Migliari Corso Base Siti Contaminati Parte 3 Di 3

Ing. Emanuele Migliari
Corso Base di Siti Contaminati

per studenti universitari, professionisti e personale della pubblica
amministrazione

LEZIONE 5
Analisi di rischio sanitario

PRESENTAZIONE

L’analisi di rischio sanitario ha acquisito rinnovato impulso con l’emanazione del Testo unico
Ambiente (D.Lvo 152/2006) che ha assegnato ad essa il compito di:
Valutare lo stato di contaminazione di un sito
Definire gli obiettivi delle azioni di risanamento
Alla luce di questa premessa la lezione 5 illustra la procedura d’analisi di rischio sanitario secondo
la duplice angolazione della sua articolazione in fasi operative ed in livelli di approfondimento. Una
panoramica sugli aspetti tossicologici completa il quadro, fornendo tutti gli strumenti analitici e i
riferimenti in letteratura per il calcolo del rischio tossico e del rischio cancerogeno.
Infine, con qualche rapido cenno all’approccio probabilistico all’analisi di rischio si è voluto
sottolineare che occorre avere consapevolezza della opportunità di una valutazione più avanzata
del rischio sanitario, basata sulla trattazione probabilistica dei dati in ingresso al calcolo e sulla
gestione/valutazione delle incertezze fenomenologiche, modellistiche, parametriche.

Obiettivi di apprendimento:
Concetto di rischio sanitario
Fasi e livelli dell’analisi di rischio sanitario
Aspetti tossicologici
Calcolo del rischio tossico e di quello cancerogeno: Rischio individuale e cumulativo
Fondamenti dell’approccio probabilistico

Corso Base di Siti Contaminati Lezione 5.

ANALISI DI RISCHIO INTRODUZIONE ALL’ANALISI
DI RISCHIO

SOMMARIO GENERALE Rischio sanitario nei siti contaminati

INTRODUZIONE ALL’ANALISI DI RISCHIO Si definisce rischio sanitario la:
PROCEDURA DI ANALISI DI RISCHIO
“Quantificazione del danno tossicologico prodotto
Articolazione in fasi
all’uomo per effetto della presenza di una sorgente
Articolazione in livelli
MODELLI E PARAMETRI TOSSICOLOGICI inquinante, i cui rilasci possono giungere, attraverso vie

CALCOLO DEL TASSO DI ESPOSIZIONE di migrazione diverse, ad un soggetto recettore
CALCOLO DEL RISCHIO potenzialmente esposto”
CENNI DI ANALISI DI RISCHIO PROBABILISTICA
APPENDICE

INTRODUZIONE ALL’ANALISI INTRODUZIONE ALL’ANALISI
DI RISCHIO DI RISCHIO

Rischio sanitario nei siti contaminati Rischio sanitario nei siti contaminati

La valutazione del rischio sanitario ambientale Il rischio sanitario rappresenta l’incremento di
rischio a cui il recettore è soggetto per effetto
presuppone, pertanto, la definizione quantitativa
dell’esposizione ad un determinato stato di
del sistema relazionale contaminazione ambientale.
“sorgenti–percorsi–recettori” Il valore del rischio è ovviamente legato:
al valore di concentrazione del contaminante
in corrispondenza del punto di esposizione,
al tasso di esposizione
recettori alla natura tossicologica del contaminante.
sorgente percorsi

INTRODUZIONE ALL’ANALISI INTRODUZIONE ALL’ANALISI
DI RISCHIO DI RISCHIO

Rischio sanitario nei siti contaminati Finalità dell’analisi di rischio

La procedura per la valutazione del rischio sanitario L’analisi di rischio sanitario è la procedura attualmente
viene definita analisi del rischio sanitario (ARS) adottata dalle norme vigenti per:
valutare il grado di inquinamento di un sito
Rappresenta una valutazione di tipo assoluto, quantificare i reali pericoli per la salute dell’uomo e
specifica del sito in esame e indipendente da dell’ambiente
situazioni riscontrabili in altri contesti. definire le priorità di intervento (di messa in
sicurezza, bonifica e ripristino ambientale)
Non va confusa con le molteplici metodologie di analisi di rischio relativo,
relativo,
basate sulla più o meno semplice adozione di pesi e punteggi per pervenire ad
più fissare gli obiettivi delle azioni di risanamento
una graduatoria di pericolosità relativa dei siti esaminati.
pericolosità

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INTRODUZIONE ALL’ANALISI ANALISI DI RISCHIO
DI RISCHIO

Riferimenti dell’analisi di rischio SOMMARIO GENERALE

I riferimenti più significativi per la procedura di ARS sono: INTRODUZIONE ALL’ANALISI DI RISCHIO
Risk-Based Corrective Action Applied at Petroleum Release Sites PROCEDURA DI ANALISI DI RISCHIO
Standard E 1739 dell’ASTM (American Standard Testing Materials) Articolazione in fasi
del 1995, aggiornato con lo standard ASTM PS 104 “Standard
Provisional Guide for Risk Based Corrective Action” del 1998.
MODELLI E PARAMETRI TOSSICOLOGICI
Technical Background Document for Soil Screening Guidance
CALCOLO DEL TASSO DI ESPOSIZIONE
Pubblicato dall’USEPA (United States Environmental Protection
Agency), ove viene esplicitata la procedura di analisi di rischio CALCOLO DEL RISCHIO
utilizzata per i siti “Superfund” (1996) CENNI DI ANALISI DI RISCHIO PROBABILISTICA
In Italia Linee Guida Apat (2006) APPENDICE

PROCEDURA DI ANALISI DI PROCEDURA DI ANALISI DI
RISCHIO RISCHIO

Articolazione in fasi Articolazione in fasi
L’articolazione in fasi rappresenta lo sviluppo della
procedura attraverso il percorso logico che va dalle 3 5
1
indagini per la valutazione del sito alle scelte di gestione
del rischio:
1. site assessment (CARATTERIZZAZIONE)
2. definizione del modello concettuale
3. determinazione delle concentrazioni nel 2 4

punto di esposizione
4. calcolo del rischio
5. analisi decisionale

RISCHIO RISCHIO
Site-assessment
Articolazione in fasi

1 La fase di site assessment comprende tutte le
indagini ambientali necessarie per caratterizzare
le sorgenti contaminanti e le matrici ambientali
interessate dall’inquinamento:
Storia del sito
Identificazione sorgenti primarie e secondarie
Mappatura sorgenti secondarie
Caratterizzazione chimico – fisica matrici
ambientali contaminate

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RISCHIO RISCHIO


2 Sulla base dei risultati del site assessment potrà 2 Modello concettuale
essere definito il modello concettuale:
Contaminanti indice
Concentrazioni rappresentative sorgenti
B
A C
secondarie (in ogni matrice ambientale)
Soggetti esposti DIRETTAMENTE Vie di migrazione
Soggetti esposti INDIRETTAMENTE Sorgenti secondarie Vie di esposizione
Vie di esposizione Contaminanti indice Modalità esposizione
Concentrazioni Esposizione Tipologia soggetti
Vie di migrazione
rappresentative diretta/indiretta esposti

RISCHIO RISCHIO

2 A Selezione contaminanti indice
2 A Sorgenti secondarie
livello di superamento della concentrazione
Suolo superficiale (SS)
accettabile definita dalla normativa vigente
Suolo profondo (SP) presenza, in una o più delle matrici
ambientali, direttamente collegabile
Acque di falda (GW)
all’attività svolta sul sito
livello di tossicità
grado di mobilità e persistenza (nel suolo
e/o nelle acque e/o in atmosfera)

RISCHIO RISCHIO

2 A Concentrazione rappresentativa sorgente 2 A Concentrazione rappresentativa sorgente
UCL (Upper Class Limit)
Deve essere assegnata a ciascuna sorgente secondaria (SS, SP, GW)
Rappresenta una stima conservativa e attendibile del valor medio
sulla base dell’analisi statistica dei dati di concentrazione dei
contaminanti indice disponibili dalla caratterizzazione ambientale E’ quel valore che calcolato ripetutamente per sotto-insiemi di dati
del sito scelti a caso eguaglia o supera il valore medio della
popolazione nel 95% dei casi
Metodi di stima parametrico
Richiede:
Valore max
non parametrico
UCL (Upper Confidence Limit al La scelta di un metodo di stima
Media aritmetica
95%) La scelta di un livello di affidabilità α
Media geometrica
Percentile 95% Un numero di dati > 10
Mediana

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RISCHIO RISCHIO

Calcolo UCL della media aritmetica - Metodo della t di Student Calcolo UCL media geometrica - Metodo di Land
(valido per concentrazioni distribuite normalmente) (valido per concentrazioni distribuite log-normalmente)
1. Calcolo media aritmetica campionaria (n dati) 1. Calcolo media geometrica campionaria (n LN(dati))

2. Calcolo deviazione standard campionaria (n-1 dati) 2. Calcolo deviazione standard campionaria (n LN(dati))

3. Scelta α 3. Scelta α

4. Calcolo t sulla base di α e (n-1) 4. Calcolo H sulla base di α e σLN

t (α ,n −1 )σ ⎛ 2 H (1 −α ,σ )σ LN ⎞
UCL(1 −α ) = C + UCL(1 −α ) = exp⎜ LN (C ) + 0.5 σ LN +
⎜ ⎟
⎟
n ⎝ n −1 ⎠

RISCHIO RISCHIO

SOFTWARE PRO-UCL 3.0 (distribuito dall’EPA)
Cinque metodi parametrici di calcolo della UCL della MEDIA
1. t di Student
Confronto
Confronto
2. Gamma approssimata
3. Gamma adattata UCL
UCL
4. Land’s H-UCL vs
vs
5. Basato sulla diseguaglianza di Chebyshev
Percent 95%
Percent 95%

Dieci metodi non parametrici

RISCHIO RISCHIO

2 A Concentrazione rappresentativa sorgente 2 B Vie di migrazione/esposizione
Contato
SS dermico
Ingestione
EROSIONE AERODISPERSIONE
Confronto Inalazione
Confronto vapori e/o
VOLATILIZ-
procedure
procedure polveri
SP ZAZIONE
implicite nei ACCUMULO INDOOR
implicite nei
software più
software più PERCOLA- Ingestione
ZIONE acque fluviali
diffusi
diffusi
GW IDRODISPERSIONE Ingestione
acque di falda

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RISCHIO RISCHIO

2 C Soggetti esposti 3 La determinazione delle concentrazioni nei
punti di esposizione richiede la capacità di
I potenziali recettori sono comunemente classificati sulla
base dell’uso del territorio, poiché tale criterio fornisce simulare i fenomeni di migrazione dei
indirettamente una indicazione di massima dell’età diversi contaminanti indice dalla sorgente al
(bambini o adulti) e della durata dell’esposizione (giorni per punto di esposizione.
anno) dei soggetti esposti:
4 Determinata la concentrazione al punto di
esposizione, la valutazione del tasso di
esposizione e delle caratteristiche
L’individuazione dei possibili soggetti recettori e delle vie di
tossicologiche dei contaminanti indice
esposizione deve tenere conto dell’uso attuale del suolo come anche
consente di calcolare il rischio
delle future destinazioni

PROCEDURA DI ANALISI DI ANALISI DI RISCHIO
RISCHIO

Articolazione in fasi SOMMARIO GENERALE

5 Analisi decisionale / gestione del rischio INTRODUZIONE ALL’ANALISI DI RISCHIO
accettabilità del rischio PROCEDURA DI ANALISI DI RISCHIO
analisi delle incertezze Articolazione in fasi
calcolo concentrazione ammissibile al POE
calcolo concentrazione ammissibile alla S
definizione obiettivi di bonifica (CSR) e degli
CALCOLO DEL RISCHIO
interventi necessari

RISCHIO RISCHIO

Articolazione in livelli Articolazione in livelli

L’analisi di rischio può essere
approfondita a vari livelli,
secondo un approccio di graduale
approfondimento

In particolare, lo Standard ASTM Il primo livello consiste nel confrontare la contaminazione del sito
PS 104 prevede una procedura, con dei valori di screening, ipotizzando che i soggetti esposti siano
definita con l’acronimo RBCA localizzati in prossimità della sorgente
(Risk-Based Corrective Action), Il valore di concentrazione di ciascun contaminante da sottoporre al
articolata in tre livelli di analisi confronto è il valore di massima concentrazione rilevato

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PROCEDURA DI ANALISI DI INTRODUZIONE ALL’ANALISI
RISCHIO DI RISCHIO
Procedura d’analisi di rischio
LIVELLO 1
Valutazione di screening
Confronto Cmax RBSLs

RBSLs = Risk-Based Screening Levels
Valori di screening ricavati:
Il secondo livello consiste in un’analisi di rischio sito – specifica
per scenari e parametri di esposizione conservativi e
con codici analitici.
sito–generici
Il punto di esposizione e quello effettivo o potenziale, al di fuori
con applicazione backward della ARS (invertendo le
della sorgente
equazioni di esposizione e rischio)
In Italia RBSLs = CSC

RISCHIO RISCHIO

LIVELLO 2
Valutazione sito – specifica
Scenari e parametri di esposizione sito – specifici
Punto di esposizione effettivo
Concentrazione rappresentativa alla sorgente
Il terzo livello ha le stesse finalità del Livello 2, ma rappresenta uno
Codici analitici per il calcolo di CPOE
stadio più approfondito di analisi di rischio, in cui vengono utilizzati
Calcolo SSTLs
codici numerici
SSTLs = Site Specific Target Levels = CSR Applicabile se disponibili dati sito-specifici in quantità sufficiente ad
Concentrazioni compatibili con il rischio una adeguata parametrizzazione dei sistemi oggetto di modellazione
massimo accettabile numerica

RISCHIO RISCHIO
SESOIL
JURY
Principali
codici di JOHNSON &
Gaussian ETTINGER
calcolo box SESOIL
analitici e JURY
numerici VLEACH
disponibili in CHEMFLO
letteratura MT3D
SUMMER’S
DOMENICO
BIOPLUME

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RISCHIO RISCHIO

Qualunque sia il livello di
Il NAF è la sintesi finale di una serie di:
approfondimento della ARS e il
Fattori di rilascio
modello utilizzato, il calcolo della
che regolano l’immissione di contaminante da una
CPOE equivale a valutare il NAF
sorgente nell’ambiente circostante
(Natural Attenuation Factor)
CS Fattori di attenuazione/diluizione
Fattore naturale di POE
attenuazione NAF che regolano il trasferimento del contaminante da una
matrice ambientale all’altra fino al POE,
definito dalla:
CPOE= Cs*NAF La valutazione del NAF e quindi della CPOE è il risultato della
modellizzazione di tutti i processi di rilascio e attenuazione, secondo
le vie di migrazione effettivamente attivi dalla sorgente al recettore

PROCEDURA DI ANALISI DI ANALISI DI RISCHIO
RISCHIO

Articolazione in livelli SOMMARIO GENERALE

In appendice si riporta un approfondimento della INTRODUZIONE ALL’ANALISI DI RISCHIO
valutazione del NAF come risultato di fattori di PROCEDURA DI ANALISI DI RISCHIO
rilascio e di attenuazione Articolazione in fasi
Si considerino ora gli aspetti tossicologici del MODELLI E PARAMETRI TOSSICOLOGICI
calcolo del rischio CALCOLO DEL TASSO DI ESPOSIZIONE
CALCOLO DEL RISCHIO

MODELLI E PARAMETRI MODELLI E PARAMETRI
TOSSICOLOGICI TOSSICOLOGICI

SOMMARIO Introduzione

Una volta fissata la concentrazione di uno dei contaminanti
Introduzione
indice al POE, il calcolo del rischio sanitario richiede la
Modelli Dose-Risposta valutazione del danno alla salute che può risultare
dall’esposizione di un individuo
Chronic Reference Dose (RfD)
Le proprietà tossicologiche dei contaminanti indice possono
Slope Factor (SF) essere ricavate da alcune fonti ufficiali di pubblico accesso:
NCEA (National Center for Environmental Assessment)
IRIS (Integrated Risk Information System)
HEAST (Health Effects Assessment Summary Tables)
Per il nostro Paese ISS (Istituto Superiore di Sanità)

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Introduzione Introduzione

Classificazione EPA pericolosità delle sostanze

Categoria Comportamento

A Sostanza cancerogena per l’uomo

B1 Sostanza probabilmente cancerogena per l’uomo (esiste un numero
limitato di dati sulla cancerogenicità della sostanza)
B2 Sostanza probabilmente cancerogena per l’uomo (gli studi effettuati
sugli animali non sono sempre applicabili all’uomo)
C Sostanza possibilmente cancerogena per l’uomo

D Sostanza non classificabile come cancerogena per l’uomo

http://www.epa.gov/iris/ E Sostanza non cancerogena per l’uomo

Modelli dose-
Modelli dose-risposta
risposta
Ai fini dell’analisi di rischio si distinguono: Nella maggior parte dei casi la dose
Sostanze contaminanti cancerogene accettabile per gli esseri umani
viene definita estrapolando i dati
Sostanze contaminanti non cancerogene
ricavati dagli esperimenti sugli
sulla base del diverso modello dose-risposta.
animali. Solo in casi rari, si dispone
I dati di dose–risposta consentono di stimare la “dose di informazioni epidemiologiche
accettabile”, o dose di soglia, al di sotto della quale non si umane di alcune sostanze
rilevano effetti nocivi. contaminanti.
Questa valutazione viene effettuata basandosi sui gli effetti A secondo del modello tossicologico, due sono i parametri chiave:
avversi osservati (perdita di peso, effetti su specifici
la Chronic Reference Dose (RfD)
organi corporei, effetti teratogeni, effetti mutageni)
lo Slope Factor (SF),
all’origine dei tumori maligni.
validi rispettivamente per gli effetti non cancerogeni e cancerogeni.

Chronic Reference
Dose (RfD) Chronic Reference Dose (RfD)
La dose di riferimento RfD UF rappresenta il
UF rappresenta il UF Condizioni di utilizzo
rappresenta la dose media fattore di
fattore di Estrapolazioni di valori sulla base di sperimentazioni affidabili
giornaliera soglia, al di sotto della 10 relative ad esposizione prolungate alla vita media umana.
incertezza e
incertezza e Questo valore tiene quindi conto della variabile sensibilità
quale non si ha alcun effetto assume valori
assume valori della popolazione umana
negativo sulla salute umana NOAEL compresi fra 10 e Estrapolazione di valori sulla base di sperimentazioni
RfD = [mg/kg.d] compresi fra 10 e 100 affidabili relative ad animali, non essendo disponibili o
durante l’intera vita. UF ⋅ MF 10000
10000 essendo inadeguati i dati sull’uomo. Questo fattore tiene
quindi conto dell’estrapolazione dei risultati dagli animali
Per tenere conto della sensibilità della popolazione, i valori di RfD sono Il valore di MF è all’uomo
Il valore di MF è
significativamente più bassi dell’effettivo livello di tolleranza determinato compreso fra 0 e Estrapolazione di valori di esposizione cronica di animali
compreso fra 0 e 1000 all’uomo. Questo fattore intende quindi considerare la
sulla base di studi sull’uomo o sugli animali: 10: in mancanza
10: in mancanza differenza di effetti cronici sull’uomo rispetto a quella sugli
NOAEL = No Observed Adverse Effect Level di indicazioni
di indicazioni
animali
Questo fattore tiene conto dell’incertezza dell’estrapolazione
Il NOAEL viene convertito in RfD sulla base di un fattore di incertezza UF ed puntuali, si
puntuali, si 10000 di valori di soglia che hanno dimostrato l’insorgere di effetti
di un fattore di modificazione MF assume MF = 1
assume MF = 1 negativi al NOAEL

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MODELLI E PARAMETRI ANALISI DI RISCHIO
TOSSICOLOGICI

Slope Factor (SF) SOMMARIO GENERALE

INTRODUZIONE ALL’ANALISI DI RISCHIO
La tangente SF del tratto rettilineo della relazione
dose-risposta per le sostanze cancerogene consente di PROCEDURA DI ANALISI DI RISCHIO
valutare il rischio riferito ad una dose unitaria (mg/kg.d) di Articolazione in fasi
una sostanza cancerogena Articolazione in livelli
Consente di stimare l’incremento di probabilità di
contrazione di una patologia tumorale a seguito di una
esposizione cronica ad una dose unitaria della sostanza CALCOLO DEL TASSO DI ESPOSIZIONE
stessa CALCOLO DEL RISCHIO
Si esprime in percentuale di casi di tumore per (mg/kg.d) CENNI DI ANALISI DI RISCHIO PROBABILISTICA

CALCOLO TASSO DI CALCOLO TASSO DI
ESPOSIZIONE ESPOSIZIONE

SOMMARIO Tasso di Esposizione (E)
Per ciascuna via di trasporto, l’esposizione o il tasso di
Tasso di Esposizione (E) esposizione E (exposure rate) a cui ciascun individuo è
Dose Media Giornaliera (ADI) sottoposto definisce la quantità media di ciascun mezzo
ambientale (acqua, aria, terreno) contaminato assunta per
Scenari di esposizione unità di peso corporeo e per giorno di esposizione.
Determinazione di E L’esposizione o il tasso di esposizione E è calcolabile
mediante la formula generale:

CR ⋅ EF ⋅ ED
E =
BW ⋅ AT


Tasso di Esposizione (E) Tasso di Esposizione (E)

CR ⋅ EF ⋅ ED CR ⋅ EF ⋅ ED
E = E =
BW ⋅ AT BW ⋅ AT
CR = fattore di contatto, vale a dire, quantità di acqua, aria o terreno
ingerito, inalato o contattato per unità di tempo Ne deriva che l’esposizione (o tasso di esposizione) vale dal punto di vista
[L3/T] acqua/aria (l/d, m3/d) [M/T] suolo (mg/d) dimensionale:
[L3M-1T-1] acqua/aria [T-1] suolo
EF = frequenza di esposizione, adimensionale, ma usualmente (d/anno) Tenuto conto delle unità pratiche usualmente impiegate, E si misura in:
ED = durata dell’esposizione [T] (anni)
per l’acqua per l’aria per il suolo
BW = peso corporeo durante il periodo di esposizione [M] (Kg)
AT = periodo di tempo durante il quale l’esposizione è mediata [T] (d)
mg 10 −6
AT = 365*70 (VITA MEDIA PER IL RISCHIO CANCEROGENICO)
l m3
kg ⋅ d d
AT = 365*ED (DURATA ESPOSIZIONE PER IL RISCHIO TOSSICO) kg ⋅ d kg ⋅ d

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ESPOSIZIONE ESPOSIZIONE Scenario Calcolo E
Ingestione di acqua I g Rw ⋅ EF ⋅ ED
Scenari di potabile
E =
BW ⋅ AT
Dose Media Giornaliera (ADI) esposizione Inalazione durante la I R ⋅ EF ⋅ ED
E = n sh
doccia BW ⋅ AT
ADI = E ⋅ C POE l µg µg
Gli scenari di esposizione Ingestione di terreno E =
I g R s ⋅ EF ⋅ ED
acqua di maggiore rilevanza BW ⋅ AT
Dose media giornaliera kg ⋅ d l kg ⋅ d SA ⋅ AF ⋅ DA ⋅ EF ⋅ ED
sono riportati in tabella, Contatto dermico con E =
(Average Daily Intake) di il terreno BW ⋅ AT
m 3 mg con l’indicazione della
. .
contaminante mg Inalazione di I R ⋅ EF ⋅ ED
formula per il calcolo del E = n vp
assunta per unità di aria kg ⋅ d m 3 kg ⋅ d particelle volatili BW ⋅ AT
peso corporeo tasso di esposizione E.
dal recettore al punto di 10 −6 mg mg
suolo 10 −6 IgRw = tasso di ingestione di acqua espresso in l/d
esposizione (POE) d kg kg ⋅ d
InRsh = tasso di inalazione di vapori durante la doccia (m3/h).
Se i valori delle variabili che intervengono nell’esposizione possono variare IgRs il tasso di ingestione di terreno (mg/d)
nel tempo, occorre calcolare l’esposizione E come sommatoria dei singoli InRvp il tasso di inalazione di particelle volatili
valori di esposizione che si manifestano in periodi diversi.


Scenari di esposizione Scenari di esposizione
CONTATTO DERMICO
L’ingestione di terreno contaminato da parte dei
Il processo di absorbimento CUTANEO dipende:
bambini è i genere, insieme all’ingestione di acqua
dall’ammontare di terreno a contatto con la pelle
potabile, . la via di esposizione che si ritrova con maggiore .
dall’area della superficie di pelle esposta
frequenza nei siti contaminati.
dalla tendenza propria di ciascun contaminante di essere
absorbito
Tuttavia, recenti studi hanno dimostrato che il rischio
SA ⋅ AF ⋅ DA ⋅ EF ⋅ ED
conseguente all’esposizione per inalazione durante la E =
doccia può essere addirittura superiore a quello legato BW ⋅ AT
all’ingestione di acqua potabile. SA = area della superficie della pelle esposta al terreno (cm2)
AF = fattore di contatto terreno–pelle (mg/cm2/d)
DA = fattore di absorbimento dermico (mg/mg)

Determinazione di E
Determinazione di E
EF ED BW SA AF DA
Via di esposizione CR giorni/anno (anni) (kg) (cm2) (mg/cm2/ (mg/mg)
d)
USO RESIDENZIALE

La fonte di riferimento più accreditata per ricavare e verificare i fattori di Ingestione
di acqua
MLE 1,4 l/d 350 8 70 - - -

esposizione che entrano nel calcolo di E è: potabile RME 2 l/d 350 30 70 - - -

Inalazione MLE 0.63 m3/h 350 9 70 - - -

Exposure Factors Handbook pubblicato dall’EPA durante la
doccia RME 0.89 m3/h 365 30 70 - - -
.
L’ esposizione dipende dalla tipologia di utilizzo del sito indagato
.
Ingestione
di suolo e
MLE 25 mg/d 350 8 70 - - -

polveri RME 100 mg/d 350 30 70 - - -
(residenziale o commerciale-industriale) e dal fattore di sicurezza assunto Totale = 18
nella stima. L’EPA riporta due valori: MLE
m3/d
350 8 - - - -
Indoor = 12
• MLE (Most Likely Exposure), che rappresenta l’esposizione media più Inalazione di
particelle
m3/d

probabile dal punto di vista statistico per il campione medio di
volatili Totale = 20
m3/d
RME 350 30 - - - -
popolazione indoor = 15
m3/d

• RME (Reasonable Maximum Exposure), che rappresenta l’esposizione organici:
0,04

massima ragionevolmente possibile, vale a dire l’esposizione massima Contatto
MLE - 40 9 70 5000 0,2
metalli:
0,001
sopportata dal 95% della popolazione esposta. dermico col
suolo organici:
0,04
Se si vuole dare carattere conservativo alla stima, ci si riferisce a questo RME - 350 30 70 5800 1,0
metalli:

valore. 0,001

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CALCOLO TASSO DI ANALISI DI RISCHIO
ESPOSIZIONE
Determinazione di E
Via di esposizione CR EF
giorni/anno
ED
(anni)
BW
(kg)
SA
(cm2)
AF
(mg/cm2
DA
(mg/mg)
SOMMARIO GENERALE
/d)

USO COMMERCIALE/INDUSTRIALE

Ingestione
MLE 1 l/d 250 4 70 - - - INTRODUZIONE ALL’ANALISI DI RISCHIO
di acqua
potabile RME 1 l/d 250 25 70 - - -
PROCEDURA DI ANALISI DI RISCHIO
MLE 0.63 m3/h 350 9 70 - - -
Inalazione
durante la
doccia RME 0.89 m3/h . 365 30 70 - - - Articolazione in fasi
MLE 50 mg/d 250 4 70 - - -
Ingestione
di suolo e
polveri RME 50 mg/d 250 25 70 - - -

Inalazione
di particelle
MLE 20 m3/d 250 4 70 - - - MODELLI E PARAMETRI TOSSICOLOGICI
volatili RME 20 m3/d 250 25 70 - - -

organici: 0,04
CALCOLO DEL RISCHIO (individuale, cumulativo)
MLE - 40 4 70 5000 0,2
metalli: 0,001
contatto
dermico col

suolo
organici: 0,04
RME - 250 25 70 5800 1,0
metalli: 0,001

CALCOLO DEL CALCOLO DEL
RISCHIO RISCHIO

SOMMARIO Rischio cancerogeno

Rischio cancerogeno R = IELCR = Individual Excess Lifetime Cancer Risk

Rischio tossico (non cancerogeno) Incremento di probabilità di contrarre un tumore nel corso
.
della vita a causa dell’esposizione ad una singola sostanza
Criteri di accettabilità
E’ dato dal prodotto della dose media giornaliera (calcolata
Site-Specific Target Levels (SSTLs), Risk-Based Screening per la durata della vita) per la tangente SF alla correlazione
Levels (RBSLs) dose-risposta

Cs
IELCR = ADI ⋅ SF = C POE ⋅ E ⋅ SF = ⋅ E ⋅ SF
NAF

RISCHIO RISCHIO

Rischio cancerogeno Rischio cancerogeno
C
Cs R = s ⋅ E ⋅ SF = ADI ⋅ SF
R = ⋅ E ⋅ SF NAF
R quantifica: NAF
Per il calcolo del rischio cancerogeno interviene il termine
il numero di eventi di cancro probabilmente rilevabile
. .
ED, durata dell’esposizione.
in una popolazione esposta, eventi da considerarsi in
Un approccio corretto nella valutazione del rischio
eccesso rispetto al numero di casi di cancro che
cancerogeno comporterebbe che il valore di
normalmente colpiscono un’analoga popolazione non
concentrazione che compare nell’equazione non sia la
esposta (popolazione di controllo).
concentrazione ad un determinato istante nel POE, bensì
Il rischio così calcolato va inteso come un limite di confidenza
superiore al 95%, ossia, vi è soltanto il 5% di probabilità che il rischio
una concentrazione rappresentativa sull’intera durata del
effettivo possa essere più alto di quello stimato. periodo di esposizione

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RISCHIO RISCHIO

Rischio cancerogeno Rischio non cancerogeno

Gli effetti cumulativi conseguenti all’esposizione di più Per le sostanze non cancerogene il rischio è
composti tossici e/o cancerogeni non sono ancora ben espresso da un indicatore definito “quoziente di
noti. . rischio” HQ (Hazard Quotient), adimensionale,
.

In assenza di informazioni più dettagliate, al fine di determinato dividendo la dose media giornaliera
procedere a valutazioni di carattere conservativo, si è
(calcolata sulla durata effettiva di esposizione)
soliti procedere alla sommatoria dei singoli valori di rischio
di tutte le N sostanze indice considerate per tutte le M vie
per la dose di riferimento RfD:
di esposizione.
ADI
N M
RT = ∑ ∑ R ij HQ =
RISCHIO CANCEROGENO
TOTALE i =1 j =1
RfD

RISCHIO RISCHIO

Rischio non cancerogeno Rischio non cancerogeno
ADI
HQ =
RfD Analogamente a quanto riportato per le sostanze
Il quoziente di rischio esprime quante volte la cancerogene, anche per le sostanze tossiche il
dose media giornaliera, calcolata sulla base
. rischio totale HI (Hazard Index) viene calcolato
.

dell’effettivo periodo di esposizione, supera la sommando i contributi dovuti a tutte le N
dose di riferimento. sostanze indice considerate per tutte le M vie di
L’indicatore HQ non esprime, pertanto, una esposizione attive:
probabilità, ma rappresenta il rapporto tra N M

l’effettivo livello di esposizione e la soglia che
RISCHIO TOSSICO
TOTALE HI = ∑∑ HQ ji
i =1 j =1
non comporta effetti tossici.

RISCHIO RISCHIO

Rischio non cancerogeno N M
Criteri di accettabilità
HI = ∑∑ HQ ji Gli standard per la protezione della salute umana, ormai condivisi a
i =1 j =1
livello internazionale, prevedono i seguenti criteri:
A rigore l’approccio additivo fin qui esposto Rischio cancerogeno:
sarebbe valido nell’ipotesi che non vi sia
. per una singola sostanza
.

interazione sinergica e/o antagonista tra le R < 10-6 (una probabilità in più di tumore per ogni milione di
individui esposti)
differenti sostanze chimiche in oggetto.
per più sostanze
Di conseguenza, il valore cumulativo di HI RT < 10-5 (una probabilità in più di tumore per ogni 100’000 individui
andrebbe calcolato sommando tra loro solamente esposti)

le sostanze che presentano i medesimi meccanismi
Rischio tossico (esposizione ad una o più sostanze)
di azione sull’organismo umano
HQ, HQT < 1.0

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CALCOLO DEL CALCOLO DEL RISCHIO
RISCHIO
Site-Specific Target Levels

Criteri di accettabilità Risk-Based Screening Levels
L’applicazione della procedura di analisi di rischio è bidirezionale.
I limiti sopra riportati sono quelli indicati e comuni a tutti i Paesi che
adottano lo strumento dell’analisi di rischio.
Si noti tuttavia che molti dubbi e alcune riserve sono spesso APPLICAZIONE FORWARD
manifestati nei confronti dei limiti per il rischio cumulato dall’effetto
.
Si calcola il rischio conseguente alla presenza di una sorgente
.

di più sostanze contaminante sviluppando il sistema relazionale:
concentrazione ⇒ esposizione ⇒ tossicità ⇒ rischio
Per quanto riguarda il Rischio tossico:
APPLICAZIONE BACKWARD
bisogna considerare gruppi di sostanze i cui effetti indesiderati
Si determinano gli obiettivi di bonifica del sito (SSTLs)) o i valori di
si manifestano sul medesimo organo
concentrazione limite alla sorgente (RBSLs), sviluppando la relazione
non bisogna sommare il rischio tossico derivante da sostanze i
inversa:
cui effetti non interessano il medesimo organo
rischio ⇒ tossicità ⇒ esposizione ⇒ concentrazione

RISCHIO RISCHIO
Site-Specific Target Levels Site-Specific Target Levels
Risk-Based Screening Levels Risk-Based Screening Levels
CS
R = C POE ⋅ E ⋅ SF = ⋅ E ⋅ SF
Si fissa CPOE NAF
Si calcola il Rischio . . CSR
CSR
⎧ R = RMAX R al punto di
⎨ POE SSTL = C POE
= MAX al punto di
Si fissa il Rischio ⎩C POE = C OB OB
E ⋅ SF esposizione
esposizione
accettabile Rmax, TARGET

Si calcola l’obiettivo di ⎧ R = R MAX S R MAX CSR
CSR
bonifica CTARGET al punto ⎨ S RBSL = C OB = NAF alla sorgente
di esposizione (SSTL) o ⎩C S = C OB E ⋅ SF alla sorgente

alla sorgente (RBSL)
RMAX = rischio cancerogeno accettabile

RISCHIO RISCHIO
Site-Specific Target Levels Site-Specific Target Levels
Risk-Based Screening Levels Risk-Based Screening Levels
CS C POE ⋅ E 1 CS ⋅E
R = C POE ⋅ E ⋅ SF = ⋅ E ⋅ SF HQ = =
NAF RfD RfD NAF
. . CSR
CSR
⎧HQ = HQMAX POE HQ MAX ⋅ RfD al punto di
R NAF ⎨ SSTL = C OB = al punto di
E ⋅ SF = =R POE
⎩C POE = C OB E esposizione
esposizione
C POE CS POE R R
C OB = MAX = MAX C POE
E ⋅ SF R ⎧ HQ = HQ MAX HQ MAX ⋅ NAF ⋅ RfD
⎨ S
S
RBSL = C OB =
S R R ⎩ C S = C OB E CSR
CSR
C OB = MAX NAF = MAX C S
E ⋅ SF R alla sorgente
alla sorgente
HQMAX = rischio tossico accettabile

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CALCOLO DEL ANALISI DI RISCHIO
RISCHIO
Site-Specific Target Levels
SOMMARIO GENERALE
Risk-Based Screening Levels
C POE ⋅ E 1 CS ⋅E INTRODUZIONE ALL’ANALISI DI RISCHIO
HQ = = PROCEDURA DI ANALISI DI RISCHIO
RfD RfD NAF
. Articolazione in fasi
E HQ NAF Articolazione in livelli
= = HQ HQ MAX
RfD C POE CS POE
C OB = C POE MODELLI E PARAMETRI TOSSICOLOGICI
HQ
S HQ MAX CALCOLO DEL RISCHIO
C OB = CS
HQ CENNI DI ANALISI DI RISCHIO PROBABILISTICA

CENNI DI ANALISI DI RISCHIO CENNI DI ANALISI DI RISCHIO
PROBABILISTICA PROBABILISTICA

MOTIVAZIONI DELL’ANALISI DI RISCHIO
SOMMARIO PROBABILISTICA

MOTIVAZIONI DELLA ANALISI DI RISCHIO PROBABILISTICA
Approccio deterministico = calcolo di un singolo
CONCETTI DI VARIABILITÀ ED INCERTEZZA
valore di rischio
.
INCERTEZZA FENOMENOLOGICA, MODELLISTICA, PARAMETRICA
• Fino ad ora si è visto che il calcolo del rischio viene
SEQUENZA OPERATIVA ARS PROBABILISTICA
sviluppato attraverso la risoluzione di una serie di
SCELTA DELLA DISTRIBUZIONE DI PROBABILITÀ
equazioni più o meno complesse, che a fronte di un
PROPAGAZIONE DELLE INCERTEZZE: METODO MONTE CARLO
numero elevato di parametri di input forniscono come
ANALISI DI SENSITIVITA’
risultato un singolo valore del rischio
INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI


MOTIVAZIONI DELL’ANALISI DI RISCHIO MOTIVAZIONI DELL’ANALISI DI RISCHIO

Approccio deterministico conservatività Anche nella semplice equazione di calcolo
dell’esposizione:
dovendo assegnare un singolo valore a
.

ciascuno dei parametri di input si è portati a
.
CR ⋅ EF ⋅ ED
E =
BW ⋅ AT
scelte conservative
può essere molto elevata la sovrastima del i parametri che intervengono sono soggetti ad un
rischio elevato grado di variabilità, cambiando di fatto:
Se si pensa che dovrebbe essere l’analisi di rischio a definire gli nel tempo
obiettivi di bonifica e, quindi, i costi della bonifica, si comprende quali da individuo ad individuo
possono essere le conseguenze di scelte troppo conservative

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MOTIVAZIONI DELL’ANALISI DI RISCHIO MOTIVAZIONI DELL’ANALISI DI RISCHIO
Un approccio maturo all’analisi di rischio non La valutazione probabilistica del rischio trova la
dovrebbe essere deterministico
sua naturale applicazione nel caso in cui il rischio
calcolato . con l’approccio deterministico si
collochi al di sopra dei limiti di accettabilità
Assegnando a ciascuno dei parametri di input non un
singolo valore bensì un intervallo di valori possibili, si
ottiene come risultato un intervallo di possibili valori di
rischio, per ciascuno dei quali viene specificata la QUARTO LIVELLO
probabilità di accadimento

MOTIVAZIONI DELL’ANALISI DI RISCHIO PROBABILISTICA
PROBABILISTICA

I risultati di una valutazione conservativa del rischio sono Ovviamente l’analisi probabilistica diventa superflua
comunque molto importanti in quanto, anche nel caso di almeno in due casi:
rischio totale non .accettabile, consentono di individuare:
una valutazione deterministica fortemente
.
1
• i livelli max di rischio conservativa indica che il rischio è inequivocabilmente
• quelle vie di esposizione e/o quei contaminanti indice al di sotto dei limiti di accettabilità
per i quali anche sotto ipotesi conservative il rischio
risulta accettabile l’analisi probabilistica non farebbe altro che
confermare che il rischio “reale” si trova al di del livello
In una procedura a 4 livelli la fase di valutazione conservativa
permette di snellire gli ulteriori approfondimenti della procedura e max ottenuto con criteri deterministici e conservativi
conseguentemente di limitare la complessità dell’analisi di incertezza.

PROBABILISTICA MOTIVAZIONI DELL’ANALISI DI RISCHIO
PROBABILISTICA

Di contro, l’approccio probabilistico consente di:
2 l’onere economico richiesto per ridurre
determinare il livello di conservatività dei valori
l’esposizione o il rischio è fortemente contenuto
. utilizzati nel processo deterministico
.

è il caso di siti contaminati nei quali la messa verificare quali sono i parametri di input caratterizzati
in sicurezza o la bonifica del sito non da una maggiore incertezza e la cui variabilità
comportano una spesa rilevante, mentre i tempi maggiormente influisce sulla curva di distribuzione di
ed i costi di un’analisi probabilistica potrebbero probabilità del rischio
non essere giustificati
parametri per i quali è necessario acquisire
ulteriori informazioni sperimentali

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