi settori.
Il sistema climatico La misura della perturbazione del sistema climatico determinato dai cambiamenti dei vari costituenti dell’atmosfera a partire dal periodo preindustriale fino ai giorni nostri è il forcing radiativo (RF).
• Un RF positivo induce un riscaldamento
• Un RF negativo un raffreddamento
della superficie terrestre e della troposfera
Forcing radiativo
BF biocombustili, FF combustibili fossili, BB combustione biomassa; snow albedo Black carbon depositato sulla neve
A.M.Fiore: Air Quality and climate connections, 2007
Come agisce l’inquinamento dell’aria sul cambiamento climatico
Come agisce il clima sull’inquinamento dell’aria
L’impatto dell’inquinamento dell’aria sul clima
• Il raffreddamento indotto dal PM sul clima durante il ‘900, può aver mascherato l’effetto della CO2. Poiché non è precisamente quantificato l’effetto del PM sul raffreddamento sul clima, ne consegue che anche l’effetto della CO2 e degli altri gas serra potrebbe essere maggiore o minore di quanto ad oggi stimato.
• Diventa sempre più necessario comprendere l’impatto degli inquinanti atmosferici sul clima anche per i futuri interventi regolatori, in particolare per i contaminanti a “vita breve” (O3 e PM e loro precursori)
• I diversi inquinanti agiscono sul clima differentemente anche in funzione della loro vita media. Alcuni inquinanti quali CH4, BC, OC, SO2 hanno un potenziale GWP (Global warming potential) più elevato della CO2 se calcolato su tempi più brevi (10-20 anni).
L’influenza degli inquinanti sul CC I diversi inquinanti agiscono sul clima differentemente anche in funzione della loro vita media.
GWP Global warming potencial su 100 anni Inquinante Vita media Sorgenti principali GWP
Metano (CH4) ~10 anni Agric., sistemi ad olio e gas, miniere di carbone, rifiuti 29
Ozono (O3) troposferico
giorni (bassi strati, estate)
mesi (troposfera libera, inverno)
Sorgenti multiple, CH4,CO, NOx, NMVOC 1.9(CO) -11(NOx)
4.5(NMVOC)
Black carbon (BC) giorni-settimane Combustione di biomasse,riscaldamenti con biomassa e carbone, industria del
carbone,diesel
660 900
Carbonio organico(OC)
giorni-settimane Come BC, sostanze organiche secondarie
da gas precirsori biogenici ed antripogenici
-66
Ossidi di zolfo (SOx) giorni Impianti di combustione fossili, processi industriali quali metallurgica, navi -38
CO2 100 a >>1000 anni Combustione fossili, produzione cemento, cambiamenti uso del suolo
1
2020
2100
Influenza dei settori economici a breve e lungo termine
Contributo dei settori per specifici inquinanti
Emissioni nei 28 paesi EU per SOX, NOX, NH3, PM10, PM2.5, NMVOCs, CO, CH4 e BC, 2004-2013 (% 2004)
As, Cd, Ni, Pb, Hg, e BaP, 2004–2013 (% 2004)
Air quality in Europe — 2015 report EEA Report No 5/2015
Italia
1990 1995 2000 2005 20100.0
0.1
0.2
0.3
0.4 emissioni di CO2 equivelente per settore
cont
ribut
o (%
) ind Energetica ind Manufatturiera trasporto altri settori comb altro comb solidi olio e gas nat
ISPRA_Italian Greenhouse Gas Inventory 1990-2010
Evoluzione della normativa per la qualità dell’aria outdoor DPR 322/71 Regolamento di esecuzione della legge 13 luglio 1966, n. 615, recante provvedimenti contro l'inquinamento atmosferico, limitatamente al settore delle industrie. D.P.C.M. 28 marzo 1983 Limiti massimi di accettabilità delle concentrazioni e di esposizione relativi ad inquinanti dell'aria nell'ambiente esterno (SO2, NO2, O3, PS, CO, Pb)
D.P.R. 24 maggio 1988, n. 203 Attuazione delle direttive CEE numeri 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.
Direttiva 96/62/CE del Consiglio del 27 settembre 1996 in materia di valutazione e di gestione della qualità dell'aria ambiente (PM10, benzene, IPA, AS, Cd,Ni, Hg) 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 Direttiva 2000/69/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio, del 16 novembre 2000, concernente i valori limite per il benzene ed il monossido di carbonio nell'aria ambiente Direttiva 2002/3/CE del parlamento Europeo e del Consiglio del 12 febbraio 2002 relativa all'ozono nell'aria Direttiva 2004/107/CE concernente l'arsenico, il cadmio, il mercurio, il nichel e gli idrocarburi policiclici aromatici nell'aria ambiente Direttiva 2008/50/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 21 maggio 2008 relativa alla qualità dell’aria ambiente e per un’aria più pulita in Europa. Normative sulla qualità dei combustibili, tecnologie di abbattimento delle emissioni
OMS
2005 2010 2014
Valori limite e soglie importanti per la tutela della salute Dlgs 155/2010
Salute umana
Valori limite/obiettivo Obiettivo a lungo
termine
Soglie di Informazione
e allarme
WHO AQG
guidelines OMS
inquinante periodo Valore (μg/m3)
n° max consentito
superamenti valore data periodo
Soglia (μg/m3)
SO2 ora
giorno 350 125
24 3
3 ore 500 20 µg/m3 24h
500 µg/m3 10 min
NO2 ora
anno 200 40
18 0
3 ore 400 40 µg/m3 annuale
200 µg/m3 1h
Benzene anno 5 0
CO (mg/m3) max giornaliero della media su
8-h 10 0 =
PM10 giorno anno
50 40
35 0
50 µg/m3 24h 20 µg/m3 annuale
PM2.5 anno 25
20 (2015) 0 8.5 a 18 2020 10 µg/m3 annuale
25 µg/m3 24h
Pb (ng/m3) anno 0.5 0
As(ng/m3) anno 6 0
Cd(ng/m3) anno 5 0
Ni(ng/m3) anno 20 0
BaP(ng/m3) anno 1 0
O3 max giornaliero su 8-h mediato
su 3 anni 120 25 120 nd
1 ora 3 ore
180 240
100 µg/m3 8-h
Andamento a Roma-ISS
2000 2002 2004 2006 2008 2010 201215000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012303234363840424446
1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 20121820222426283032
1986 1987 2000 2002 2004 2006 2008 20100
1
5
6
1986 1987 2000 2002 2004 2006 2008 20100
150
200
1986 1987 2000 2002 2004 2006 2008 2010
40
50
90
100
num
ero
parti
celle
conta
µg/m
3
PM10
µg/m
3
PM2.5
mg/
m3
CO
µg/m
3
NO
µg/m
3
NO2
Roma-stazione ISS
0
1
2
3
4
5
Benzo[a]pirene
conc
entra
zione
(ng/
m3 )
1993 1994 1995 1996 1997 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5 benzene
2009200820072006200520042003
µg/m
3
2005 2006 2007 2008 20090.1
1
10
2005 2006 2007 2008 20090.1
1
10
1987Pb- 2.55 µg/m3
ng/m
3
PM10 As Cd Ni Pb
PM2.5 As Cd Ni PbPostaz Media 50° 90° 98°
Argentina 45 45 69 86
Trastevere 31 24 57 71
Gondar 36 25 77 149
Alberone 61 51 120 171
Prenestina 20 13 43 60
Concentrazioni orarie O3-estate 1988
µg/m3
SO2 concentrazioni medie annuali Post. Juvara
0
40
80
120
160
200
240
280
320
360
400
440
480
520
Milano 1957-2004
Fonte: CNEIA, 2006
Confronto 2004-2013-PM10
QUALITÀ DELL’AMBIENTE URBANO X RAPPORTO Edizione 2014
Confronto 2004-2013-NO2
QUALITÀ DELL’AMBIENTE URBANO X RAPPORTO Edizione 2014
O3, 2013: superamenti dell’ obiettivo a lungo termine ISPRA QUALITÀ DELL’AMBIENTE URBANO X RAPPORTO Edizione 2014
ISPRA RT 203/2014
Sorgenti di particolato
Le proporzioni cambiano
Inquinanti da considerare nella normativa italiana
VALORI LIMITE: Benzo(a)pirene, Benzene, CO, NO2, NOx, SO2, O3, PM10, PM2,5, As, Cd, Ni, Pb
PRIORITARI: IPA, Benzene, formaldeide, composti acidi, PCDD/F, PCB, Hg
DA CONSIDERARE: IPA, Benzene, CO, NO2, NOx, SO2, O3, PM10, PM2,5, As, Cd, Ni, Pb, Hg, PCDD/F, PCB
17 October 2013 IARC: Outdoor air pollution a leading environmental cause of cancer deaths
• The specialized cancer agency of the World Health Organization, the International Agency for Research on Cancer (IARC), announced today that it has classified outdoor air pollution as carcinogenic to humans (Group 1).
• After thoroughly reviewing the latest available scientific literature, the world’s leading experts convened by the IARC Monographs Programme concluded that there is sufficient evidence that exposure to outdoor air pollution causes lung cancer (Group 1).
• They also noted a positive association with an increased risk of bladder cancer. Particulate matter, a major component of outdoor air pollution, was evaluated separately and was also classified as carcinogenic to humans (Group 1).
• The IARC evaluation showed an increasing risk of lung cancer with increasing levels of exposure to particulate matter and air pollution. Although the composition of air pollution and levels of exposure can vary dramatically between locations, the conclusions of the Working Group apply to all regions of the world.
http://monographs.iarc.fr/ENG/Classification/index.php
Esposizione della popolazione
Air quality in Europe — 2015 report EEA Report No 5/2015
Effetti sanitari connessi all’inquinamento dell’aria
Il cambiamento climatico incide sulla qualità dell’aria in diversi modi acutizzando gli impatti sulla salute:
•Asma, allergie respiratorie, malattie dell’apparato respiratorio: il CC, in particolare l’aumento della T, incide nella produzione e distribuzione di allergeni, pollini, spore, oltre ad aumentare le concentrazioni ambientali di ozono, particolato e polveri in generale.
• Cancro: l’aumento delle T, può aumentare la volatilizzazione di alcune sostanze tossiche e cancerogene e conseguentemente l’esposizione a queste, così come l’aumento di forti piogge può favorire il rilascio e la distribuzione di sostanze tossiche persistenti.
• malattie cardiovascolari ed infarto: i ricoveri ospedalieri per problemi cardiovascolari aumentano sia per il caldo che per il freddo eccessivi. L’associazione tra QA (PM e O3) e malattie cardiovascolari sembra modificata da variabili legate al clima. Anche l’incidenza degli infarti aumenta con la T
Stima degli effetti sulla salute
Air quality in Europe — 2015 report
Sintesi dei risultati del progetto VIIAS - Valutazione integrata dell’inquinamento atmosferico sulla salute 2015
Italy 59 500 3 300 21 600
Qualità dell’aria indoor Le popolazioni trascorrono in ambienti chiusi (> 90%) la maggior parte del tempo. La QA indoor riveste quindi un ruolo fondamentale per la salute umana. La QA indoor dipende dalla QA outdoor e da molte variabili quali i comportamenti individuali, il tipo di riscaldamento, i materiali di costruzione, mobilio, i prodotti per pulizia, ecc. negli ambienti indoor le concentrazioni di alcuni contaminanti possono essere anche molto superiori a quelle che si trovano outdoor. L’Italia non ha una legislazione di riferimento per l’aria indoor diversamente da altri paesi europei. Presso l’ISS dal 2010 lavora il Gruppo di Studio Nazionale sull’Inquinamento Indoor, cui partecipano le istituzioni nazionali, e territoriali (ministeri, regioni, CNR, ISPRA, prot.civile, ecc) Le concentrazioni di PM indoor sono confrontabili ed in alcuni casi ,maggiori di quelle outdoor (studio CCM indoor school) ma con una forte influenza dell’inquinamento esterno anche in relazione al clima del luogo.
Indoor vs outdoor
Impatti sanitari dell’indoor air pollution
L’OMS ha valutato 4.3 milioni di morti premature all’anno nel mondo dovute all’inquinamento indoor in particolare causato da un uso inefficiente di combustibili solidi (2012). • 12% polmoniti • 34% infarto • 26% malattie cardiovascolari,ischemie • 22% Broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) • 6% tumore del polmnone.
PNP 2014-2018 macro obiettivo 2.8- Ridurre le esposizioni ambientali
potenzialmente dannose per la salute
Inquinamento indoor rappresenta uno dei principali fattori di rischio /determinanti della salute.
una valutazione quantitativa dell’impatto sulla salute, a livello nazionale, dei costi diretti/anno attribuibili all’inquinamento indoor è risultato pari a un costo complessivo annuo intorno a 200 milioni di euro. La valutazione così condotta fornisce solo le stime minime perché è riferita solo ad un ristretto set di inquinanti Europa: 4.6% mortalità per tutte le cause 31% inabilità bambini 0-4 anni 13% dei casi di asma correlabili ad un eccesso di
umidità negli edifici
Ambiente indoor
La temperatura outdoor è un fattore significativo per il comfort degli individui anche in ambienti indoor. Tre fattori sono connessi a questo comfort:
•Capacità termica degli edifici
•Comportamenti individuali
•Ventilazione e microclima
Conclusioni? • La gestione della qualità dell’aria deve affrontare diverse sfide a breve e lungo
termine. • Le valutazioni della IARC ci dicono che non esiste un livello di sicurezza per la
salute umana e si deve lavorare per una continua diminuzione dell’esposizione. • Rispetto dei limiti per gli inquinanti normati • Attenzione ai contaminanti di rilevanza igienica-sanitaria (microinquinanti)mollti
dei quali non sono ancora normati • E’ necessario valutare attentamente i diversi contesti territoriali per i contributi
all’inquinamento. • E’ necessario approfondire le conoscenze sugli effetti delle miscele di inquinanti. • L’inquinamento indoor è un fattore di rischio rilevante con impatti sulla salute
confrontabili con l’inquinamento outdoor Diventa necessario avere un approccio integrato per valutare adeguatamente tutti gli aspetti che intervengono nel definire la qualità dell’aria (indoor, outdoor, e cambiamenti climatici)