FACOLTA’ DI SCIENZE MM.FF.NN. CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN RISCHIO AMBIENTALE Corso di Chimica Ambientale L’AMIANTO prof. Salvatore Andini prof. Salvatore.

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1 FACOLTA’ DI SCIENZE MM.FF.NN. CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN RISCHIO AMBIENTALE Corso di Chimica Ambientale L’AMIANTO prof. Salvatore Andini prof. Salvatore Andini ANNO ACCADEMICO 2009/2010

2 Amianto Il termine amianto viene dal greco “Amiantos” che significa incorruttibile, inestinguibile. La definizione merceologica dell’amianto o asbesto è: “minerale che opportunamente preparato fornisce fibre utilizzate per essere filate e resistenti al calore, con sufficiente flessibilità, con elevata rigidità dielettrica ed elevata resistenza chimica”.

3 Proprietà dell’amianto Proprietà Valori Cause Resistenza al fuocoPunti di Solo rilascio di molecole d’acqua durante ed incombustibilitàdeterioramento: il processo di deossidrilazione: 450-700° C Mg 3 (OH) 4 SI 2 O 5 → Mg 2 Si 2 O 7 + 2H 2 O RefratterietàPunto di Fusione del Trasformazione ad alta temperatura Residuo: 1500°C olivina ed enstatite : Mg 3 Si 2 O 7 → MgSiO 3 + Mg 2 SiO 4 ResistenzaStabilità chimica nel La reazione di dissoluzione del crisotilo per all’attacco alcalinorange di pH 7-14 pH <7-8: Mg 3 (OH) 4 SiO + 6H + → 3 Mg 2 + 2H 4 SiO 4 + H 2 O. Fortunatamente per l’uomo il pH dei madrofagi alveolari è 4! FonoassorberanzaCoefficiente di Caratteristico dei materiali a bassa densità. (isolamentotrasmissione del suono acustico)(STC): fino a 70-90 Nb. Gesso = 36 ResistenzaDurezza MOHS:2.5-4 Praticamente impossibile misurare la all’abrazione resistenza all’abrasione (ISO 10545.4)data l’elasticità e la morfologia asbestiforme.

4 Proprietà dell'amianto Proprietà Valori Cause Bassa densità d = 2.55g/cm³ E' un fillosilicato di Mg e Si con interstrato vuoto (?) e cavità centrale attorno alla fibrilla Basso coefficiente Conducibilità termica: Caratteristico dei materiali a bassa densità di trasmissione <0,1 Kcal/m² è favorito dal chimismo del crisolito. termica LavorabilitàEccellente con Dovuta all’abito ASBESTIFORME (filabilità) possibilità di ottenere (aggregati di fibrille a formare fibre fibre industriali con Φflessuose) ≈ 0.1 -1 μm Alto moduloRt = 490-1961 MPa Possibilità di “stirare” la fibra lungo il suo elastico e res. alla asse maggiore per rottura ponti idrogeno e trazione Rt. scivolamento degli strati TO. Grande superficieMisura superficie Trattandosi di fibre monodimensionali di Specificaspecifica con BET (N 2 ): dimensioni molto piccole (generalmente con 20-40 m²/gdiametro inferiore ad 1 μm e lunghezza 2- 10 μm), la superficie specifica è molto alta A queste va aggiunto il fatto che è una nuova materia prima naturale di basso costo! In confronto con altre fibre, gli amianti presentano diametri molto piccoli. Le fibre sono un aggregato di fibrille, singoli cristalli, unità più piccole. La lunghezza delle unità fibrillari può raggiungere i 50-80 mm.

5 L'amianto resiste a: calore sostanze organiche microrganismi trazione usura Tuttavia se sottoposto a ripetute sollecitazioni meccaniche e ad agenti atmosferici, con il tempo si sfalda e libera nell'ambiente fibre e fibrille.

6 Amianto Dal punto di vista mineralogico, non esiste un gruppo di minerali chiamati amianti, ma esistono varie fasi minerali che si distinguono sulla base delle loro caratteristiche cristallografiche

7 Classificazione L’asbesto comprende due famiglie di minerali Silicatici entrambi con “abito” fibroso: A ASBESTI DI ANFIBOLO: RIEBECKITE (Na,Fe 3+,Fe 2+,Mg) o CROCIDOLITE (amianto blu) GRUNERITE (Fe 2+,Mg) o AMOSITE (amianto marrone) ANTOFILLITE (Mg,Fe 2+ ) TREMOLITE (Ca,Mg,Fe) B ASBESTI DI SERPENTINO: CLINOCRISOTILO (Mg) ORTOCRISOTILO (Mg) CRISOTILO DISORDINATO (Mg) CRISOTILO POLIGONALE (Mg) Equant Prismatic Acicular Fiber Filliform Bladed Platy Lamelier Single- Crystal shapes Crystal – Aggregate Patterns or Arrangements Asbeatiform Columar Fibrous Lamellar Massiva Radiating Reticulated L’abito fibroso dei due tipi di asbesto è dovuto a motivi strutturali diversi, infatti gli ANFIBOLI sono INOSILICATI A CATENA DOPPIA, i SERPENTINI sono FILLOSILICATI. L’anfibolo naturale comune non è asbestiforme, ma se viene sottoposto a fratturazione, tende a produrre numerosi grani con valori dell’ASPECT RATIO (rapporto lunghezza- larghezza della fibra) ben superiori a 3.

8 L’amianto è un minerale definito fibroso in quanto cristallizza con una morfologia simile alle fibre naturali (Bureau of Mines) – IC 8751) Vengono considerate al fine di una valutazione igienico-ambientale solo le fibre regolarmente (OMS) aventi lunghezza > di 5 μ m, diametro di 3. I diametri delle fibrille possono raggiungere valori di 0,1 micron.

9 AMOSITE, CRISOTILO, CROCIDOLITE AMOSITE: deriva dall’abbreviazione di Abesto Mines of South Africa

10 Crisotilo Il crisotilo è uno dei tre polimorfi del serpentino a composizione abbastanza costante: Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 Gli altri 2 minerali sono l’antigorite e la lizardite, che assieme al crisotilo formano i minerali del gruppo del serpentino. Le differenze tra i 3 minerali consistono nella natura dei layers 1:1. Circa il 95% di amianto prodotto è amianto di crisotilo. Solo poche località sono sfruttabili commercialmente per la produzione dell’amianto di crisotilo, mentre esistono altre zone dove vaste aree di rocce serpentiniche sono molto comuni.

11 Struttura del Crisotilo Esiste un misfit dimensionale (stress) fra lo strato ottaedrico brucitico e quello tetraedrico “parzialmente” compensato dall’incurvamento degli strati.

12 Impieghi Esistono due tipologie di materiali contenenti asbesto: Friabili: materiali che possono facilmente essere sbriciolati o ridotti in polvere mediante la semplice pressione manuale. Questi materiali comprendono amianto spruzzato o in fiocchi (floccato), cartoni di amianto, corde e nastri; Compatti: materiali duri che possono essere sbriciolati o ridotti in polvere solo con l’impiego di attrezzi meccanici (dischi abrasivi, frese, trapani, ecc.): questi materiali comprendono cemento amianto (o Eternit) e sinadio, amiantite, materiale d ’attrito per freni e frizioni, altri manufatti.

13 Utilizzo dell’amianto Le caratteristiche dell’amianto ed il basso costo di lavorazione ne hanno favorito l’impiego in numerosi campi e in oltre 3000 prodotti differenti. L’amianto è stato utilizzato massicciamente nell’industria, nell’edilizia, in ambito domestico, nei mezzi di trasporto e in altri usi rari o insoliti.

14 Utilizzi nell’industria: Come materia prima per produrre manufatti; Come isolante termico nei cicli ad alta T; Come isolante termico per cicli a basse T; Come isolante termico e barriera antifiamma nelle condotte per impianti elettrici Come materiale fonoassorbente

15 Utilizzo nell’edilizia: Spruzzato per rivestimento al fine di aumentare la resistenza al fuoco; Nelle coperture, sotto forma di lastre piane o ondulate In elementi prefabbricati sia sotto forma di cemento- amianto (o Eternit) che amianto friabile In intonaci con impasti spruzzati e/o applicati a cazzuola; Nei pannelli per controsoffittature; Nei pavimenti in vinil-amianto Come sottofondo nei pavimenti in linoleum

16 Utilizzo in ambito domestico: In alcuni elettrodomestici Nei teli da stiro e nei guanti da forno Nei cartoni posti in genere a protezione degli impianti di riscaldamento

17 Utilizzo nei trasporti: Per rivestire con materiale isolante treni, navi e autobus; Nei freni e nelle frizioni; Negli schermi parafiamma; Nelle guarnizioni; Nelle vernici e mastici “antirombo”

18 Usi rari ed insoliti: Adesivi e collanti; Tessuti per imballaggio; Tessuti ignifughi per l’arredamento: tendaggi e tappezzerie; Carta e cartone: filtri per purificare bevande, filtri per sigarette Nei teatri: spari, scenari che simulano la neve; Sabbia artificiale per giochi dei bambini.

19 Cause principali della tossicità dell’amianto Le eccezionali proprietà legate alla struttura ed alla microstruttura ( in particolar modo le dimensioni delle fibrille, l’abito asbestiforme e l’attività superficiale) sono la causa principale della tossicità a seguito di inalazione dell’asbesto. I siti basici sul crisotilo sono ossidrili, e ciò rende l'attività superficiale attiva e quindi viene aggredito dall'organismo.

20 Secondo Stanton et al. 1981, le fibre con un diametro minore di 25 micron e lunghezza maggiore di 4 micron, sono quelle più pericolose perché hanno maggiore probabilità di essere inalate (Hp di Stanton). A differenza del normale pulviscolo atmosferico, le dimensioni (anche 200 μm di diametro) sono tali che le fibre possano sfuggire al filtro operato dalle mucose nasali e raggiungere i polmoni.

21 Il corpo estraneo può restare indefinitivamente conficcato nei tessuti polmonari, creando un centro di possibile sviluppo associato all'esposizione ad amianto: Asbestosi: malattia cronica dell'apparato respiratorio, insorge dopo 10-15 anni dall'esposizione medio-alta ad amianto; si tratta di una fibrosi con ispessimento ed indurimento del tessuto polmonare e conseguente difficoltà di scambio di ossigeno tra aria inspirata e sangue. Carcinoma polmonare: grave malattia dell'apparato respiratorio che può sorgere anche per basse esposizione di amianto e dopo periodi molto lunghi, fino anche a 40 anni. Il fumo di sigarette potenzia enormemente l'effetto cancerogeno dell'amianto. Mesotelioma: è un raro tumore che colpisce le membrane sierose del rivestimento polmonare (pleura); anche basse dosi di esposizioni ad amianto possono sviluppare questa patologia che si manifesta dopo un lungo periodo dai 20 ai 40 anni.

22 L‘interazione Fibra – Organismo è costituita da 3 fasi: Macrofagi o neutrofogi fagocitano la fibra In risposta rilasciano nell’ambiente extra-cellulare O 2, sostanze ossidanti, Cytokine (ex TNF-α),enzimi, OH e Fe (attività infiammatoria) Si inducono quindi fenomeni di ossidazione, catalisi, produzione di radicali liberi, ed in generale vengono indotte malformazioni nelle cellule, o un “iperfunzionamento” delle cellule epiteliali, mesoteliali, e/o fibroblasti INIZIO DELLA MALATTIA

23 Secondo il D. Lgs. 277/91 in ambiente di lavoro è consentita un'esposizione fino a 0,6 fibre/ml di crisotilo (media su 8 ore di lavoro) e 0,2 fibre/ml di altri tipi di amianto (media su 8 ore di lavoro). Non è consentito il superamento in aria di una concentrazione pari a 3 fibre/ml di crisotilo (media su 15 minuti) e 1 fibra/ml di altri tipi di amianto (media su 15 minuti).

24 Indice di Rilascio L’Indice di Rilascio è la valutazione del rilascio potenziale di amianto ed è data da: I.R= ____ % Amianto _____ % Densità Relativa Densità Relativa = _ Densità Apparente _ Densità Assoluta

25 Processi di trattamento di RCA

26 Metodi di bonifica: rimozione È il procedimento più diffuso perché elimina ogni fonte di esposizione ed ogni necessità di attuare specifiche cautele per le attività che si svolgono nell’edificio. Comporta un rischio estremamente elevato per i lavoratori addetti e per la contaminazione dell’ambiente. È la procedura che comporta i costi più elevati ed i più lunghi tempi di realizzazione.

27 Discariche Le discariche venivano suddivise in 2 gruppi a seconda del materiale da eliminare. Il primo gruppo comprendeva: cemento-amianto, materiali plastici contenenti amianto, materiali d’attrito, materiali contenenti amianto ottenuti da trattamenti di contenimento. Il secondo gruppo comprendeva: pannelli contenenti amianto, carte e cartoni, tessuti, corde e filtri, materiali con amianto applicato a spruzzo o a cazzuola, feltri e materassini in amianto. Gli impianti di smaltimento de gruppo I dovevano avere settori o trincee dedicate ai RCA, la distanza tra le trincee doveva essere tale da consentire il passaggio di automezzi, la ricopertura del rifiuto entro la giornata di conferimento, misure atte ad evitare la rottura degli involucri protettivi e la dispersione di polveri da parte del vento. Per il gruppo II ci sono ulteriori prescrizioni oltre a quelle previste per il gruppo I, come la raccolta delle acque di percolazione e il loro controllo periodico. Oggigiorno entrambi i gruppi fanno parte dei materiali contenenti amianto, ottenuti da trattamenti di contenimento, nelle discariche 2C, che prevedono la prescrizioni dei gruppi I e II assieme.

28 L'incapsulamento consiste nel trattamento dell'amianto con prodotti incapsulanti e ricoprenti che (a seconda del tipo di prodotto usato) tendono a inglobare le fibre di amianto, a ripristinare l'aderenza al supporto e a costituire una pellicola di protezione sulla superficie esposta. Occorre verificare periodicamente l'efficacia dell'incapsulamento, che con il tempo può alterarsi o essere danneggiato, ed eventualmente ripetere il trattamento. Metodi di bonifica: incapsulamento

29 Il confinamento è l'istallazione di una barriera a tenuta che separi l'amianto dalle aree occupate dell'edificio. Occorre un programma di manutenzione e controllo; inoltre la barriera installata per il confinamento deve essere mantenuta in buone condizioni. Metodi di bonifica: Confinamento

30 Metodi di bonifica: Trattamento chimico Il trattamento chimico (in situ) è un ulteriore tipo di intervento in situ, brevettato negli Stati Uniti, basato sulla trasformazione chimica dell'amianto, che viene letteralmente sciolto da una miscela di acidi, floruri e tensioattivi (balsami che fanno aumentare la tensione dell'acqua e delle soluzioni); questa miscela viene spruzzata sotto forma di schiuma e lasciata agire per un giorno. Le fibre di crisotilo vengono attaccate selettivamente, lasciando inalterati gli altri costituenti minerali. Al termine della fase di attacco un energetico lavaggio con acqua è sufficiente per ridurre il contenuto di crisotilo al livelli inferiori all'1%, per cui le strutture che contenevano amianto risultano completamente sicure.

31 Metodi di bonifica: Incapsulamento in situ con resina epossidica La resina utilizzata per la sperimentazione è bicomponente con epossidica al 30% e indurente (ammine a basso peso molecolare) dispersi in una soluzione mista di acqua e 1-methoxy-2-propanolo. La resina viene spruzzata direttamente sul materiale da trattare; la polimerizzazione avviene in circa 4 ore dopo la miscelazione e l’avvenuta evaporazione del solvente.

32 Si deve comunicare immediatamente al Servizio Prevenzione e Protezione la presenza di materiale sospetto contenente amianto, richiedendone l’assistenza immediata. I materiali contenenti amianto, se segregati o in buone condizioni di conservazione e non sottoposti a danneggiamento, non costituiscono pericolo per la salute. Se il materiale è danneggiamento, è necessario segnalarlo al S.P.P, nell’attesa dell’intervento segregare le attrezzature in ambiente chiuso e vietarne l’uso.

33 Il Piemonte risulta la regione con la più elevata quantità di amianto. In Europa sono previsti 250.000 morti nei prossimi 25 anni a causa dell'esposizione alle fibre di amianto. Purtroppo in alcuni Paesi (Brasile, Canada, India, Romania,...) si continua ad estrarre, lavorare e commercializzare amianto. In Italia, solo per il mesotelioma pleurico, tra il 1988 e il 1994 i casi hanno superato le 6.000 unità. In Italia saranno almeno 30.000 i morti nei prossimi 20 anni a causa dell'esposizione alle fibre di amianto.

34 1998: una legge inserisce il sito di Balangero, in provincia di Torino, tra i luoghi inquinati italiani ad alto rischio. Nel sito si trova la più grande cava a cielo aperto d’Europa per l’estrazione del crisotilo, uno dei minerali comunemente indicati come amianto. La cava è rimasta attiva dal 1908, anno in cui venne scoperto il giacimento, fino al 1990, quando venne chiusa. Dal 1995 a Balangero opera una società a capitale pubblico che si occupa del risanamento del sito, del monitoraggio ambientale e dello sviluppo del territorio. (RSA s.r.l.)