Effetti a breve e a lungo termine dell'inquinamento atmosferico sulla ...

Effetti a breve e a lungo termine
dell’inquinamento atmosferico sulla
salute umana
Paolo Crosignani
Unità di Epidemiologia Ambientale e Registro
Tumori
Istituto Nazionale per lo studio e la cura dei
Tumori, Milano

Principali fonti di emissione del
particolato atmosferico
Emissioni in provincia di Milano
Inventario delle emissioni
(INEMAR 2001)
PM10
Produzione energia e trasform. combustibili
Combustione non industriale
Combustione nell'industria
Processi produttivi
Estrazione e distribuzione combustibili
4%
Uso di solventi
70%
12%
Trasporto su strada
Altre sorgenti mobili e macchinari
Trattamento e smaltimento rifiuti
Agricoltura
1% 4%
3%
Altre sorgenti e assorbimenti

Distribuzione del particolato
atmosferico

Frazioni dimensionali del particolato
“Frazione inalabile”: la massa delle particelle aerodisperse totali
che penetra attraverso il naso e la bocca e penetra nella regione
toracica < 10 µm
“Frazione toracica”: la massa delle particelle aerodisperse che
penetra oltre la laringe 2.5 µm m < dae < 10 µm
“Frazione respirabile”: la massa delle particelle aerodisperse che
penetra oltre le vie respiratorie prive di cilia vibratili
0.1 µm m < dae < 2.5 µm

Classificazione polveri nell’
apparato respiratorio
PTS
PM 10
PM 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
Vie nervose (sistema
nervoso autonomo)
Alterazioni elettrofisiologiche
cardiache
(alterazioni di HRV e
segmenti ECG)
Particelle depositate
nelle vie
respiratorie
Attivazione delle cellule
delle vie respiratorie
Infiammazione
Circolazione e tessuti
esterni delle vie respiratorie
Attivazione leucocitaria
e infiammazione
Alterazioni della
funzione respiratoria
Induzione della risposta di
fase acuta (proteina C-
reattiva),aumento del
fibrinogeno e della
coagulabilità
Eventi cardiaci (infarto miocardico,
aritmia, e/o morte, dipendente dallo stato
del paziente)
Trombosi

Curva dose-risposta tra la concentrazione
di PM 10 e la mortalità giornaliera in 10 città
degli Stati Uniti
Schwartz e Zanobetti

Andamento della mortalità nel caso di anticipazione dei
decessi non evitabili
Numero decessi
Aumento inquinanti
Tempo (gg)

Titolo………………………………………….epidemiology…

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

Principali studi prospettici sull’inquinamento
da PM 10
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 Engl J Med
1993, 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 2002, 287:1132¯1141.
1982
1998
1.200.000
Istituto Nazionale per lo Studio e
la Cura dei Tumori,Milano

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 Distribuzione della popolazione esposta al PM 10 totale
del PM 10 (µg / m 3 )
Austria Francia Svizzera
0-5 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

Riepilogo dei principali effetti dell’inquinamento a Milano
Rispetto a 30 ug/m 3
Mortalità per cause naturali
per una permanenza di 10-20 anni
Tumori del polmone
1575
160
Mortalità per cause naturali
effetti immediati
193
Ricoveri / anno per cause
respiratorie 440
Ricoveri / anno per cause
cardiache
Nuovi casi / anno di bronchite
cronica
Episodi di bronchite acuta nei
bambini
710
155
6100
Attacchi di asma nei bambini 5537
Attacchi di asma negli adulti
Giorni di attività lavorativa
persi
2785
675957

Tumori respiratori: effetti a lungo termine
‣ etiologia multifattoriale (fumo, esp. Professionale, Rn)
‣ lunga latenza
‣ esposizione cumulativa

Tumore del Polmone in Lombardia: Popolazione
maschile
Istituto Nazionale per lo Studio e
la Cura dei Tumori,Milano

Tumore del Polmone in Lombardia: Popolazione
femminile
Istituto Nazionale per lo Studio e
la Cura dei Tumori,Milano

Inquinamento atmosferico:
Quanti tumori al polmone a Milano?
1) I livello medio annuo di PM10 è stato calcolato in 60 µg/m³ a
Milano nel 2002 (Progetto PUMI ARPA LOMBARDIA – FLA,
Marzo 2003); PM 2.5= 60*0.8= 48
2) Il totale dei tumori al polmone nella città di Milano è in media di
997 l’annol
anno.
3) Si considera come TARGET un livello di PM 10
corrispondente a un livello di PM 2.5
= 30 µg/m³
= 24 µg/m³
4) rischio relativo (RR) PM 2.5
RR = (48-24)/10 * (1.08-1) + 1 = 1.19
rischio attribuibile (RA) PM 2.5
RA = (RR-1)/RR*100 = 16% totale = 160 morti

Studi prospettici europei
Hoek 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, casecontrol
nested
in the EPIC
cohort, 7
European
countries
MF, 35-74
Non- or exsmokers
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/m 3 )
CASI CONTR. OR 95% CI
< 0.1 88 399 1
0.1 – 10 25 73 1.51 0.91 – 2.51
> 10 7 8 3.91 1.36 – 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 Respiratory
Health Outcomes the Children’s Health Study
Respiratory Health
Outcome
Associated
Pollutants a
Study
Slowed lung growth
Asthma causation
Asthma exacerbation
Acute respiratory illness
NO 2 , PM 10 , PM 2.5 , HNO 3
O 3
NO 2 , PM 10
O 3
Gauderman et al. 10,15 ;
Avol et al. 18
McConnell et al. 21
McConnell et al. 19
Gilliland et al. 12
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 – Stima dell’ emissione di PM 10 di
autovetture a motore diesel in base alla velocità
grammi
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
5 Km/h (coda)
15 Km/h
DIESEL CARS PM 10 g/Km/h
25 Km/h
40 Km/h
60 Km/h
80 Km/h
Velocità Km/h
100 Km/h
120 Km/h
140 Km/h
Diesel cars Pre-Euro I < 2.0 l
Diesel cars Pre-Euro I > 2.0 l
Diesel cars Pre-Euro I > 2.0 l
Diesel cars Euro I < 2.0 l
Diesel cars Euro I > 2.0 l
Diesel cars Euro I > 2.0 l
Diesel cars Euro II < 2.0 l
Diesel cars Euro II > 2.0 l
Diesel cars Euro II > 2.0 l
Diesel cars Euro III < 2.0 l
Diesel cars Euro III > 2.0 l
Diesel cars Euro III > 2.0 l
Diesel cars Euro III + trap < 2.0 l
Diesel cars Euro III + trap > 2.0 l
Diesel cars Euro III + trap > 2.0 l
Diesel cars Euro IV < 2.0 l
Diesel cars Euro IV > 2.0 l
Diesel cars Euro IV > 2.0 l
Diesel cars Euro IV+trap < 2.0 l
Diesel cars Euro IV+trap > 2.0 l