Evoluzione storica e normativa delle deposizioni atmosferiche e stato dell’arte nazionale

1. Brescia 5/06/2014 Evoluzione storica e normativa delle deposizioni atmosferiche e stato dell’arte nazionale Gaetano Settimo Reparto Igiene dell’Aria Istituto Superiore di Sanità gaetano.settimo@iss.it

2. Deposizioni atmosferiche • La determinazione dei flussi di deposizione per alcuni inquinanti atmosferici, mediante deposimetri tipo bulk (bottiglia+imbuto cilindrico di dimensioni standard), costituisce un buon sistema di sorveglianza ambientale. • Pur considerando le possibili interferenze che sistemi di questo possono avere (es. insetti, fogliame, ecc.), si sono dimostrati negli anni estremamente utili, in particolare per una serie di inquinanti che possono accumularsi nell’ambiente (es. attraverso la catena alimentare) quali i POPs (Persistent Organic Pollutants), in particolare le PCDD/F, PCB, IPA e metalli • Comunicazione della Commissione AL Consiglio, al Parlamento Europeo e al Comitato Economico e Sociale Europeo relativa all'attuazione della strategia comunitaria sulle diossine, i furani e i bifenili policlorurati (COM(2001)593) – prima, seconda e terza relazione consuntiva.

3. Campagne di rilevamento Le emissioni da varie fonti (es. industria metallurgica, grandi impianti di combustione CTE, raffinerie, cementifici, discariche, incenerimento dei rifiuti, traffico, ecc.), sono una causa di possibile contaminazione dei suoli con conseguente accumulo nella catena alimentare (POPs e metalli). La misura del rateo di deposizione, fornisce importanti informazioni sulla situazione di contaminazione dell’area e sulla valutazione della esposizione della popolazione. Studiare e monitorare le fonti, le vie di diffusione degli inquinanti, controllarne l’accumulo, ridurre l’inquinamento ambientale ed il rischio di esposizione.

4. Quinto programma di azione per l’ambiente”“Verso la sostenibilità” fissa l’obiettivo della riduzione del 90 % nel 2005 (rispetto ai livelli del 1985) delle emissioni di diossine nell’atmosfera provenienti da fonti identificate riduzione 42 - 97 6 - 92

5. Determinazione del rateo di deposizione atmosferica Le deposizioni totali, costituite dalla frazione secca più quella umida vengono raccolte mediante esposizione passiva di un sistema “bottiglia più imbuto cilindrico” di dimensioni standardizzate, per un periodo compreso tra una settimana e un mese Deposizione Umida Deposizione Secca Esempio di deposimetri bulk • DeposimetriWet & Dry • Raccolta separata delle deposizioni umide e secche) • Raccolta della deposizione umida su superficie acquosa

6. Alcune caratteristiche

7. Alcune caratteristiche I sistemi di raccolta con lati inclinati (es. imbuti) non devono essere impiegati, al fine di evitare la perdita di campione a causa di spruzzi soprattutto durante gli eventi di precipitazione (con le goccioline di pioggia che hanno una elevata energia cinetica). La parte verticale del collettore dovrebbe essere profondo per evitare ogni perdita di campione (es. effetto del vento durante precipitazioni).

8. Programmi internazionali • EMEP (Co-operative Programme for Monitoring and Evaluation of Long-Range Transmission of Air Pollutants in Europe); • OSPAR (Oslo and Paris Commission Convention for the Protection of the Marine Environment of the North East Atlantic); • LRTAP (Convention on the Long Range Transboundary Air Pollution Protocol on POPs) • UNEP (United Nations Environment Programme). • Prevedono il monitoraggio dei metalli, • IPA, PCDD/F, PCB e DL-PCB, nelle deposizioni atmosferiche con l’obiettivo di accrescere le conoscenze del ruolo delle deposizioni.

9. Convenzione di Stoccolma

10. PCDD/F: due delle dodici classi di inquinanti organici persistenti (POPs) della Convenzione di Stoccolma adottata il 22 maggio 2001. La Convenzione, firmata da oltre 150 nazioni, è un Trattato internazionale legalmente vincolante che vieta la produzione, l’uso ed il rilascio di sostanze chimiche pericolose (POPs). L’obiettivo del Trattato è quello di eliminare tutti i POPs iniziando dalla lista dei “dodici”. Questi POPs presentano effetti negativi sulla salute umana e sull’ambiente (tossicità, effetti negativi sulla riproduzione, teratogenicità, disturbi al sistema endocrino, carcinogenicità). Via preferenziale dell’esposizione umana è quella alimentare, le caratteristiche di bioaccumulo e di esposizione a lungo termine (additiva) di questi inquinanti fanno sì che anche una quantità minima di PCDD/F possa determinare questi effetti negativi sulla salute. monitorare le fonti, le vie di diffusione di questi contaminanti, controllarne l’accumulo, ridurre l’inquinamento ambientale ed il rischio di esposizione.

11. Sono essenzialmente di origine antropica, stabili e persistenti nell’ambiente, tossici per l’uomo, gli animali e l’ambiente stesso Fanno parte dell’elenco degli inquinanti organici persistenti (POPs) dell’UNEP (United Nations Environment Programme). La loro tossicità è determinata dal numero e dalla posizione degli atomi di cloro sugli anelli aromatici. I congeneri tossici presentano 4 atomi di cloro legati agli atomi di carbonio dell’anello aromatico. Il congenere più tossico presenta 4 atomi di cloro; è la 2,3,7,8-tetracloro-dibenzo-p-diossina (TCDD) (SEVESO).

12. La Commissione Europea Gli effetti sulla salute legati a diversi contaminanti del suolo. Riporta tra le sorgenti di alcuni principali inquinanti proprio la deposizione atmosferica

13. Informazioni storiche In Italia sotto la legge 615/66 (legge antismog), il Ministero della Sanità aveva istituito una Commissione di studio per raccomandare dei limiti per le polveri sedimentabili. La Commissione (1983), proponeva la classificazione delle polveri sedimentabili sulla base di 30 giorni di campionamento in 5 classi. mg/m2d Classe di polverositàpolvere totale sedimentabile I < 100 Polverosità praticamente assente II 100 – 250 Polverosità bassa III 251 – 500 Polverosità media IV 501 – 600 Polverosità medio-alta V > 600 Polverosità elevata

14. Seveso

15. Decreto 20 maggio 1991 Criteri per la raccolta dei dati inerenti la qualità dell’aria Allegato 1, punto 1.6 Misure non automatiche Specie da analizzare: Deposizioni atmosferiche:che possono essere di tipo secco ed umido. Le deposizioni umide interessano normalmente le aree remote. Polvere sedimentabile: è costituita dal materiale particolato avente granulometria molto elevata e che sedimenta sotto l’azione del campo di gravità. Essa viene valutata mediante raccolta in appositi deposimetri. Sulla polvere depositata possono essere eseguite analisi chimiche di diverso tipo.

16. Gli effetti dell'arsenico, del cadmio, del mercurio, del nichel e degli idrocarburi policiclici aromatici sulla salute umana, attraverso la catena alimentare, e sull'ambiente nel suo complesso, sono dovuti alle concentrazioni nell'aria ambiente e alla deposizione; occorre tenere conto dell'accumulo di queste sostanze nel suolo. Per agevolare la revisione della presente direttiva nel 2010, la Commissione e gli Stati membri dovrebbero promuovere la ricerca sugli effetti di arsenico, cadmio, mercurio, nichel e idrocarburi policiclici aromatici sulla salute umana e l'ambiente, segnatamente attraverso la deposizione.

17. In Italia

18. Norme definite a livello CEN Norma Europea EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE UNI EN 15980 Qualità dell’aria – Determinazione della deposizione di benzo[a]antracene, benzo[b]fluorantene, benzo[j]fluorantene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene, dibenzo[a,h]antracene e indeno[1,2,3-cd]pirene EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE UNI EN 15841 Qualità dell’aria – Metodo normalizzato per la determinazione di arsenico, cadmio, piombo e nichel in deposizioni atmosferiche EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE UNI EN 15853 Qualità dell’aria – Metodo normalizzato per la determinazione di deposizione di mercurio Deposimetri - Wet Raccolta delle deposizioni umide Deposimetri - Bulk Raccolta totale delle deposizioni

19. UNI EN 15980 Qualitàdell’aria – Determinazionedelladeposizione di benzo[a]antracene, benzo[b]fluorantene, benzo[j]fluorantene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene, dibenzo[a,h]antracene e indeno[1,2,3-cd]pirene UNI EN 15841 Qualitàdell’aria – Metodonormalizzato per la determinazione di arsenico, cadmio, piombo e nichel in deposizioniatmosferiche CHE RIPRENDONO I LAVORI DEL GRUPPO ISS

20. UNI EN 15841 Qualità dell’aria – Metodo normalizzato per la determinazione di arsenico, cadmio, piombo e nichel in deposizioni atmosferiche • UNI EN 15980 Determinazione della deposizione di benzo[a]antracene, benzo[b]fluorantene, benzo[j]fluorantene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene, dibenzo[a,h]antracene e indeno[1,2,3-cd]pirene • Deposimetri - Bulk Raccolta totale delle deposizioni • Applicabili per la misura delle deposizioni in aree: • - rurali e remote, • industriali, • urbane. Materiali dei deposimetri differenti: Vetrogiallo borosilicato o Pyrex o Duran (o equivalente): organici Materiale plastico: metalli e metalloidi I deposimetri devono avere una sezione cilindrica verticale di altezza sufficiente ad evitare perdite nel campionamento dovuti agli schizzi.

21. Il diametro e il volume del collettore deve essere selezionato per raccogliere tutta la precipitazione durante il campionamento. L'area dell'imbuto deve fornire un campione sufficiente per analisi chimica: per una precipitazione minima di 1 mm per settimana. 16,5 cm 200 mm 180-250 70 cm 80-115

22. UNI EN 15841: Qualità dell’aria – Metodo normalizzato per la determinazione di arsenico, cadmio, piombo e nichel in deposizioni atmosferiche UNI EN 15980 Determinazione della deposizione di benzo[a]antracene, benzo[b]fluorantene, benzo[j]fluorantene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene, dibenzo[a,h]antracene e indeno[1,2,3-cd]pirene Deposimetri – Wet Only Raccolta totale delle deposizioni

23. UNI EN 15841: Qualità dell’aria – Metodo normalizzato per la determinazione di arsenico, cadmio, piombo e nichel in deposizioni atmosferiche Prima di inziare le attività sul campo Il primo lavaggio del sistema di raccolta (bottiglia e imbuto) deve essere effettuato appena possibile dopo l’uso. La bottiglia e l’imbuto dopo un primo lavaggio con acqua e sapone vengono lasciati per almeno 24 ore immersi in una soluzione acquosa al 2% HNO3 e poi sciacquati, prima con acqua distillata e poi con acqua ultrapura. Dopo asciugatura la bottiglia viene tappata e l’imbuto viene conservato al riparo da contaminazioni esterne. L’ultimo lavaggio con un volume noto di acido nitrico 1%V/V (200 mL), sia del sistema di raccolta (lavaggio della bottiglia e quello dell’imbuto combinati) che del sistema filtrante, possono essere conservati per eventuali controlli.

24. UNI EN 15980 Determinazione della deposizione di benzo[a]antracene, benzo[b]fluorantene, benzo[j]fluorantene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene, dibenzo[a,h]antracene e indeno[1,2,3-cd]pirene Prima di inziare le attività sul campo Il primo lavaggio della vetreria deve essere effettuato appena possibile. La bottiglia e l’imbuto vengono sciacquati in successione, prima abbondantemente con acetone e acqua distillata, e poi con acqua ultrapura, acetone per analisi e infine n-esano. La rimanente vetreria viene sciacquata abbondantemente con l’ultimo solvente impiegato (con acetone nel caso sia stata a contatto con una fase acquosa) e poi con acetone per analisi e infine n-esano. L’ultimo lavaggio esanico del sistema di raccolta (lavaggio della bottiglia e quello dell’imbuto combinati) e quello del sistema filtrante possono essere conservati per eventuali controlli. Una volta evaporato il residuo di n-esano dalle pareti, la vetreria viene conservata chiusa con l’eventuale tappo o avvolta in foglio d’alluminio.

25. PCDD/F-PCB NELLE DEPOSIZIONI ATMOSFERICHE Per la determinazione del flusso delle PCDD/F e dei PCB nelle deposizione: si può utilizzare la stesso sistema di prelievo degli IPA, mentre per la parte relativa alla preparazione ed analisi si può utilizzare la norma UNI EN 1948 2, 3 e 4 UNI EN 15980 Determinazione della deposizione di benzo[a]antracene, benzo[b]fluorantene, benzo[j]fluorantene, benzo[k]fluorantene, benzo[a]pirene, dibenzo[a,h]antracene e indeno[1,2,3-cd]pirene.

26. Il deposimetro deve essere posizionato ad una distanza pari almeno all’altezza dell’oggetto o delle strutture (è preferibile due volte l’altezza dell’oggetto)con un angolo rispetto al piano orizzontale di 30°.

27. DLgs 155/2010 Deposizione totale: massa totale di sostanze inquinanti che, in una data area e in dato periodo, è trasferita dall’atmosfera al suolo, alla vegetazione, all’acqua, agli edifici e a qualsiasi altra superficie

28. DLgs 155/2010 Per la misurazione dei tassi di deposizione il campionamento deve avere una durata di una settimana o di un mese. I campionamenti devono essere ripartiti in modo uniforme nel corso dell’anno. I tassi di deposizione devono essere espressi in μg/m2 giornalieri.

30. 3Stazioni in siti rurali per il PM2,5; 10 Stazioni per verifica rapporti tra B[a]P e altri IPA di rilevanza tossicologica; 3 Stazioni per As, Cd, Ni, Hg, B[a]P e altri IPA, in deposizioni totali; 7 Stazioni per speciazione chimica del PM10 e del PM2,5; 9 Stazioni di fondo in siti rurali per la misurazione dell'ozono; 4 Stazioni di misurazione dei precursori dell'ozono; 1 Stazione per Hg gassoso totale, deposizione totale, Hg bivalente particolato e gassoso.

32. proprietà intrinseche delle sostanze destino ambientale (persistenza nel suolo - emivita indicativa: 2,3,7,8-T4CDD = 10 anni) vie di esposizione La stima dell’esposizione umana a sostanze inquinanti pericolose è una parte fondamentale della procedura di valutazione del rischio Il calcolo dell’esposizione ai diversi inquinanti deve considerare le tre vie, inalazione, ingestione, assorbimento dermico, e i vari comparti ambientali • concentrazione ambientale, durata e modalità di esposizione • dose assorbita(Paracelso: è la dose che fa il veleno) • individuo(sesso, età, peso corporeo, patologie) dieta aria ESPOSIZIONE suolo acqua

33. PCDD/F WHO guidelines 2000 • L’esposizione inalatoria, associata soprattutto all’inalazione di materiale particellare, contribuisce all’esposizione totale per una frazione del 5-10 % • Se conservativamente si assume 0,1 pg WHO-TE/m3 come livello indicativo della contaminazione atmosferica outdoor e indoor e una ventilazione polmonare giornaliera di 20 m3, l’assunzione per via inalatoria di PCDD/F viene stimata mediamente in 2 pg WHO-TE/individuo d • Concentrazioni in aria di 300 fg WHO-TE/m3 indice di sorgenti locali di emissione che devono essere identificate e controllate.

34. PCB WHO guidelines 2000 • L’esposizione inalatoria, associata soprattutto all’inalazione di materiale particellare, contribuisce all’esposizione inalatoria per una frazione del 1-2 %. • Se conservativamente si assume 3 ng/m3 come livello indicativo della contaminazione atmosferica outdoor e indoor e una ventilazione polmonare giornaliera di 20 m3, l’assunzione per via inalatoria di PCB totali viene stimata mediamente in 6 ng/individuo d • Concentrazioni in aria ambiente in aree urbane/industriali 3 ng/m3 • Concentrazioni in aria ambiente in aree no urbane/no industriali 3 pg/m3

35. Commissione Europea, DG Ambiente Compilation of EU exposure and health data (oct. 1999)gli stati membri devono essere incoraggiati a: • applicare la TDI di 1-4 pg WHO-TE/kg d • introdurre sia le diossine che i PCB (dioxin like) nel calcolo della TDI • ridurre quanto possibile l’introduzione di diossine nell’ambiente • identificare i gruppi maggiormente esposti e a rischio di danno da contaminazione da diossina • predisporre raccomandazioni relativamente alla esposizione per via alimentare Tolerable Daily Intake (TDI) quantità cumulativa di PCDD/F (unità TE) e PCB dioxin like che può essere giornalmente assunta, per la durata di vita media, senza che si abbiano effetti tossici apprezzabili: 2 pg WHO-TE/kg Tolerable Weekly Intake (TWI):14 pg WHO-TE/kg (2001)

39. Negli ultimi 20 anni la Commissione ha presentato numerose proposte di atti legislativi destinati a ridurre direttamente o indirettamente le emissioni

41. Comunicazione della Commissione al Consiglio, al Parlamento Europeo e al Comitato Economico e Sociale Strategia Comunitaria sulle diossine, furani e bifenili policlorurati non si può più prescindere da un intervento mirato per evitare effetti sull’ambiente e sulla salute umana derivati dalle diossine e dai PCB

43. VALORI LIMITE: DEPOSIZIONE ATMOSFERICA TOTALE

44. Belgio-Fiandre: VLAREM II order of the Flemish Government of 1 June 1995 concerning General and Sectoral provisions relating to Environmental Safety. Appendix 2.5.2. ENVIRONMENTAL QUALITY STANDARDS FOR PARTICULATE FALLOUT 350 valore guida-media mensile 650 Limite-media mensile NBN T94-101 standard (NILU fallout collector), combined with the standards NBN T94-401 and NBN T94-403 Dopo 1 anno di misurazioni, sempre che il periodo può essere considerato rappresentativo per le attività dello stabilimento deve essere effettuata una valutazione sulla base dei risultati ottenuti: se per tutti i deposimetrila media aritmetica delle misurazioni <valore guida: non è necessario proseguire se le condizioni operative rimangono le stesse; se per tutti i deposimetrila media aritmetica delle misurazioni> valore guida e <valore limite: la rete di misura sperimentale è mantenuta; se per uno o più dei deposimetrila media aritmetica delle misurazioni> valore limite: si sviluppa una più vasta rete di misura

45. DEPOSIZIONE ATMOSFERICA TOTALE: VALORI ADOTTATI parametro pratico e l’approccio migliore dai utilizzare. Indicazioni sui livelli di deposizione misurati ed eventuali denunce da parte delle comunità locali.

46. PROPOSTA DI VALORI GUIDA PER LE DEPOSIZIONI DI PCDD/F IN RELAZIONE AL TOLERABLE DAILY INTAKE (TDI) L. Van Lieshout et al., 2001 dose giornaliera tollerabile (TDI) 2 pg WHO-TE/kg di peso corporeo giorno corrisponde ad una deposizione media mensile di 13 pg WHO-TE/m2d Cornelis et al., 2007 • pg WHO-TE/kg di peso corporeo giorno • pg WHO-TE/m2d 46 46

47. GERMANIA GERMAN EXPERT GROUP (LAI) VALORI GUIDA PER LE DEPOSIZIONI DI PCDD/F+DL-PCB LAI 2004 Comitato Regionale sull'inquinamento 21 SETTEMBRE 2004 ha individuato dei valori obiettivo di lungo periodo • Aria ambiente PCDD/F+DL-PCB • 150 fg WHO-TE/m3 • Aria ambiente PCB • 28 +52 +101 +153 +138 +180 obiettivo bonifica • 300 ng/m3 • Deposizioni atmosferiche • PCDD/F+ DL-PCB • pg WHO-TE/m2d • Specifico per impianti • PCDD/F+ DL-PCB • 9 pg WHO-TE/m2d

48. FRANCIA VALORI GUIDA PER LE DEPOSIZIONI DI PCDD/F Deposizioni atmosferiche 40 pg I-TE/m2d legati alla contaminazione dei prodotti lattiero-caseari (1-4 pg I-TE/g massa grassa) • In piani di sorveglianza della qualità dell’aria in aree con presenza di impianti di incenerimento è stato fornito per le deposizioni atmosferiche (Environmental Surveillance of Incinerators: 2006-2009 Data on Dioxin/Furan Atmospheric Deposition and Associated Thresholds. Bodénan F, Michel P, Cary L, Leynet A, Piantone P. Dioxin 2011) • 5-16 pg I-TE/m2d • <a 5 pg I-TE/m2d possono essere considerati come valori di fondo urbano-industriale; • > 16 pg I-TE/m2d, possono essere considerati come contributo antropico di una fonte di emissione che va indagata con ulteriori campionamenti in diversi punti, studiando il profilo dei congenere per valutare la sorgente.

49. ISS – ARPA Basilicata Area industriale San Nicola di Melfi (PZ) • principali sorgenti industriali presenti sul terrritorio (industria dell’auto, industria alimentare, centrali termoelettriche (CTE), due linee di incenerimento) • campionamento in sei siti distanti tra 1-5 km • Concentrazioni di PCDD/F nelle deposizioni comparabili con quelle di aree rurali europee e nazionali 1.5 - 2.3 pg WHO-TE/m2d 49

50. ISS – ASL Mantova • principali sorgenti industriali presenti sul terrritorio (raffineria, petrolchimico, industria della carta, inceneritore di rifiuti industriali) • campionamento in sette siti distanti tra 1-3 km • Concentrazioni di PCDD/F nelle deposizioni comparabili con quelle di aree rurali europee e nazionali