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