Impatto delle deposizioni atmosferiche totali di contaminanti organici persistenti in aree
ad elevata densità industriale
V. ESPOSITO1, A. MAFFEI1, V. ROSITO2, R. GIUA2, M. BLONDA3, G. ASSENNATO3
1. ARPA PUGLIA Polo di Specializzazione Microinquinanti, Dipartimento di Taranto 2. ARPA PUGLIA Centro Regionale Aria, Taranto
3. ARPA PUGLIA Direzione Generale, Bari
Parole chiave: Diossine, PCB, deposizioni atmosferiche, catena alimentare
Impact of Persistent Organic Pollutants (POPs) bulk atmospheric depositions in areas with high industrial density
Keywords: dioxin, PCB, atmospheric deposition, food-chain
INTRODUZIONE
Nel territorio regionale pugliese, numerosi impianti industriali emettono in atmosfera grandi quantitativi di sostanze nocive. Il polo siderurgico di Taranto (ILVA Spa) contribuisce in maniera significativa alle emissioni nazionali di diossine, furani, e policlorobifenili: emette il 90% della diossina industriale italiana stimata e inventariata prodotta in Italia e il 6,9% di quella europea [Esposito et al., 2012, 2014]. In particolare, l'impianto di agglomerazione del minerale di ferro risulta essere la fonte prevalente di emissioni convogliate di diossine per gli impianti siderurgici a ciclo integrale, sia in termini di concentrazioni misurate nei fumi e sia in termini di flusso di massa annuale [Lahl, 1993; Aries et al., 2006].
Nel mese di Marzo 2008 il Dipartimento di Prevenzione della ASL Ta/1 e questa Agenzia disposero le analisi di n. 3 campioni di latte ovi-caprino prelevati presso Aziende Agricole nei comuni di Monteiasi (TA), Montemesola (TA), e Taranto. Il campione proveniente dall'Azienda Fornaro in Taranto risultò eccedente i tenori massimi di PCDD/F e PCB diossina-simili (PCB-dl) stabiliti dal Regolamento CE 1881/2006. Nei giorni immediatamente successivi furono analizzati ulteriori campioni di latte ovi-caprino ed un campione di formaggio ovi-caprino prelevati nelle immediate vicinanze dell'Area Industriale di Taranto e furono ripetute le analisi precedenti affidandole al Laboratorio Nazionale di Riferimento per le diossine dell'Istituto Zooprofilattico Sperimentale di Teramo. Per due campioni di latte ed un campione di formaggio furono confermate concentrazioni eccedenti i tenori massimi in vigore [Diletti et al., 2007]. Alla luce di questi primi risultati è stato sviluppato un Piano Straordinario di Monitoraggio per le aziende agricole e le aree adibite a pascolo in agro della Provincia di Taranto con il coordinamento dell'Assessorato Regionale alle Politiche per la Salute cui partecipano ARPA PUGLIA, ASL TA Dipartimento di Prevenzione, con il supporto dell'Istituto Zooprofilattico di Abruzzo e Molise (Laboratorio Nazionale di Riferimento per le diossine negli alimenti) [Esposito et al., 2010]. Il Piano ha previsto l'analisi di campioni di alimenti (latte, prodotti caseari, uova, tessuti animali), mangimi e foraggi, suolo, acque sotterranee, e deposizioni atmosferiche.
Le modalità di immissione di PCDD/F e DL-PCB nell'ambiente sono molteplici, ma possono essere ridotte ad alcune vie principali, che si affiancano a quelle più ovvie come lo sversamento diretto. Le deposizioni atmosferiche secche ed umide rappresentano uno dei principali meccanismi di contaminazione della catena alimentare (e
quindi dell'uomo) sia attraverso l'ingestione diretta di polveri depositate e sia attraverso la contaminazione delle produzioni alimentari (zootecniche o ittiche). Stime attendibili dimostrano che più del 90% dell’esposizione umana alle diossine e ai PCB diossina-simili deriva dagli alimenti; circa il 90% dell’assunzione per via alimentare è riconducibile ai prodotti di origine animale. Il materiale particellare sedimentabile è in grado di trasferire il suo carico di microinquinanti alla vegetazione, ai corpi idrici ed ai depositi idrici superficiali, agli edifici e a qualsiasi tipo di superficie per semplice deposizione secca, mentre le piogge sono in grado di depositare anche le particelle altrimenti sospese ed in parte gli inquinanti presenti in fase gassosa. Per questo motivo, il monitoraggio delle deposizioni atmosferiche di microinquinanti organici riveste particolare importanza nella valutazione dell'impatto sull'ambiente delle emissioni di diossine da parte di fonti fisse (ad. es. emissioni a camino) e diffuse (ad es. movimentazione e stoccaggio di rifiuti) e sono oggetto di attenzione da parte delle autorità Europee da molti anni [Esposito e Scortichini, 2014].
Uno studio completo della massa totale di sostanze inquinanti che ricadono al suolo tramite deposizioni atmosferiche richiede una copertura temporale almeno annuale. Le deposizioni totali, infatti, sono fortemente influenzate dalle condizioni meteo-climatiche e pertanto possono subire fluttuazioni stagionali.
Nonostante l'assenza di normative specifiche, esistono valori di riferimento sviluppati sulla base della valutazione del rischio per la popolazione esposta o sull'analisi statistica dei valori osservati. In Germania è in uso una linea guida che indica un valore massimo tollerabile per la deposizione atmosferica pari a 4 pg WHO-TEQ/ m2 die (somma PCDD/F + DL-PCB) specifica per i siti di pascolo. In Francia è attiva dal 2006 una estesa rete di monitoraggio delle deposizioni atmosferiche che ha permesso di raccogliere un numero relativamente elevato di campioni (>1000) nell'ambito della sorveglianza degli impianti di incenerimento di rifiuti. L'analisi statistica di questi dati ha portato le Autorità francesi alla definizione di una “soglia di fondo” pari a 5 pg TEQ/m2 die ed una “soglia critica” pari a 16 pg WHO-TEQ/m2 die. Recentemente, le Autorità belghe hanno avanzato una proposta alla Commissione Europea per l'adozione di livelli tollerabili di deposizioni totali di PCDD/F e DL-PCB pari a 8,2 pgWHO-TE/m2 die su base annua. Una possibilità di integrazione fra i vari approcci adottati può essere definita tramite uno studio di modelli “a catena”: un modello atmosferico per il calcolo delle deposizioni secche e umide, un modello per il calcolo delle concentrazioni nel suolo e sulla vegetazione, ed infine un modello che descriva
il trasferimento degli inquinanti a latte e carne negli animali al pascolo (cow model).
MATERIALI E METODI
Campionamento: I campioni mensili di deposizione atmosferica sono stati prelevati secondo metodo ISTISAN 06/38 e UNI EN 15980:2011 utilizzando campionatori Depobulk in vetro Pyrex (Labservice Analytica, Anzola Emilia BO), per una durata di circa 30 giorni/campione.
Analisi: L'estrazione delle aliquote solide è stata effettuata tramite tecnica a Fluido Pressurizzato (PLE) secondo metodo EPA 3545a con strumentazione ASE (Dionex, Sunnyvale CA USA), mentre l'estrazione della aliquote liquide è stata effettuata tramite estrazione liquido-liquido in imbuto separatore o tramite estrazione su fase solida (SPE). Per la purificazione degli estratti è stata impiegata un apparecchiatura PowerPrep (Fluid Management System, Waltham, Massachusetts). Le determinazione analitiche tramite spettrometria di massa e diluizione-isotopica sono state eseguite secondo metodo EPA 1613 per PCDD/F, metodo EPA 1668 per PCB e 15549 per IPA su strumentazione DFS High Resolution GC/MS (Thermo Fisher, Bremen, Germany). Le PCDD/Fs sono state separate tramite gas-cromatografia su colonna capillare DB-5 MS (60 m x 0.25 mm, 0.25 μm, J&W Scientific, California) e quantificate tramite spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS), ad una risoluzione di 10000 e ionizzazione elettronica (EI) a 45 eV in modalità SIM. IPA e PCBs sono stati separati tramite GC su una colonna capillare DB-5 MS (30 m x 0.25 mm, 0.25 μm, J&W Scientific, California) e quantificate tramite HRMS, nelle stesse condizioni operative delle PCDD/F. I valori di Tossicità Equivalente sono stati calcolati usando i NATO Toxic Equivalency Factors (I-TEFs) espressi come limite inferiore (lower-bound), e World Health Organization Toxic Equivalency Factors (WHO-TEFs 1998).
RISULTATI E DISCUSSIONE
A partire dal mese di Maggio 2008 sono installati in agro di Taranto n. 4 deposimetri del tipo adatto al campionamento dei microinquinanti organici. La localizzazione dei siti di campionamento risponde all'esigenza di monitorare le ricadute di microinquinanti organici sulle aziende agricole sottoposte a vincolo sanitario da parte della ASL TA e l'impatto delle emissioni industriali sul centro abitato a ridosso della zona industriale (Quartiere Tamburi).
E' stato predisposto anche sito di fondo urbano in territorio di Talsano. In questo contesto il termine “sito di fondo” non è da intendersi come sito esente da contaminazione, quanto piuttosto nel senso specificato dal D.Lgs. 152/07 all'All. III e cioè “Stazioni di misurazione di fondo: stazioni ubicate in posizione tale che il livello di inquinamento non è influenzato prevalentemente da emissioni da specifiche fonti (industrie, traffico, riscaldamento residenziale, ecc.) ma dal contributo integrato di tutte le fonti poste sopravento alla stazione rispetto alle direzioni predominanti dei venti nel sito.” Il sito “Quartiere Borgo” è di più recente installazione (dicembre 2008) e rappresenta un sito urbano esente da traffico (per la notevole altitudine cui è collocato il deposimetro rispetto al piano stradale, circa 50 metri). La localizzazione delle stazioni di campionamento è presentata in Figura 1.
L'entità delle deposizioni di PCDD/F e PCB diossina-simili misurate per le postazioni prossime ad aree su cui insistono aziende agricole/zootecniche appare compatibile con le concentrazioni di diossine riscontrate in campioni di terreno, acqua e latte/carni in animali da allevamento. Sono risultate particolarmente elevate le deposizioni misurate per la
stazione di campionamento “Quartiere Tamburi” e “Masseria del Carmine”, entrambe eccedenti le soglie tollerabili proposte in sede CE [Desmet et al. 2008, LAI, 2004] pari ad 8,2 pgTE/mq die e 4 pgTE/mq die per la somma di PCDD/F e PCB diossina simili. Invece, i flussi di deposizione di PCDD/F presso le postazioni “Fondo urbano” e “Quartiere Borgo” risultano relativamente più basse, sebbene si collochino a ridosso delle soglie tollerabili.
Le medie annuali di deposizioni atmosferiche di PCDD/F + PCB diossina-simili registrate per le postazioni Tamburi e Masseria del Carmine sono significativamente eccedenti le soglie tollerabili di 8,2 e 4 pg WHO-TE/mq die (Figura 2). La Tabella 1 riassume i dati raccolti nel corso del Piano Straordinario di Monitoraggio.
Figura 1: localizzazione delle stazioni di campionamento delle deposizioni atmosferiche totali
1 5 6 3 4 2
TALSANO (fondo urbano, SCUOLA)
BORGO (urbano, NO TRAFFICO)
TAMBURI (urbano-industriale)
TAMBURI (urbano-industriale, SCUOLA)
MASSERIA del CARMINE (rurale)
MASSERIA QUARANTA (rurale)
Postazione attiva (alla presente data)
Postazione inattiva (alla presente data)
Tabella 1: Risultati (medie annuali) per campioni di deposizione atmosferica totale (in corsivo dati parziali)
Anno Carmine TamburiMass.
Palazzo del
Governo QuarantaMasseria DeleddaScuola Talsano(fondo) y pg TE/mq die (media annuale somma PCDD/F + dlPCB)
2008 13,92 24,09 7,17 6,89 2009 8,61 15,68 6,99 6,5 2010 9,1 13,33 3,7 6,98 2011 8,25 20,24 6,59 5,69 2012 8,32 21,16 10,31 2,99 CONCLUSIONI
Nel luglio 2008 l’Arpa Puglia ha posto con forza, sulla base delle numerose evidenze sperimentali, la necessità di definire i limiti alle emissioni degli impianti industriali dell’area e in particolare di quelli contenenti sostanze cancerogene e bioaccumulabili e la necessità di portare le emissioni di diossine nei fumi dell’impianto di agglomerazione dello Stabilimento ILVA Spa ai livelli più bassi ottenibili riportati in letteratura (0,4 ng I-TEQ/mc). Dalle rilevazioni condotte nell'anno 2008 è infatti emerso che l’Ilva, pur nelle soglie consentite dalla legislazione nazionale, emetteva quantità rilevanti di diossina che potevano essere drasticamente ridotte con l’adozione di tecnologie innovative. I risultati dei prelievi di emissioni in atmosfera per la ricerca di diossina avevano infatti mostrato valori fino a 8.3 ng I-TE/mc, poi scesi recentemente anche al di sotto di 0,1 ng I-TE/mc.
Scaturisce quindi la necessità di sviluppare un modello integrato di sorveglianza nel settore ambientale e sanitario, che poggi sulla disponibilità di dati analitici affidabili, e disponibili in tempi rapidi, adeguati alle necessità del decisore. Occorre produrre i dati analitici necessari alla valutazione della correlazione tra esposizioni ambientali attraverso tutte le matrici e gli effetti sulla salute umana, e potenziare le attività di controllo degli Enti coinvolti (ARPA, ASL, IZS). Questi diversi Enti hanno condiviso in passato, in alcuni casi con discreto successo, alcune esperienze nella gestione di emergenze, relativamente al proprio settore di competenza.
Figura 2: andamento temporale (campioni mensili) delle deposizioni atmosferiche totali per le stazioni “Tamburi” e Masseria del Carmine”
In conclusione, occorre affrontare il problema in maniera specifica se si intende proteggere efficacemente la salute umana. Per ridurre il pericolo di contaminazione nell’uomo è importante diminuire i livelli di queste sostanze nella catena alimentare e, il metodo più efficace, è diminuire la contaminazione ambientale. Per i motivi sopra esposti è auspicabile una sempre più stretta collaborazione tra gli Enti coinvolti per colmare le lacune ancora esistenti che riguardano, in particolare, le conoscenze e la legislazione.
BIBLIOGRAFIA
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besonderer Berücksichtigung der Beurteilung
krebserzeugender Luftschadstoffe. Vom 21. 2008 2009 2010 2011 2012 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Masseria del Carmine TA
Deposizione di PCDD/F (WHO-TE) Deposizione di PCB diossina-simili (WHO-TE)
p g W H O -T E /m q d ie 2008 2009 2010 2011 2012 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Chiesa S. Francesco, Q.re Tamburi TA Deposizione di PCDD/F (WHO-TE) Deposizione di PCB diossina-simili (WHO-TE)
p g W H O -T E /m q d ie
