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)