Effetti a breve e a lungo termine Effetti a breve e a lungo termine delldell’’inquinamento atmosferico sulla inquinamento atmosferico sulla

salute umanasalute umanaPaolo CrosignaniPaolo Crosignani

UnitUnitàà di Epidemiologia Ambientale e Registro di Epidemiologia Ambientale e Registro TumoriTumori

Istituto Nazionale per lo studio e la cura dei Tumori, Milano

Principali fonti di emissione del Principali fonti di emissione del particolato atmosfericoparticolato atmosferico

Emissioni in provincia di Milano

Inventario delle em issioni(INEMAR 2001)

Inventario delle em issioni(INEMAR 2001)

PM10

1 2%

3 %

4 %

1 %

7 0%

4 %

Produz ione energia e trasform. com bustibili

Com bust ione non industriale

Com bust ione nell'industria

Processi produttivi

Estraz ione e dis tribuz ione com bus tibili

Uso di solventi

Trasporto su strada

Altre sorgenti mobili e m acchinari

Trattam ento e smaltimento rifiuti

Agricoltura

Altre sorgenti e assorbimenti

Distribuzione del particolato Distribuzione del particolato atmosfericoatmosferico

Frazioni dimensionali del particolatoFrazioni dimensionali del particolato““Frazione inalabileFrazione inalabile””:: la massa delle particelle aerodisperse totali che penetra attraverso il naso e la bocca e penetra nella regione toracica < 10 < 10 µµmm

““Frazione toracicaFrazione toracica””:: la massa delle particelle aerodisperse che penetra oltre la laringe 2.5 2.5 µµm < m < daedae < 10 < 10 µµmm

““Frazione respirabileFrazione respirabile””:: la massa delle particelle aerodisperse che penetra oltre le vie respiratorie prive di cilia vibratili

0.1 0.1 µµm < m < daedae < 2.5 < 2.5 µµmm

Classificazione polveri nellClassificazione polveri nell’’apparato respiratorioapparato respiratorio

PTSPTS

PM 10PM 10

PM 2.5PM 2.5

Effetti a breve termine

Serie Temporali: Misure dirette, relazione con PM 10 ed altri inquinanti

(approccio “ at least ”)

mortalità per tutte le cause naturali

mortalità per cause respiratorie

mortalità per cause cardiache

ricoveri per malattie respiratorie

ricoveri per malattie cardiache

Parametri OMS per effetti a breve termine

• Mortalità totale, (esclusi gli incidenti) 1.006• Mortalità per cause cardiovascolari 1.009• Mortalità per cause respiratorie 1.013• Ospedalizzazione cause cardiache 1.003• Ospedalizzazione cause respiratorie 1.006

Effetti a breve termine

Se esiste proporzionalità tra effetti e livelli di particolato si ha:

Numero eventi “anticipati” =

Incidenza di base x

rischio stimato dalle “serie temporali”x

livelli dell’inquinante rispetto al target

COME IL PM PUÒ DANNEGGIARE LE VIE RESPIRATORIE ED IL SISTEMA CARDIOVASCOLARE

Particelle depositate nelle vie

respiratorieVie nervose (sistema nervoso autonomo)

Circolazione e tessuti esterni delle vie respiratorie

Attivazione delle cellule delle vie respiratorieAlterazioni elettro-

fisiologiche cardiache (alterazioni di HRV e segmenti ECG) Infiammazione

Attivazione leucocitaria e infiammazione

Alterazioni della funzione respiratoria

Eventi cardiaci (infarto miocardico, aritmia, e/o morte, dipendente dallo stato

del paziente)

Induzione della risposta di fase acuta (proteina C-reattiva),aumento del fibrinogeno e della

coagulabilità

Trombosi

Curva doseCurva dose--risposta tra la concentrazionerisposta tra la concentrazionedi PM 10 e la mortalitdi PM 10 e la mortalitàà giornaliera in 10 cittgiornaliera in 10 cittàà

degli Stati Unitidegli Stati Uniti

Schwartz e ZanobettiSchwartz e Zanobetti

Andamento della mortalità nel caso di anticipazione dei decessi non evitabili

Num

ero

dece

ssi

Aumento inquinanti Tempo (gg)

Titolo………………………………………….epidemiology…

Effetti a breve e lungo termine dell’inquinamento sullo stato di salute dell’uomo

Istituto Nazionale per lo Studio e la Cura dei Tumori,Milano

Studio Pubblicazione Inizio Fine N°partecipanti

Dockery DW, et al.6 città U.S.A.

An association between air pollution and mortality in six US cities. N N EnglEngl J Med J Med 19931993,, 329:1753-1759.

1974 1991 8.111

Pope CA 3rd, et al.50 Stati U.S.A.

Lung Cancer, Cardiopulmonary Mortality, and Long-term Exposure to fine Particulate Air Pollution. JAMA JAMA 2002,2002, 287:1132¯1141.

1982 1998 1.200.000

Principali studi prospettici sullPrincipali studi prospettici sull’’inquinamento inquinamento da PM 10da PM 10

Tab.1 – Stima degli effetti a lungo termine causati dal particolato atmosferico PM 10

C. Arden Pope III (JAMA, 2002 – Vol. 287, No. 9)

Sopravvivenza nello studio delle 6 città, da Dockery, 1993

Distribuzione della popolazione esposta al PM 10 (Kunzli, et al, Lancet 2000)

Classe di concentrazione del PM 10 (µg / m3)

Austria Francia Svizzera0-5 0 0.2% 0

>5-10 0 0.5% 1.2%>10-15 11.4% 5.2% 5.7%>15-20 14.2% 31.5% 31.8%>20-25 22.8% 33.3% 42.5%>25-30 27.7% 12.8% 14.6%>30-35 8.5% 7.8% 3.0%>35-40 4.7% 4.1% 0.9%

>40 10.7% 4.6% 0.3%Media 26.0 23.5 21.4

Distribuzione della popolazione esposta al PM 10 totale

Riepilogo dei principali effetti dell’inquinamento a Milano

Rispetto a 30 ug/m3

Mortalità per cause naturali per una permanenza di 10-20 anni 1575

Tumori del polmone 160

Mortalità per cause naturali effetti immediati 193

Ricoveri / anno per cause respiratorie 440

Ricoveri / anno per cause cardiache 710

Nuovi casi / anno di bronchite cronica 155

Episodi di bronchite acuta nei bambini

6100

Attacchi di asma nei bambini 5537

Attacchi di asma negli adulti 2785

Giorni di attività lavorativa persi

675957

Tumori respiratori: effetti a lungo termine

etiologia multifattoriale (fumo, esp. Professionale, Rn)

lunga latenza

esposizione cumulativa

Istituto Nazionale per lo Studio e la Cura dei Tumori,Milano

Tumore del Polmone in Lombardia: Popolazione Tumore del Polmone in Lombardia: Popolazione maschilemaschile

Istituto Nazionale per lo Studio e la Cura dei Tumori,Milano

Tumore del Polmone in Lombardia: Popolazione Tumore del Polmone in Lombardia: Popolazione femminilefemminile

Inquinamento atmosferico: Inquinamento atmosferico:

Quanti tumori al polmone a Milano?Quanti tumori al polmone a Milano?

1) I livello medio annuo di PM10PM10 è stato calcolato in 60 60 µµg/mg/m³³ a a MilanoMilano nel 2002nel 2002 (Progetto PUMI PUMI ARPA LOMBARDIA – FLA, Marzo 2003); PM 2.5PM 2.5= 60*0.8= 4848

2)2) Il totale dei tumori al polmonetumori al polmone nella città di Milano è in media di 997 l997 l’’annoanno..

3)3) Si considera come TARGETcome TARGET un livello di PM 10 = 30 µg/m³corrispondente a corrispondente a un livello di PM 2.5 = 24 µg/m³

4) rischio relativo (RR)rischio relativo (RR) PM 2.5PM 2.5RR =RR = (48-24)/10 * (1.08-1) + 1 = 1.19rischio attribuibile (RA) rischio attribuibile (RA) PM 2.5PM 2.5RARA = (RR-1)/RR*100 = 1616% totale = 160160 mortimorti

Studi prospettici europeiHoek et al., 2002, EPIC cohort, the

Netherlands

MF, 55-69 60 BS, 10 µg/m3 1.06 (0.43-2.63)

Filleul et al., 2005, PAARC cohort, France

MF, 25-59 175 BS, 10 µg/m3 (24 areas)

0.97 (0.93-1.01)

Vineis et al., 2006, case-control nestedin the EPIC cohort, 7 Europeancountries

MF, 35-74Non- or ex-smokers

113 PM10, 10 µg/m3

0.91 (0.70-1.18)

Naess et al., 2007, cohort, Norway

M, 51-70 449 PM2.5, quartile increase

1.07 (0.97-1.18)

F, 51-70 295 1.27 (1.13-1.43)

Risultati

BENZENE

(µg/m3)

CASI CONTR. OR 95% CI

< 0.1 88 399 1 0.1 – 10

> 10 257

73 8

1.513.91

0.91 – 2.511.36 – 11.27

TOT 120 480

p per il trend = 0.005

Odds Ratio calcolati usando un modello di regressione logistica ed un’analisi matched per sesso ed età

TABLE 2 – Associations Between Pollutants and RespiratoryHealth Outcomes the Children’s Health Study

AssociatedPollutants a

NO2, PM10, PM2.5, HNO3

O3

NO2, PM10

O3

Study

Gauderman et al. 10,15;Avol et al.18

McConnell et al.21

McConnell et al. 19

Gilliland et al. 12

Respiratory HealthOutcome

Slowed lung growth

Asthma causation

Asthma exacerbation

Acute respiratory illness

a Main pollutants provided in the analyses. Pollutants were usually highly correlated;Thus, effects may be due to mixtures.

(Kuenzli et al. 2003 AJPH 93,1494)

COPERT III COPERT III –– StimaStima delldell’’ emissioneemissione didi PM 10 PM 10 didiautovettureautovetture a a motoremotore diesel in base diesel in base allaalla velocitvelocitàà

DIESEL CARS PM 10 g/Km/h

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

5 Km/h (c

oda)

15 Km/h

25 Km/h

40 Km/h

60 Km/h

80 Km/h

100 K

m/h12

0 Km/h

140 K

m/h

Velocità Km/h

gram

mi

Diesel cars Pre-Euro I < 2.0 lDiesel cars Pre-Euro I > 2.0 lDiesel cars Pre-Euro I > 2.0 lDiesel cars Euro I < 2.0 lDiesel cars Euro I > 2.0 lDiesel cars Euro I > 2.0 lDiesel cars Euro II < 2.0 lDiesel cars Euro II > 2.0 lDiesel cars Euro II > 2.0 lDiesel cars Euro III < 2.0 lDiesel cars Euro III > 2.0 lDiesel cars Euro III > 2.0 lDiesel cars Euro III + trap < 2.0 lDiesel cars Euro III + trap > 2.0 lDiesel cars Euro III + trap > 2.0 lDiesel cars Euro IV < 2.0 lDiesel cars Euro IV > 2.0 lDiesel cars Euro IV > 2.0 lDiesel cars Euro IV+trap < 2.0 lDiesel cars Euro IV+trap > 2.0 l