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Corso di laurea specialistica in “Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il territorio” Corso di Depurazione chimica Chiara Borsatti Anno Accademico 2006-2007.

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1 Corso di laurea specialistica in “Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il territorio” Corso di Depurazione chimica Chiara Borsatti Anno Accademico ANALISI DI RISCHIO

2  1994: Common Forum sui siti contaminati dell’Unione Europea Progetto a scala europea per la stima dei rischi determinati dai siti contaminati (Bonn 1994) CARACAS: Azione Concertata sull’Analisi di Rischio dei Siti Contaminati, iniziativa finanziata dalla CE attraverso il programma “Ambiente e clima” A LIVELLO COMUNITARIO EXCURSUS NORMATIVO

3 ATTIVITA’ DI CARACAS (7 aree tematiche): tossicologia umana, analisi di rischio ecologico, destino e trasporto dei contaminanti, indagini ed analisi dei siti, modelli, valori guida e di screening, metodologie di analisi di rischio. EXCURSUS NORMATIVO

4 A LIVELLO NAZIONALE EXCURSUS NORMATIVO  Decreto legislativo 22/97, articolo 17 regola le responsabilità pubbliche e private riguardo alla bonifica e ripristino ambientale dei siti e indica: limiti di accettabilità per le concentrazioni di contaminanti in diversi comparti ambientali in funzione dell’uso del sito; linee guida per la raccolta e l’analisi dei campioni; criteri generali per la progettazione e l’esecuzione degli interventi di risanamento.

5  Decreto Ministeriale del 25 ottobre 1999, n. 471 Allegato 1: valori di concentrazione residua accettabile; Allegato 4: indicazioni da seguire e requisiti da soddisfare per la realizzazione dell’analisi di rischio; Articolo 2 e 5: i valori possono essere superati se si dimostra nel progetto preliminare, che non possono essere raggiunti neanche applicando le migliori tecnologie disponibili a costi sostenibili.  ASTM standard internazionale per la valutazione del rischio, rispetta i requisiti dell’allegato 4 del D.M.471/99 EXCURSUS NORMATIVO

6  “stima delle conseguenze sulla salute umana e sull’ambiente di un evento potenzialmente dannoso, in termini di probabilità che le stesse conseguenze si verifichino” (APAT, 2005).  previsione dei modi e tempi in cui l'inquinamento presente nel sito potrà raggiungere la popolazione e le componenti ambientali dell'area interessata  indagini e le valutazioni necessarie a stabilire il rischio posto da uno specifico sito sospetto di inquinamento alla salute pubblica e all'ambiente naturale e costruito ANALISI DI RISCHIO

7  3 livelli di elaborazione dell’analisi di rischio  dal 1° (più semplice) al 3° (più complesso) si ha che: Livelli di elaborazione dell’analisi di rischio il grado di protezione della salute umana e dell’ambiente risulta invariato il numero e la qualità dei dati necessari per le elaborazioni aumenta le risorse da impiegare aumentano l’efficacia degli interventi di risanamento aumenta le assunzioni conservative introdotte nei calcoli diminuiscono

8  confronto i valori di concentrazione degli inquinanti con i valori di riferimento delle Tabelle dell’Allegato 1 del D.M. 471/99 Livelli di elaborazione dell’analisi di rischio LIVELLO 1 Valori < valori riferimento Rischio trascurabile Valori > valori riferimentoRischio non trascurabile - Bonifica se interventi fattibili e sostenibili economicamente - Misure provvisorie di risanamento - Bonifica con misure di sicurezza

9 Livelli di elaborazione dell’analisi di rischio LIVELLO 2  Utilizza dati esistenti e indagini in sito e in laboratorio  Formulazione di un “modello concettuale di sito”  Considera l’esposizione a determinati inquinanti e i possibili bersagli sulla base di modelli semplificati Valori < valori indicati Valori > valori indicati Rischio trascurabile Rischio non trascurabile - Misure provvisorie di risanamento - Il rischio giustifica ulteriori investimenti di risorse finanziarie - Modifica la tipologia e le caratteristiche degli interventi di bonifica per raggiungere i valori che pongono un rischio accettabile

10  Analisi di rischio completa  Modelli numerici deterministici e/o probabilistici Livelli di elaborazione dell’analisi di rischio LIVELLO 3 Valori < valori riferimento Rischio accettabile Valori > valori riferimento Rischio non accettabile - Interruzione o riduzione dei percorsi di esposizione - Intervenenti sui recettori - Ulteriori opere che diminuiscono la pericolosità degli inquinanti

11  stima del pericolo a cui sono potenzialmente esposti determinati individui a causa della presenza di una matrice contaminata  suddivisa in quattro fasi: Analisi di rischio sanitario Raccolta dati e identificazione dell’Hazard Valutazione tossicologica Valutazione dell’esposizione Caratterizzazione e stima del rischio

12  indagini e studi per la caratterizzazione preliminare del sito  identificazione dei contaminanti che possono determinare condizioni di pericolo  definire il Modello Concettuale del Sito (MCS), costituito da tre elementi Analisi di rischio sanitario 1^ FASE: RACCOLTA DATI E IDENTIFICAZIONE DELL’HAZARD

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14 Analisi di rischio sanitario sorgente di contaminazione: sostanze pericolose presenti nel sito e loro localizzazione, concentrazioni, proprietà fisico/chimiche e tempi di rilascio; percorsi di migrazione degli inquinanti attraverso le matrici ambientali: identificazione dei comparti ambientali attraversati, evoluzione spazio temporale delle concentrazioni, misura o stima dei tempi di decadimento, degradazione o di accumulo; bersagli o recettori della contaminazione nel sito o nel suo intorno: identificazione dei potenziali recettori delle sostanze individuate e della loro sensibilità (residenti, frequentatori del sito, lavoratori e bambini), concentrazioni delle sostanze che arrivano ai recettori.

15  la tossicità è dovuta alla dose di assunzione “è la giusta dose che fa la differenza tra veleno e rimedio”  tossicità per una via di assunzione, si considera tossico anche per le altre vie  periodo di esposizione: Analisi di rischio sanitario 2^ FASE: VALUTAZIONE TOSSICOLOGICA esposizione a concentrazioni alte per breve periodo EFFETTO ACUTO esposizioni a piccole dosi per tempi prolungati EFFETTO CRONICO

16 Analisi di rischio sanitario Sostanze non cancerogene  “Effetto soglia”: dose minima alla quale si verificano effetti dannosi  NOAEL: il più alto livello di dose sperimentale di un composto in cui non si osserva un effetto statisticamente o biologicamente significativo in un gruppo di individui esposti comparato ad un idoneo gruppo di individui di controllo  NOAEL/fattore di incertezza = Rdf  Rdf (dose di riferimento giornaliera):dose che può essere assunta senza che si manifestino apprezzabili rischi o effetti negativi durante l’intera vita umana (mg/Kg/giorno)

17  “Effetto non soglia”: una dose infinitesima di assunzione o esposizione al composto può dare effetti dannosi alla salute umana  Slope Factor (SF): la probabilità di contrarre il cancro in seguito ad esposizione nel corso della vita ad una dose giornaliera unitaria; SF è pendenza della retta derivante dal modello lineare di interpolazione dei dati dose- risposta (mg/Kg/giorno)  informazioni tossicologiche da banche dati: IRIS (Integrated Risk Information System), HEAST (Health Effects Assessment Summary Tables), Inventario Nazionale delle Sostanze Chimiche (Istituto Superiore di Sanità di Roma). Analisi di rischio sanitario Sostanze cancerogene

18  Esposizione: contatto di un composto chimico con il limite esterno di un essere umano (USEPA)  2 Fasi: Analisi di rischio sanitario 3^ FASE: VALUTAZIONE DELL’ESPOSIZIONE esposizione del limite (contatto con il limite esterno) entrata (attraversamento del limite)

19 Analisi di rischio sanitario  Per valutare l’esposizione bisogna: definire i percorsi di esposizione determinare il mezzo con cui avviene il trasporto di contaminanti individuare la concentrazione di contaminanti definire il tempo di esposizione (frequenza e durata) identificare la popolazione esposta (età, sesso, peso, etc.)  La pericolosità di una sostanza dipende da: concentrazione nel mezzo che viene a contatto con il recettore velocità di assunzione frequenza e durata dell’assunzione fattore di assorbimento tempo di dimezzamento biologico

20 Analisi di rischio sanitario A = assorbimento (mg/Kg-day) CE = concentrazione di esposizione CR = tasso di esposizione EFD = frequenza e durata di esposizione: descrive quanto spesso e quanto a lungo l'esposizione avviene. È generalmente calcolata usando due termini (EF e ED): EF = frequenza di esposizione (giorni/anno) ED = durata dell'esposizione (anni) BW = peso corporeo (Kg): il peso corporeo mediato sull'intero periodo di esposizione AT = tempo di mediazione (giorni): periodo sopra il quale l'esposizione è mediata (per il rischio di cancerogenicità si usa la durata media della vita, lifetime, mentre per il pericolo di tossicità cronica si usa lo stesso periodo di esposizione, ED)

21  Si considerano diverse vie di esposizione, in base a queste si prendono in considerazione diversi aspetti: Analisi di rischio sanitario Aria: area e profondità della contaminazione superficiale, direzione dei venti, condizioni climatiche; Falda: dati idrogeologici (profondità acquifero, permeabilità, direzione e velocità di flusso, fattori di attenuazione, distanza del pennacchio dal recettore finale); Suolo: caratteristiche del suolo superficiale, dimensioni del suolo interessato.

22  L’esposizione è calcolata come Dose media giornaliera (ADD, in mg/Kg/giorno) e dipende da: Analisi di rischio sanitario Sostanze non cancerogene Concentrazione del composto, Aliquota di assunzione, Durata dell’esposizione, Peso corporeo, Tempo di esposizione. Sostanze cancerogene  Si utilizza l’indice LADD: dose giornaliera media per la durata della vita (mg/Kg/giorno)  Durata media della vita anziché il tempo di esposizione

23  Per la caratterizzazione del rischio si sintetizzano i dati raccolti considerando: Analisi di rischio sanitario 4^ FASE: CARATTERIZZAZIONE E STIMA DEL RISCHIO l’effetto dell’esposizione ad un composto chimico sulla salute umana; i dati delle curve dose-risposta, la natura e l’importanza degli effetti osservati di un determinato composto; natura ed estensione dell’esposizione, gli individui e i tipi di popolazione esposti; le incertezze connesse alla stima.

24  Rischio valutato associando le stime di assunzione alle stime di tossicità della sostanza: R = E/RfD = HQ  In presenza di più sostanze sui cui effettuare la valutazione si avrà: R =  E/Rfd = THQ  Verrà considerato accettabile il caso in cui : THQ < 1 Analisi di rischio sanitario Sostanze non cancerogene

25 Analisi di rischio sanitario Sostanze cancerogene  rischio espresso come la probabilità che un individuo contragga il cancro in seguito ad una esposizione cronica alla sostanza considerata: R = E ·SF  considerando la presenza di più sostanze cancerogene: R =  E ·SF

26 Analisi di rischio sanitario  Una volta calcolato il rischio si considera: R > 10-4: rischio non tollerabile, occorre intervenire sulle sorgenti (es.: rimozione, attenuazione); sui percorsi (es.: interruzione, minimizzazione) o sui bersagli (es.:allontanamento, monitoraggio); 10-4 < R <10-6: sono necessarie specifiche valutazioni al fine di giudicare la necessità e la tipologia di interventi sul sito; R < 10-6: rischio tollerabile, non viene richiesta alcuna azione.

27 Analisi di rischio sanitario GESTIONE DEL RISCHIO  Ultimata la fase di caratterizzazione del rischio, si affronta il problema della sua gestione  Concorrono alle decisioni e alla implementazione di interventi: fattori tecnologici: disponibilità di idonee metodologie di intervento fattori socio-economici: costi associati agli interventi e importanza della diminuzione del rischio fattori legali: normative esistenti relative alla tutela della vita umana

28 Analisi di rischio sanitario  Aspetto economico molto importante  Più i processi di bonifica avanzano, più il rischio si abbassa, ma aumentano anche le risorse economiche da impiegare  Equilibrio tra costo totale e rischio totale

29 Analisi di rischio ecologico  “il processo che stima la probabilità che possano avvenire o stiano avvenendo effetti ecologici avversi, come risultato dell’esposizione ad uno o più agenti stressanti” (US-EPA 1998)  analisi di rischio può essere condotta a partire da tre situazioni: identificazione di un agente stressante identificazione di un effetto avverso identificazione di un’entità ecologica da proteggere

30 Analisi di rischio ecologico  Divisa in tre fasi: - Formulazione del problema (FP) : si stabiliscono gli obiettivi dell’analisi, viene costruito il modello concettuale e si predispone il piano di analisi su cui verrà sviluppata la fase successiva. - Fase di analisi (FA) : vengono valutati ed elaborati i dati sulle caratteristiche di esposizione degli agenti stressanti e sugli effetti ecologici potenziali, mediante la definizione di due profili: il “profilo di esposizione” e il “profilo agente stressante–effetto”. - Fase di caratterizzazione del rischio (CR) : si stima la probabilità che avvengano gli effetti ecologici avversi definiti durante la formulazione del problema, confrontando i due profili definiti nella fase di analisi. Inoltre si definisce l’incertezza di stima e le sue fonti, nonché la potenzialità ed i limiti della ERA condotta

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32 RADAR AMBIENTALE  metodo proposto e pubblicato dal professore Vaccari dell’Università di Pavia  valutazione del rischio comparativo  livelli di priorità di disinquinamento nell’attuazione dei piani di bonifica ambientale  6 parametri  Prevede: matrici per la valutazione di ogni singolo parametro schede operative utilizzabili “sul campo” dagli operatori tabella di sintesi che unifica tutte le informazioni e valutazioni emerse dall’analisi dei singoli parametri

33 RADAR AMBIENTALE  I parametri utilizzati per la valutazione del rischio sono: Presenza antropica: popolazione residente:coloro che abitano o lavorano stabilmente in edifici costruiti nella zona oggetto di indagine e coloro che fruiscono per un periodo prolungato popolazione circostante: coloro che abitano o lavorano stabilmente nell’area circostante la zona oggetto di indagine e coloro che transitano nelle immediate vicinanze della zona Vanno inoltre considerate caratteristiche geografiche, meteoclimatiche, la densità abitativa della zona, l’accessibilità della zona, eventuali recinzioni, isolamento dell’area.

34 RADAR AMBIENTALE Acque superficiali: acque che lambiscono, attraversano, entrano in contatto con la zona oggetto di indagine frequenza storica di eventuali esondazioni attenzione ad eventuali sversamenti di materiali Aria: odori molesti o esalazioni presenti venti: possono allontanare le esalazioni barriere geografiche o architettoniche: possono schermare le esalazioni volatilità, nocività e persistenza in forma aerodispersa delle sostanze potenzialmente pericolose presenti

35 RADAR AMBIENTALE Si distinguono in terreni scarsamente permeabili e scarsamente impermeabili I contaminanti comunemente considerati sono: melme acide, residui catramosi, metalli pesanti, pesticidi, idrocarburi Rischio deve essere valutato in rapporto alle caratteristiche litologiche della zona Terreni: Falda: Falda superficiale: importante individuare la direzione di scorrimento della falda e le caratteristiche litologiche del sito per individuare la vulnerabilità della falda Falde profonde: falde idrogeologicamente separate da quella superficiale. È importante verificare l’effettiva separazione dalla falda superficiale

36 RADAR AMBIENTALE Condizioni strutturali o di contenimento: valutare lo stato di conservazione di tutte le strutture fisse o mobili, interrate o superficiali, di qualunque dimensione, che con il loro cedimento possano direttamente o indirettamente provocare lo sversamento di sostanze potenzialmente dannose sostanze reattive che possono sprigionare vapori dannosi o generare reazioni esotermiche e principi di incendio Ad ognuno dei sei parametri viene assegnato un valore da 1 a 5 che rappresentano: – 1: rischio nullo – 2: rischio basso – 3: rischio medio – 4: rischio alto – 5: rischio molto alto

37 RADAR AMBIENTALE Se non è possibile attribuire un punteggio viene assegnato il valore più alto, cinque, accompagnato da un asterisco per evidenziare l’impossibilità di valutare il rischio per quel parametro. Il rischio r è dato da: r = p x m dove m: magnitudine dell’eventuale evento inquinante, p: probabilità che questo si verifichi Una volta assegnato il rischio ad ogni singolo parametro si individua su ognuno dei sei bracci il punto corrispondente alla valutazione attribuita, la parte più interna ha valore 1 mentre quello più esterna ha valore 5. Dopo aver individuato i punti, questi vengono uniti e la grandezza dell’area così trovata corrisponde al rischio.

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