Presentazione Verona 2007 - Dipartimento di Prevenzione Ulss 20 ...

Corso di formazione ECM
“VALUTAZIONE DEL RISCHIO SANITARIO AMBIENTE CORRELATO ”
Dipartimenti di Prevenzione della Provinciale di Verona
Verona, 29 e 30 Marzo 2007
LA VALUTAZIONE SANITARIA
DEL RISCHIO AMBIENTE CORRELATO
Dott. Gianstefano Blengio

Alcune definizioni…
nalisi del rischio (ambientale, sanitario..) - Risk analysis)
escrizione tecnico-scientifica di tipo qualitativo o quantitativo
i un potenziale pericolo correlato a fonti di contaminazione
mbientale che possa determinare effetti avversi per
’ambiente, l’ecosistema la popolazione.
alutazione del rischio … - Risk Assessment
rocedura tecnico-scientifica con la quale viene prodotta
na stima quantitativa del rischio collegato ad esposizioni a
onti di inquinamento ambientale od alle matrici da queste
ontaminate.

Alcune definizioni…
Gestione del rischio - Risk management
Processo decisionale (che fare) in presenza di situazioni
di pericolo o rischio ambientale.
I decisori devono considerare, nella scelta delle possibili
opzioni di intervento disponibili, oltre alle stime di rischio
prodotte dai ‘valutatori’ a ciò presposti, anche gli aspetti
socio-economici, politici, etici (ivi compresi quelli relativi
all’accettabilità del rischio da parte delle popolazioni
esposte), tecnologici e legali.

Alcune definizioni…
Principio di precauzione
..in caso di rischio grave o irreversibile di danni per la salute
dell’uomo o per l’ambiente, l’assenza di certezza scientifica
assoluta non deve servire da pretesto per rinviare l’adozione
di misure adeguate ed effttive, anche in rapporto ai costi,
dirette a prevenire il degrado ambientale..>>.
Summit di Rio, 1992
.. ove la condizione di incertezza scientifica non renda possibile
una descrizione completa dei rischi paventati (e quindi della
possibilità che un danno si verifichi concretamente) , spetta ai
responsabili politici, sulla base del principio di precauzione,
individuare quale sia il livello minimo di rischio accettabile per
la società..
Commissione Europea, 2000

Alcune definizioni…
Rischio per la salute
Probabilità con la quale effetti avversi
per la salute (malattie, traumatismi,
morte…) possono verificarsi in
associazione causale con uno o più
fattori in esame
Fonte: OMS Europa, “Policy option”- 77 - 1998

Richiami su rischi e probabilità…
Definizione ‘frequentista’:N molto grande

Valutazione del rischio
Valutare se l’esposizione ad inquinanti ambientali
può causare un impatto sulla salute significa
quindi determinare se ad un aumento dell’esposizione
a determinati inquinanti faccia seguito
un aumento del rischio (probabilità) di subire gli
effetti avversi di cui sopra (intesi quindi come
risposta all’esposizione)
Valutazione della funzione
esposizione (dose) / risposta

Rischio assoluto (Rischio in eccesso) e rischio relativo
per esposizioni dicotomiche
I esposti
–I non esposti
esposti
non esposti

Studio della funzione dose-risposta
Dose x Dose x+10
La pendenza (slope) della retta esprime l’incremento per unità di dose.

Valutazione del rischio
Valutazione della funzione
esposizione (dose) / risposta
Nell’approccio tossicologico classico si fa
riferimento alla funzione dose/risposta
mentre in ambito epidemiologico vengono
spesso studiati gli eventi-risposta
direttamente in funzione dell’esposizione
ed anche -in certi casi- della
concentrazione degli inquinanti nelle
matrici ambientali d’interesse

Le basi della valutazione del rischio

Strutture ed Enti impegnati
FASE
1
2
3
4
DESCRIZIONE
Identificazione del fattore di rischio: ricerca e riconoscimento,
attraverso appropriati accertamenti ispettivi e tecnico-analitici,
della/e sostanza/e potenzialmente pericolosa/e, relativa
caratterizzazione ed identificazione del percorso e collocazione
ultima nell’ambiente
Valutazione o tossicità della/e sostanza/e potenzialmente
pericolose, ove identificata/e, per l’ecosistema e per l’uomo
Valutazione dell’esposizione ambientale: ricerca, determinazione e
quantificazione o stima, attraverso appropriati accertamenti
ispettivi, tecnico-analitici e/o statistici (es. modellistica….) del
grado di contaminazione di matrici ambientali (aria, acqua,
terreno, ecc.) eventualmente causato dal fattore di rischio
ambientale
Valutazione dell’esposizione e del rischio sanitario per la
popolazione: previsione, sulla base delle indagini e degli
accertamenti ambientali di cui sopra, degli effetti probabilistici
sulla popolazione in termini di eventi sanitari avversi
COMPETENZA
SPECIFICA O
PREVALENTE
ARPAV
ARPAV
Dipartimento
di Prevenzione

accolta dati e valutazione preliminare:
azard Identification
Raccolta ed analisi di dati rilevanti sul sito
(caratterizzazione preliminare)
Identificazione preliminare/contestuale delle
sostanze chimiche presenti nel sito pericolose e/o rilevanti
per la valutazione d’impatto ambientale e sanitario
(contaminanti indice)
1. Sopralluogo: esame dei luoghi e della documentazione esistente
2. Rilevazione tecnica
> Informazioni quali-quantitative sulle sostanze trattate e sulle possibili modalità di rilascio
> Descrizione delle possibili vie di diffusione degli inquinanti
> Descrizione delle matrici-bersaglio degli inquinanti

Caratterizzazione del sito
Modello concettuale preliminare
Selezione degli inquinanti-indice da ricercare
Piano di indagini: campionamento..
•Tipologia
•Punti di prelievi e tempi
•Background
•Rappresentatività
•Possibile uso di modelli
…..rappresentazione dello stato di contaminazione..

Le procedure di:
• caratterizzazione preliminare del sito …
• identificazione degli inquinanti pericolosi;
• elaborazione di un modello concettuale del sito (campioni +
stime da modelli) secondo schemi predefiniti e condivisi;
sono necessarie
al fine di ottenere tutte le informazioni necessarie
per le successive valutazioni sull’esposizione e sul
rischio ambientale e sanitario

Valutazione e produzione dei dati
Definire i contaminanti ricercati ed individuati
Raccogliere ed accorpare tutti i dati disponibili
Utilizzare i metodi statistici appropriati per la
descrizione quantitativa dei livelli di
contaminazione
Presentare i dati in modo appropriato (tabelle,
grafici, serie temporali e spaziali su
cartografia), compreso il confronto tra le
concentrazioni dei contaminanti rilevati nei
campioni con quelle di fondo

ARPA Veneto – Servizio Valutazione Esposizioni Ambientali
Check list per un piano campionamento ed analisi
Determinazione del background in aree non
inquinate
Scelta dei siti di rilevante emissione
Scelta dei siti di rilevante esposizione
Definizione del livello di risoluzione spaziale
richiesto e siti di prelievo
Scelta del modello ( dove necessario ) e dei dati
da esso richiesti per funzionare
Continua…

Continua…
check list campionamento
ARPA Veneto – Servizio Valutazione Esposizioni Ambientali
Scelta dei parametri ambientali da analizzare,
precisione richiesta,
Calendari di campionamento ( risoluzione
temporale, eventuale discontinuità delle
emissioni, delle esposizioni, o delle condizioni
climatiche rilevanti per il destino ambientale )
Individuazione degli indicatori ambientali,
anche per il successivo monitoraggio
dell’efficacia delle azioni di prevenzione

Valutazione dell’esposizione
Esposizione = Contatto da parte della
superficie esterna (barriera) di un individuo
con un agente chimico, fisico o biologico
L’esposizione viene calcolata determinando, attraverso
misure o stime, la quantità dell’agente disponibile a livello
della superficie di contatto con l’organismo vivente durante
un determinato periodo di tempo

Valutazione dell’esposizione
Fase 1 Fase 2
Caratterizzare lo scenario
di esposizione
• Ambiente fisico
• Comparti ambientali, biotipi e
popolazioni potenzialmente
esposte
Identificare le modalità
di esposizione
• Sorgente e rilascio dei
contaminanti
• Punti di esposizione
• Vie di esposizione
Fase 3
Quantificare l’esposizione
Concentrazione dell’esposizione
Modalità di assunzione dei
contaminanti
Specifiche vie di esposizione

Valutazione dell’esposizione
Caratterizzazione delle scenario di esposizione
FASE 1
CARATTERISTICHE DEL SITO
Clima (t°, pioggie)
Meteorologia (direzione e velocità
dei venti)
Vegetazione
Tipo di suolo
Falde acquifere (profondità,
direzione e tipo di flussi)
Sede e descrizione delle acque
superficiali
POPOLAZIONI all’interno o vicine al sito
Collocazione, distanza e direzione
Attività (residenziale, commerciale,
ricreativa…)
Utilizzo del territorio in relazione alle
attività
Sottopopolazioni a rischio aumentato
per maggiore sensibilità o
comportamenti (bambini, anziani,
gravide…)

Valutazione dell’esposizione
FASE 2
Identificazione delle modalità di esposizione
Sorgente
Tipologia e fonti di produzione e rilascio delle sostanze chimiche
Meccanismi di rilascio
Destino ambientale delle sostanze (persistenza, partizionamento,
trasformazione chimica/fisica/biologica, trasporto…)
Ubicazione e attività delle popolazioni potenzialmente esposte
Punti di potenziale contatto con gli agenti chimici
Vie di esposizione (ingestione, inalazione, contatto con cute o
mucose…)

Valutazione dell’esposizione
Sorgenti di rilascio e modalità di esposizione
FASE 2

Valutazione dell’esposizione
FASE 2
Comuni sorgenti di rilascio delle sostanze chimiche
SORGENTE
Rifiuti; suolo e acque contaminate
Suolo contaminato; cumuli di rifiuti
Acque contaminate
Rifiuti superficiali o sotterrati
Suolo di superficie contaminato
Rifiuti superficiali o sotterrati
Suolo di superficie contaminato
Cumuli di rifiuti
Suolo di superficie contaminato
Rifiuti superficiali o sotterrati
Acque contaminate
Suolo contaminato, acque,
sedimento, aria
MECCANISMO DI RILASCIO
- Volatilizzazione di sostanze
chimiche
- Polveri
- Ruscellamento
- Infiltrazione
- Infiltrazione
- Infiltrazione
- Ruscellamento
- Deposito/generazioni di polveri
- Ruscellamento
- Infiltrazione
- Contatto diretto, ingestione,
inalazione
MATRICE RICEVENTE
Aria
Acque superficiali
Acque di falda
Suolo
Sedimento
Biota

Valutazione dell’esposizione
FASE 3
Quantificazione dell’ esposizione
2 passaggi:
1. Stima delle concentrazioni di esposizione
‣ Determinare la concentrazione media delle sostanze chimiche
con cui ci sarà il contatto durante il periodo di esposizione
2. Calcolo dell’assunzione (introito)
(mg sostanza/kg peso corporeo pro-die)
‣ Calcolare l’esposizione chimico-specifica per ognuna delle vie di
esposizione individuate – ‘normalizzata’ per tempo e peso
corporeo

FASE 3
1. Stima delle concentrazioni di esposizione
Determinare la concentrazione media/rappresentativa delle
sostanze chimiche al punto di contatto con il recettore (Dati di
monitoraggio da soli od associati a modelli di distribuzione e
trasporto nei comparti ambientali)
• Criterio del “Caso peggiore (Worst case)”:
Si utilizzano i valori più alti fra quelli riscontrati
• Criterio della “Massima esposizione ragionevole (RME)”:
La massima esposizione che ragionevolmente ci si aspetta possa occorrere
in sito contaminato
• Altri modelli concettuali di esposizione…

Stime/misure di esposizione distribuzione annuale del PM 10 in Svizzera (2000)
< 10 µg/m 3
10 - 12.5 µg/m 3
12.5 - 15 µg/m 3
15 - 17.5 µg/m 3
17.5 - 20 µg/m 3
20 - 22.5 µg/m 3
22.5 - 25 µg/m 3
25 - 27.5 µg/m 3
27.5 - 30 µg/m 3
> 30 µg/m 3

Mappe di isoconcentrazione

FASE 3
2. Calcolo dell’assunzione [introito/dose]
(mg sostanza/kg peso corp. pro-die)
Oltre alla misura della concentrazione di esposizione (per ognuna
delle vie di esposizione individuate) occorre individuare:
• Tasso di contatto, frequenza e durata di esposizione, peso corporeo
• Tempo medio per la stima di effetto

Percorso Esposizione Dose
Risposta
ONTE DI
MISSIONE
TRASPORTO
TRASFORMAZ.
ACCUMULO IN
AMBIENTE
ESPOSIZIONE
DOSE
POTENZIALE
NEL CORPO
EFFETTO
SULLA SALUTE
ESPRESSIONE
PRECOCE DI
MALATTIA
DOSE
BIOLOGICAMENTE
EFFICACE
DOSE
INTERNA
Effetti/eventi sanitari avversi:
- Effetti non cancerogeni
- Effetti cancerogeni
ma anche:
eventi biologici ‘chiave’ nei processi
ELIMINAZIONE
ACCUMULO
TRASFORMAZIONE
( carcinogenici e non - es. modifiche cromos. o del DNA…)
BIODISPONIBILITA’

Quantificazione dell’esposizione/dose
La maggior parte delle volte il contaminante chimico è
presente nell’aria, nell’acqua, nel suolo, in un prodotto o
trasportato da un carrier.
La concentrazione di tale contaminante a livello
del punto di contatto equivale alla concentrazione di
esposizione.
L’esposizione verificatasi durante un determinato
intervallo di tempo può essere rappresentata dal profilo tempodipendente
della concentrazione di esposizione.
L’area compresa al di sotto di tale curva corrisponde alla
entità dell’esposizione (concentrazione/tempo)
t2
E = ∫C dt ( t)
t
1
(Lioy, 1990; NRC, 1990)

Misure di esposizione/dose
CONCENTRAZIONE DI ESPOSIZIONE/DOSE
Utile per paragonare picchi di esposizione a livelli elevati, quali i limiti di esposizione a breve
termine (STELs). Utilizzata anche in molti studi epidemiologici.
PROFILO DI ESPOSIZIONE/DOSE
Descrive la concentrazione o la dose di esposizione in funzione del tempo.
E = C
∗
ED
ED
= Exposure duration

Misure di esposizione/dose
MEDIE PESATE SUL TEMPO (Time-weighted averages)
Diffusamente usate nella valutazione di esposizione e dose, in particolar
modo per la valutazione del rischio cancerogeno.
Concentrazione di esposizione pesata sul tempo
È uguale all’esposizione diviso il periodo di tempo durante il quale
l’esposizione si verifica. E’ utile in alcune equazioni per stimare la dose.
E
C ∗ED
=
T

Dose
DOSE POTENZIALE
E’ definita come quantità giornaliera di contaminante inalato,
ingerito o venuto in contatto in altro modo con le superfici
esterne del corpo. La dose potenziale (per ingestione ed
inalazione) è analoga alla dose somministrata in un esperimento
dose-risposta e può essere utilizzata per lo studio della relazione
dose-risposta.
Se C e IR possono essere considerati approssimativamente
costanti l’equazione diventa:
D pot
=
C
∗
I R
∗
ED
Intake Rate

Dose
MEDIE PESATE SUL TEMPO (Time-weighted averages)
Tasso di dose media pesata sul tempo (Time-weighted average dose rates)
È uguale alla dose diviso il periodo di tempo durante il quale la dose è
assunta; di solito è espressa in unità di massa per unità di tempo,
eventualmente normalizzata sul peso corporeo (mg/kg/day).
Queste modalità di espressione della dose (ADD = average daily dose ; LADD
= lifetime average daily dose ) sono quelle più utilizzate nelle equazioni per la
stima dei rischi.
[ BW T ]
= ⎡C∗I R∗ED⎤
*
ADDpot
⎢⎣
⎥⎦ /
Quali sono le vie di esposizione/assunzione da considerare
Come stimiamo l’introito (dose)

Selezione delle vie di esposizione/assunzione

Selezione delle vie di esposizione/assunzione
Popolazione
potenzialmente esposta
Vie, punti e mezzi di
esposizione
Modalità selezionata
per la valutazione
Motivo di
selezione/esclusione
Uso corrente del terreno
Residenti
Ingestione di acqua di falda da
pozzi locali
Sì
I residenti bevono acqua di pozzo
Residenti
Inalazione di sost. chimiche
volatilizzate dall’acqua
durante l’uso domestico
Sì
Alcuni agenti chimici presenti
nell’acqua utilizzata sono volatili
Lavoratori industriali
Contatto diretto con sost.
chimiche potenzialmente
pericolose nel suolo
Sì
Il suolo contaminato si trova in un
area usata dai lavoratori
Uso futuro del terreno
Residenti
Contatto diretto con sost.
chimiche potenzialmente
pericolose nel suolo
Sì
In futuro l’area potrebbe
diventare zona residenziale
Residenti
Ingestione di sost. chimiche
accumulate in pesci di lago
presente nell’area
No
Nessuna sost. chimica
potenzialmente pericolosa si
accumula estensivamente nei
pesci

‘Passaggi’ per la caratterizzazione del rischio
Occorre a questo punto calcolare, con formule opportune,
il valore di dose potenziale/assorbita e confrontare quindi tale
valore con quello delle funzioni dose-risposta ricavati dai
database delle Agenzie Internazionali che si occupano della
materia, di solito basati su valori di dose.
Organizzare i dati quantitativi
relativi alle stime di
Esposizione Dose
Organizzare i dati quantitativi
relativi alla tossicità
(tipo di rischio – funzione
dose/risposta
Per ogni inquinante pericoloso
individuato, calcolare:
il rischio di cancerogenicità
il quoziente di pericolo di effetti
tossici non cancerogeni
Sommare gli effetti
per ogni sostanza
e via di esposizione

Caratterizzazione del rischio
EQUAZIONE GENERALE
per il calcolo dell’introito (dose) di sostanze chimiche
I =
C x CR x EFD
BW
x
1
AT
I = introito; quantità di sostanza chimica presente alla superficie di scambio (mg/kg di
peso corporeo pro die)
C = concentrazione della sostanza chimica; la concentrazione media con cui si viene a
contatto nel periodo di esposizione
CR = percentuale di contatto; quantità di mezzo contaminato con cui si viene a contatto
per unità di tempo (es. litri/giorno)
EFD = frequenza e durata di esposizione
BW = peso corporeo
AT = tempo medio

Caratterizzazione del rischio
Esempio di EQUAZIONE SPECIFICA per il calcolo dell’introito
di un contaminante chimico nel terreno (ingestione)
Equazione: I (mg/kg-die)=
CS x IR x CF x FI x EF x ED
BW x AT
CS = Concentrazione chimica nel suolo (mg/kg)
IR = Tasso di ingestione (mg suolo/die)
CF = Fattore di conversione (10 -6 kg/mg)
FI = Frazione ingerita dalla sorgente contaminata
EF = Frequenza di esposizione (giorni/anno)
ED = Durata di esposizione (anni)
BW = Peso corporeo (kg)
AT = Tempo medio

Caratterizzazione del rischio
Approccio non probabilistico
(solitamente utilizzato per rischi non cancerogeni) .
E’ identificato un valore-soglia al di sotto del quale non sono stati osservat
effetti avversi (NOEL – NOAEL).
Tale valore è abitualmente espresso come:
CONCENTRAZIONE DI RIFERIMENTO
(Reference Concentration – RfC)
DOSE DI RIFERIMENTO
(Reference Dose – RfD)

Caratterizzazione del rischio
Quoziente di pericolo (hazard quotient)
Tossicità cronica
HQ =
CDI
RfD c
CDI = Chronic Daily Intake
RfD = Reference Dose (Chronic)
Indice di pericolo (Hazard Index)
HI = E 1 /RfD c1 + E 2 /RfD c2 + … + E n /RfD cn
HI = indice di rischio
E = livello di esposizione per la relativa sostanza tossica (Introito: CDI)
RfD = dose di riferimento per la relativa sostanza tossica
E e RfD sono espressi nella medesima unità di misura e si riferiscono allo stesso
periodo di esposizione (cronico, subcronico o a breve termine)

Caratterizzazione del rischio
Per esposizioni mediate da matrici diverse (aria, acqua, suolo…) gli indici di
rischio relativi ad ogni singola via di esposizione devono essere sommati
per ottenere l’indice di rischio complessivo
TEHI (Total Exposure Hazard Index)
= HI 1
+ HI 2
+ … + HI n
TEHI = indice di rischio complessivo
HI = indice di rischio per n differenti vie di esposizioni
L’indice di rischio complessivo è calcolato separatamente per i periodi di
esposizione cronici, subcronici a breve termine

Caratterizzazione del rischio
Approccio probabilistico
(solitamente utilizzato per rischi cancerogeni) .
IELCR – CR (Carcinogenic Risk) = probabilità (rischio) incrementale
per un individuo individuale di sviluppare un tumore nel corso dell’intera vita
in conseguenza dell’esposizione all’inquinante considerato.
CR = LADD x SF
LADD (Lifetime Average Daily Dose) = l’introito (dose) medio giornaliero (mg/kg-die)
SF = la ‘pendenza’ della retta che esprime la funzione lineare dose/risposta relativa a
all’inquinante considerato (mg/kg-die) -1

La pendenza (slope) della retta ottenuta dall’estrapolazione
alle concentazioni di esposizione d’interesse esprime l’incremento
di rischio (excess-risk) per unità di dose

Caratterizzazione del rischio (riassunto)
INFORMAZIONI SULL’ESPOSIZIONE NECESSARIE
PER LA CARATTERIZZAZIONE DEL RISCHIO
Caratterizzazione del sito: individuazione dei contaminantiindice;
descrizione delle sorgenti di contaminazione e delle vie
e modalità di migrazione ai punti di contatto.
Discussione/scelta delle vie di esposizione che possono
ragionevolmente contribuire all’esposizione.
Indicazione della concentrazione media rappresentativa di
ciascun inquinante nella matrice ambientale d’interesse ed
alla superficie di contatto rappresentativa dell’esposizione.
Stima dell’introito appropriato (cronico, subcronico, a breve
termine) per ciascun inquinante d’interesse

Caratterizzazione del rischio (riassunto)
INFORMAZIONI SULLA TOSSICITA’ NECESSARIE
PER LA CARATTERIZZAZIONE DEL RISCHIO
Studio delle funzioni dose-risposta ed acquisizione del valore
di ‘slope’ (pendenza) relativo all’effetto di ogni singolo inquinante
considerato.
Determinazione dell’eventuale proprietà cancerogenica.
Acquisizione dei valori di ‘Dose di Riferimento’ (RfD) cronica e/o
subcronica per ogni singolo inquinante considerato.
Discussione sulle incertezze legate alle diverse fasi del processo di
caratterizzazione.

Conclusioni
• La valutazione del rischio è un processo scientifico
che ottiene misure quantitive basate su:
- stime/misure attendibili ed accurate dell’esposizione della
popolazione o di gruppi di popolazione, riferita a specifiche
condizioni spaziali e temporali.
- studio delle funzioni dose (esposizione)/risposta ricavato da
letteratura qualificata (gerarchia delle fonti).
• E’ un processo multidisciplinare che deve vedere la stretta
collaborazione tra Enti coinvolti.
• Necessita di un impegno finale volto alla corretta e
trasparente comunicazione dei risultati (comprese le
incertezze) ai decisori ed alla popolazione.

GRAZIE PER
L’ATTENZIONE !
Dott. Gianstefano Blengio
www.ulss22.ven.it/epidemiologia