Analisi di rischio sanitario-ambientale sito specifica · supporto alle decisioni nella gestione...

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Analisi di rischio sanitario- ambientale sito specifica Metodi analitici e ripristino ambientale LM STAmT - ACAT Marco De Zuani Giacomo Santoiemma

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Analisi di rischio sanitario-

ambientale sito specifica

Metodi analitici e ripristino ambientale

LM STAmT - ACAT

Marco De Zuani

Giacomo Santoiemma

Introduzione

COS’È IL RISCHIO?

Nel caso di siti inquinati, in generale, il rischio (R)

derivante da un sito contaminato è dato dalla

seguente espressione:

dove E [mg/kg gg] rappresenta l’assunzione cronica

giornaliera del contaminante e T [mg/kg gg]-1 la

tossicità dello stesso.

Analisi di rischio

Analisi di Rischio: metodologia scientifica e

sistematica per valutare lo stato di

contaminazione delle matrici ambientali in termini

di quantificazione dei rischi attuali e/o potenziali

per l’uomo e per l’ambiente.

È attualmente lo strumento più avanzato di

supporto alle decisioni nella gestione dei siti

contaminati.

CAmpo di applicazione

L'AdR è rivolta alla valutazione dei rischi cronici o a

lungo termine. Pertanto la procedura non si applica:

per valutare l'efficacia di interventi di MISE;

per valutare il rischio per l'uomo associato a

situazioni di contaminazione diffusa;

per valutare la sicurezza nei cantieri di lavoro.

Riferimento normativo

D.Lgs 152/2006 - Testo unico in materia ambientale

Parte IV - “Norme in materia di gestione dei rifiuti e

di bonifica dei siti inquinati”

Titolo V - “Bonifica di siti contaminati”

Art. 242 - “Procedure operative ed

amministrative”

Allegato 1 - “Criteri generali per l’analisi di

rischio sanitario ambientale”

D.Lgs 4/2008

Integra ed aggiorna il precedente decreto.

scopo

Superamento CSC Azioni di emergenza (MISE)

ANALISI DI RISCHIO Definizione CSR

L’analisi di rischio è la procedura fondamentale per la

determinazione delle Concentrazioni Soglia di

Rischio.

Modello concettuale

Nell’ambito della analisi di rischio sanitario (AdR) è

necessario individuare il “Modello Concettuale del Sito”

(MCS).

Tale elaborazione è il frutto di indagini ed analisi di

caratterizzazione del sito e la sua definizione comprende

essenzialmente la ricostruzione dei caratteri delle quattro

componenti principali che costituiscono l’AdR:

Contaminanti indice

Sorgenti

Vie e modalità di esposizione

Recettori finali

contaminanti indice

Contaminanti indice: sostanze da sottoporre ai calcoli di

analisi di rischio.

La scelta dei contaminanti indice, desunti dai risultati della

caratterizzazione, deve tener conto dei seguenti fattori:

Superamento delle CSC

Livelli di tossicità

Grado di mobilità e persistenza nelle varie matrici

ambientali

Correlabilità ad attività svolta nel sito

Sorgenti

La sorgente di contaminazione si differenzia in sorgente

primaria e sorgente secondaria.

Sorgente primaria: rappresentata dall’elemento che è causa di

inquinamento (es. accumulo di rifiuti, sversamento di prodotti

tossici).

Sorgente secondaria: viene identificata con il comparto

ambientale oggetto di contaminazione (suolo, acqua, aria).

È importante la valutazione della geometria. Se necessario si

suddivide il sito in aree omogenee (per caratteristiche

idrogeologiche e per la presenza dei contaminanti)

Sorgenti

I comparti ambientali considerati sono:

zona insatura

suolo superficiale (SS), compreso tra 0 ed 1 m di

profondità dal piano campagna

suolo profondo (SP), con profondità maggiore di 1 m dal

piano campagna;

zona satura, o acqua sotterranea (GW).

La procedura di analisi di rischio va applicata riferendosi

esclusivamente alla sorgente secondaria di contaminazione.

Pertanto, tutti i parametri relativi alla sorgente si riferiscono al

comparto ambientale soggetto a contaminazione.

vie e modalità di esposizione

Le vie di esposizione sono quelle mediante le quali il

potenziale bersaglio entra in contatto con le sostanze

inquinanti.

Si ha una esposizione diretta se la via di esposizione

coincide con la sorgente di contaminazione; si ha una

esposizione indiretta nel caso in cui il contatto del recettore

con la sostanza inquinante avviene a seguito della

migrazione dello stesso e quindi avviene ad una certa

distanza dalla sorgente.

vie e modalità di esposizione

Vie principali di esposizione:

Suolo superficiale (SS)

Suolo profondo (SP)

Aria outdoor

Aria indoor

Acqua sotterranea Modalità di esposizione:

Ingestione di acqua potabile

Ingestione di suolo

Contatto dermico

Inalazione di vapori e particolato

recettori

I bersagli della contaminazione considerati sono

esclusivamente umani.

Si definiscono bersagli on-site quelli posti in corrispondenza

della sorgente di contaminazione, e bersagli off-site quelli

posti ad una certa distanza da questa.

In base alla destinazione d’uso del suolo:

Residenziale (adulti e bambini);

Ricreativo (adulti e bambini);

Industriale/Commerciale (esclusivamente adulti).

schema riassuntivo

Punto di conformità

Di fondamentale importanza è la scelta del punto di

conformità.

Il punto di conformità deve essere di norma fissato non oltre i

confini del sito contaminato oggetto di bonifica

e la relativa CSR per ciascun contaminante deve essere

fissata equivalente alle CSC.

Il punto di conformità è definito come il punto di valle

idrogeologico, in corrispondenza del quale l’Ente di Controllo

deve richiedere il rispetto degli obiettivi di qualità delle acque

sotterranee.

modalità

Modalità diretta (forward): permette il calcolo del

rischio associato ad un recettore esposto derivante

da una sorgente di contaminazione a concentrazione

nota.

SORGENTE TRASPORTO RECETTORE RISCHIO

modalità

Modalità inversa (backward): permette il calcolo della

massima concentrazione ammissibile in sorgente (CSR)

compatibile con il livello di rischio ritenuto accettabile presso

il recettore esposto.

SORGENTE TRASPORTO RECETTORE RISCHIO

In particolare, stabilita la soglia di rischio tollerabile, si

ottiene una concentrazione accettabile nel punto di

esposizione ed infine, per mezzo dei fattori di trasporto, si

arriva a stimare la concentrazione accettabile in sorgente.

procedure di analisi

Il D.Lgs. 152/06 non indica un metodo chiaro e definito.

“Le procedure di calcolo [...] dovranno essere condotte

mediante l'utilizzo di metodologie quale ad esempio

ASTM PS 104, di comprovata validità sia dal punto di vista

delle basi scientifiche che supportano gli algoritmi di calcolo,

che della riproducibilità dei risultati.”

procedure di analisi

Esiste un documento metodologico redatto dall’APAT “Criteri

metodologici per l'applicazione dell'analisi assoluta di rischio

ai siti contaminati” (rev. 2008), realizzato a partire da

un’analisi critica delle procedure ed equazioni proposte dai

principali standard e linee guida nazionali ed internazionali

relativi all’applicazione dell’analisi di rischio.

Il documento “si concretizza essenzialmente nella analisi dello

stato dell’arte in materia, nella indicazione delle equazioni da

utilizzare in ogni fase della procedura e nella definizione di

criteri guida per la scelta del valore corrispondente ad ogni

parametro richiesto quale input, facendo sempre riferimento al

principio del reasonable worst case”.

Procedure di analisi

“[...] La redazione e/o la valutazione di elaborati contenenti

analisi di rischio sanitario-ambientale, dovrebbe essere

sempre eseguita da operatori che abbiano sufficienti

conoscenze di base di chimica, idrogeologia, ecotossicologia,

modellistica in genere, in quanto l’utilizzo di modelli di analisi

di rischio richiede un impegno tecnico rilevante e la

mancanza di formazione specifica può facilmente portare a

valutazioni errate.”

Non viene indicata con chiarezza una figura professionale

abilitata alla stesura dell’AdR.

...possibile nicchia lavorativa per STAmT?

Basi metodologiche

Per la stesura del documento APAT si è fatto riferimento a:

Procedura RBCA (di derivazione ASTM)

ASTM E-1739 del 1995 e ASTM PS 104 del 1998

Manuale UNICHIM n. 196/1 del 2002

EPA: determinazione dei SSG (Soil Screening Guidance)

CONCAWE: Report n. 2/1997 e Report n. 3/2003

EPA: Risk Assessment Guidance for Superfunds (RAGS),

Vol. 1

basi metodologiche

Procedura RBCA - approccio multilivello

Livello 1:

stima del rischio generico per bersagli on-site;

valore di concentrazione in corrispondenza della sorgente;

identificazione dei recettori;

Livello II:

stima del rischio sito-specifico per bersagli on-site e off-site

valore di concentrazione in corrispondenza del bersaglio

dati sito specifici e di esposizione

uso di modelli analitici

Livello III:

stima del rischio sito-specifico per bersagli on-site e off-site

valore di concentrazione in corrispondenza del bersaglio

dettagliati dati sito specifici e di esposizione

uso di modelli numerici e/o statistici

STIMA DELLE CSR

Ai fini del calcolo è necessario stabilire: il rischio sul bersaglio,

l’esposizione accettabile, la concentrazione nel punto di

esposizione e quindi la concentrazione in sorgente.

La procedura è suddivisa in 3 step successivi:

• Calcolo dell’esposizione accettabile;

• Calcolo della concentrazione nel punto d’esposizione;

• Calcolo degli obiettivi di bonifica sito-specifici.

esposizione accettabile

Il rischio per la salute umana viene differenziato tra individuale e

cumulativo. Si definisce:

Rischio individuale: rischio dovuto a singolo contaminante per una

o più vie d’esposizione;

Rischio cumulativo: rischio dovuto alla cumulazione degli effetti di

più sostanze per una o più vie d’esposizione.

Per le sostanze cancerogene i valori di rischio considerati tollerabili

sono: TR = 10-6 TRCUM = 10-5

Per le sostanze non cancerogene il valore di rischio ritenuto tollerabile

è: THQ = 1 THQCUM = 1

esposizione accettabile

Definito il rischio tollerabile è possibile ricavare l’esposizione

accettabile (Eacc) per ogni contaminante, utilizzando le

formule:

TR = Target risk.

THQ = Target hazard quote.

SF (slope factor) = probabilità di casi incrementali di tumore nella vita per unità

di dose.

RfD (reference dose) = stima dell’esposizione media giornaliera che non

produce effetti avversi apprezzabili sull’organismo umano durante il corso della

vita.

[sostanze non cancerogene (tossiche)]

[sostanze cancerogene]

concentrazione al punto di

esposizione

Definita l’esposizione accettabile è possibile ricavare la

concentrazione accettabile nel punto di esposizione (Cpoe)

mediante l’applicazione dell’equazione:

EM = portata effettiva di esposizione

calcolo csr

Stabilita l’esposizione accettabile e la concentrazione nel

punto di esposizione è quindi possibile individuare il valore

dell’obiettivo di bonifica nella matrice ambientale sorgente di

contaminazione (Concentrazione Soglia di Rischio, CSR) a

mezzo della seguente relazione:

Con FT si indicano i fattori di trasporto che tengono conto dei

fenomeni di attenuazione che intervengono durante la

migrazione dei contaminanti tra sorgente e bersaglio.

software

In ambito nazionale ed internazionale esistono diversi

software per la conduzione di analisi di rischio di livello 2 nel

quadro delle attività di bonifica dei siti contaminati.

ROME versione 2.1

BP-RISC versione 4.0

GIUDITTA versione 3.1

RBCA Tool Kit versione 2.0

architettura dei software

Inserimento delle proprietà specifiche e geometriche del sito e della

sorgente;

Inserimento della concentrazione rappresentativa;

Selezione degli inquinanti e definizione delle proprietà chimico-fisiche e

tossicologiche;

Individuazione delle vie di migrazione e di esposizione in accordo al

modello concettuale;

Calcolo dei fattori di trasporto dei contaminanti per le diverse vie di

migrazione;

Calcolo dell’esposizione, noti i parametri di esposizione e la

concentrazione al punto di esposizione;

Calcolo del Rischio, noti esposizione e proprietà tossicologiche.

esempio

Contaminante: benzene

Modalità di esposizione: inalazione di vapori

Sorgente primaria: sversamento su suolo

Sorgente secondaria: suolo superficiale

Vie di esposizione: aria outdoor

Eacc

Calcolo dell’esposizione accettabile

Solo un contaminante Rischio individuale (TR e THQ)

THQ = 1 TR = 10-6

Effetto cancerogeno Effetto tossico

SF=0,0273 RfD=8,57 10-3

[banca dati ISS-INAIL novembre 2012]

TR = Target risk.

THQ = Target hazard quote.

SF (slope factor) = probabilità di casi incrementali di tumore nella vita per unità di dose.

RfD (reference dose) = stima dell’esposizione media giornaliera che non produce effetti

avversi apprezzabili sull’organismo umano durante il corso della vita.

Eacc

Effetto cancerogeno Effetto tossico

Calcolo dell’esposizione accettabile

EM EM = portata effettiva di esposizione

EM

EM=0,193 EM=1,074

considerando la somma di EM

bambino e di EM adulto

assumendo il valore più

conservativo tra esposizione

adulto ed esposizione bambino

(EM bambino)

Effetto cancerogeno Effetto tossico

EM = portata effettiva di esposizione

cpoe,acc

Effetto cancerogeno Effetto tossico

considerando il dato più conservativo

concentrazione al punto di esposizione

CSR

VFss (Volatilization factor) e ADF (atmosphere dispersion

factor) sono i due fattori di trasporto (FT) sito specifici

considerati per il caso di inalazione di vapori outdoor.

Le formule per il calcolo dei suddetti fattori sono descritte nel

Manuale APAT.

fattori di trasporto

vie multiple

S.I.N. caffaro spa - brescia

Caffaro S.p.a.: Industria chimica che dal 1938 al 1984 ha prodotto

clorurati organici nel sito industriale di Brescia.

Nel 2001 prima inchiesta sull’inquinamento: area di 7km2 fortemente

inquinata da PCB e diossine.

2002 e 2003: prime indagni di Arpa e Asl che evidenziano grave

problema di inquinamento, anche per la salute umana.

2004: prima analisi di rischio commissionata dal Comune di Brescia,

fortemente contestata e bloccata dall’intervento di tecnici e scienziati

indipendenti (conflitto di interesse?).

Nel 2008 nuova analisi di rischio condotta dall’ISS, nuovamente

contestata.

analisi di rischio 2008

Condotta sulle “aree giardini privati quartiere 1° Maggio”

Ogni giardino viene decorticato del primo metro di suolo dal p.c. “al

fine di eliminare/minimizzare il fenomeno di contaminazione

superficiale” e sostituito con terreno vergine controllato.

Per il suolo profondo vengono considerati i valori di concentrazione

riscontrati nel primo metro di suolo inquinato (principio cautelativo).

Concentrazioni (mg/kg)

Arsenico 1,7 E+1

Mercurio 4,7 E+0

PCB 3,3 E-1

Diossine 9,3 E-2

come stime statistiche su 300 giardini analizzati

analisi di rischio 2008

Bersagli: bambini ed adulti residenti in zona.

Percorsi di esposizione:

Volatilizzazione di vapori Outdoor

Volatilizzazione di vapori Indoor

Lisciviazione in falda Parametri di input - terreno e acquifero

Prametro Valore sito specifico

Soggiacenza della falda 30 m

Frazione di carbonio organico 18,3

pH 7,8

Conducibilità idraulica del saturo 1,2 m/giorno

Gradiente idraulico 1,0 E-3

Porosità effettiva 0,15

Velocità del vento 236 cm/s

Risultati dell’adr 2008

È stato utilizzato il software RBCA Tool Kit 1.3b in modalità backward.

CSR (mg/kg ss)

Arsenico 0,26

Mercurio 340

PCB 700

Diossine 0,00046

CSR per il suolo profondo per i giardini del quartiere I° Maggio

Le CSR in tabella sono state verificate con procedura diretta (forward)

con lo stesso software RBCA Tool Kit 1.3b ottenendo un rischio

accettabile per le sostanze cancerogene.

conclusioni dell’Adr

Viene valutato il risultato dell’AdR, in maniera particolare per il valore di CSR

dell’As: “il valore di CSR per l’Arsenico è ampiamente inferiore (2 ordini di

grandezza) al valore limite stabilito nel Dlgs. 152/2006 per i suoli ad uso verde

pubblico/residenziale [20 mg/m3]”

“Ancorché si ritenga che i valori di CSR ottenuti da una rigorosa procedura di

analisi di rischio, vadano adottati sia se superiori alle CSC sia se inferiori alle

stesse CSC, nello specifico caso sarebbe opportuno valutare la concentrazione

del fondo antropico dell’area di interesse per l’Arsenico, così come anche

affermato nel D. Lgs. 152/06 Parte IV- Titolo V art. 242.

In ogni caso si ritiene che il valore stabilito dal Dlgs.152/2006 per tale

parametro, e cioè 20 mg/kg ss, possa essere considerato cautelativo per la

salute umana [omissis.]”

...Nessun riferimento ai valori superati delle diossine!

quartiere i° maggio

Fonte: Sito d’interesse nazionale “Brescia – Caffaro” ed altre aree inquinate nel comune di Brescia: Risultato delle indagini

ambientali e sanitarie al 30 aprile 2008

bibliografia

GU n.88 del 14/4/2006 - D.Lgs. 3 Aprile 2006 n.152 e aggiornamenti;

“Criteri metodologici per l'applicazione dell'analisi assoluta di rischio ai siti contaminati” (rev.

2008) - APAT; http://www.isprambiente.gov.it/files/temi/siti-contaminati-02marzo08.pdf

• “Protocollo ISPRA-INAIL (ex-ISPESL) per la valutazione del rischio associato all’inalazione di

vapori e polveri, in ambienti aperti e confinati nei siti di bonifica” - ISPRA, Servizio

Interdipartimentale per le Emergenze Ambientali Settore Siti Contaminati; http://www.territorioambiente.com/normativa/pdf/bonifiche/Protocollo_VapInOutdoor_181010.pdf

• Banca dati “ISS-INAIL”, Novembre 2012 - ISS http://www.iss.it/binary/iasa/cont/Banca_Dati_ISS_INAIL_Nov_2012.pdf

• Documento di riferimento per la valutazione della conformità dell’analisi rischio sanitario-

ambientale di Livello 2 ai “Criteri Metodologici per l’applicazione dell’analisi assoluta di rischio

ai siti contaminati” (Rev. 1) - GRUPPO DI LAVORO “ANALISI DI RISCHIO” APAT-ARPA-ISS-

ISPESL http://www.isprambiente.gov.it/files/temi/tec-valutazione-conformita.pdf

• “Sito di Interesse Nazionale di Brescia Caffaro- Analisi di Rischio Sito Specifica- aree giardini

privati quartiere 1° Maggio” - ASL Brescia http://www.aslbrescia.it/media/documenti/pcb/brescia_aprile_2008/15%20-%20Allegato%202.pdf

bibliografia

“Sito d’interesse nazionale “Brescia – Caffaro” ed altre aree inquinate nel

comune di Brescia: Risultato delle indagini ambientali e sanitarie al 30 aprile

2008” - ASL, ARPA, Comune di Brescia e Provincia di Brescia.

Bibliografia minore:

ARPAV http://www.arpa.veneto.it

• ISS http://www.iss.it

• ISPRA http://www.isprambiente.gov.it/it

• Industria e ambiente http://www.industriaeambiente.it/schede/caffaro_brescia/

• Comune di Brescia