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Siti contaminati: l’analisi di rischio sanitario ambientale

Modelli di analisi del rischio sanitario ambientale, procedure di calcolo e stima, applicazione sul tema dei siti contaminati: un approfondimento dal libro “Manuale Ambiente 2017”, fondamentale per il professionista ambientale

Industrial pipe discharging liquid waste
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Nelle scorse settimane Wolters Kluwer ha pubblicato l’edizione 2017 del Manuale ambiente 2017, lo storico volume di riferimento per gli operatori del settore ambientale, ingegneri, professionisti ambientali, enti certificatori, tecnici in generale e non.
Firmato da una dozzina di esperti e autori di spicco, il volume nelle sue oltre 1.200 pagine contiene molti esempi applicativi, schede di riepilogo, tabelle e check list direttamente applicabili. Di seguito riportiamo un estratto del capitolo dedicato a “Inquinamento del suolo” e curato da Patrizia Cinquina, chimico industriale, esperta di legislazione ambientale e collaboratrice di Ingegneri.info.
Clicca il box di seguito per acquistare il volume. A seguire, l’estratto di Patrizia Cinquina

Analisi di rischio sanitario ambientale
Il punto di partenza per l’applicazione dell’analisi di rischio è lo sviluppo del Modello Concettuale del Sito (MCS), basato sull’individuazione e parametrizzazione dei 3 elementi principali:
– la sorgente di contaminazione,
– i percorsi di migrazione degli inquinanti attraverso le matrici ambientali,
– i bersagli o recettori della contaminazione nel sito o nel suo intorno.
Si può determinare un rischio per la salute umana unicamente nel caso in cui in un dato sito i 3 elementi siano presenti e collegati tra loro.
Il calcolo del rischio così come codificato dalla National Academy of Science (NAS, 1983) segue quattro fasi.
Il rischio stimato viene confrontato con i criteri di accettabilità definiti dalla normativa. L’analisi di rischio può essere applicata come sopra descritto in modo diretto (forward) stimando il rischio associato allo stato di contaminazione rilevato nel sito; oppure in modo inverso (backward), a partire dai criteri di accettabilità del rischio, per la determinazione dei livelli di contaminazione accettabili e degli obiettivi di bonifica per il sito in esame.
Di seguito viene riportata una breve trattazione dell’analisi di rischio sanitario-ambientale. L’analisi di rischio sanitario-ambientale è uno strumento di supporto per la gestione della bonifica dei siti contaminati. L’analisi permette di valutare, in via quantitativa, i rischi per la salute umana connessi alla presenza di inquinanti nelle matrici ambientali (aria, acqua, suolo).

Fasi dell’analisi di rischio

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Il rischio calcolato è sostanzialmente il risultato della combinazione tra la tossicità (T) dell’inquinante specifico e l’esposizione (E).
Da un punto di vista operativo, l’analisi di rischio è un complesso di modelli analitici ed algoritmi, applicati alle matrici naturali, allo scopo di determinare in maniera deterministica eventuali scenari futuri.
Tutte le procedure e gli algoritmi presi in considerazione sono riferiti a standard internazionalmente riconosciuti.
L’analisi di rischio si basa sul processo.

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La precisa definizione di quest’ultimo, detto “modello concettuale del sito”, è indispensabile per procedere a qualsiasi valutazione successiva.
Creare il modello concettuale di un sito contaminato consiste sostanzialmente nel parametrizzare tutte le variabili che lo compongono.
L’analisi di rischio, di Livello 2, è costituita da modelli analitici e non numerici, il che comporta un notevole coefficiente di semplificazione del sistema ambientale che la riguarda. Questo largo margine di semplificazione deve ovviamente essere supportato da un sufficiente livello di cautelatività per evitare di incorrere in rischi sottostimati.
Il modello concettuale del sito è basato sull’individuazione e parametrizzazione matematica dei 3 elementi principali:
– la sorgente di contaminazione;
– i percorsi di migrazione degli inquinanti attraverso le matrici ambientali (falda, catena alimentare ecc.);
– i bersagli o recettori della contaminazione nel sito o nel suo intorno.
Esiste un rischio per la salute umana unicamente nel caso in cui i tre elementi siano presenti e collegati.

Criteri generali per l’analisi di rischio sanitario ambientale
Nell’Allegato I al Titolo V Parte IV del D.Lgs. n. 152/2006, vengono definiti gli elementi necessari per la redazione dell’analisi di rischio sanitario ambientale sito- specifica, da utilizzarsi per la definizione degli obiettivi di bonifica.
L’analisi di rischio si può applicare prima, durante e dopo le operazioni di bonifica o messa in sicurezza. L’articolato normativo al Titolo V Parte IV del D.Lgs. 152/2006 fa riferimento a due criteri-soglia di intervento: il primo, concentrazione soglia di contaminazione (CSC), da considerarsi valore di attenzione, superato il quale occorre svolgere una caratterizzazione ed il secondo, concentrazione soglia di rischio (CSR), che identifica i livelli di contaminazione residua accettabili, calcolati mediante analisi di rischio, sui quali impostare gli interventi di messa in sicurezza e/o di bonifica. L’Allegato I al Titolo V Parte IV del D.Lgs. n. 152/2006 definisce i criteri minimi da applicare nella procedura di analisi di rischio inversa che verrà utilizzata per il calcolo delle CSR, cioè per definire in modo rigoroso e cautelativo per l’ambiente gli obiettivi di bonifica aderenti alla realtà del sito, che rispettino i criteri di accettabilità del rischio cancerogeno e dell’indice di rischio assunti nei punti di conformità prescelti.

Concetti e principi base
Nell’applicazione dell’analisi di rischio dei siti contaminati ed ai fini di una interpretazione corretta dei risultati finali occorre tenere conto dei seguenti concetti:
• la grandezza rischio, in tutte le sue diverse accezioni, ha costantemente al suo interno componenti probabilistiche. Nella sua applicazione per definire gli obiettivi di risanamento è importante sottolineare che la probabilità non è legata all’evento di contaminazione (già avvenuto), quanto alla natura probabilistica degli effetti nocivi che la contaminazione, o meglio l’esposizione ad un certo contaminante, può avere sui ricettori finali;
• ai fini di una piena accettazione dei risultati dovrà essere posta una particolare cura nella scelta dei parametri da utilizzare nei calcoli, scelta che dovrà rispondere sia a criteri di conservatività, il principio della cautela è intrinseco alla procedura di analisi di rischio, che a quelli di sito-specificità ricavabili dalle indagini di caratterizzazione svolte;
• l’individuazione e l’analisi dei potenziali percorsi di esposizione e dei bersagli e la definizione degli obiettivi di bonifica, in coerenza con gli orientamenti strategici più recenti, devono tenere presente la destinazione d’uso del sito prevista dagli strumenti.

Componenti dell’analisi di rischio da parametrizzare
Sulla base della struttura del processo decisionale di “analisi di rischio”, indipendentemente dal tipo di metodologia impiegata, dovranno essere parametrizzate le seguenti componenti:
– contaminanti indice;
– sorgenti;
– vie e modalità di esposizione;
– ricettori finali.

Contaminanti indice
Particolare attenzione dovrà essere posta nella scelta delle sostanze di interesse (contaminanti indice) da sottoporre ai calcoli di analisi di rischio. La scelta dei contaminanti indice, desunti dai risultati della caratterizzazione, deve tener conto dei seguenti fattori:
– superamento della o delle CSC, ovvero dei valori di fondo naturali;
– livelli di tossicità;
– grado di mobilità e persistenza nelle varie matrici ambientali;
– correlabilità ad attività svolta nel sito;
– frequenza dei valori superiori al CSC.

Sorgenti
Le indagini di caratterizzazione dovranno portare alla valutazione della geometria della sorgente: tale valutazione dovrà necessariamente tenere conto delle dimensioni globali del sito, in modo da procedere, eventualmente, ad una suddivisione in aree omogenee sia per le caratteristiche idrogeologiche che per la presenza di sostanze contaminanti, da sottoporre individualmente ai calcoli di analisi di rischio. In generale l’esecuzione dell’analisi di rischio richiede l’individuazione di valori di concentrazione dei contaminanti rappresentativi in corrispondenza di ogni sorgente di contaminazione (suolo superficiale, suolo profondo, falda) secondo modalità e criteri che si diversificano in funzione del grado di approssimazione richiesto.
Tale valore verrà confrontato con quello ricavato dai calcoli di analisi di rischio, per poter definire gli interventi necessari. Salvo che per le contaminazioni puntuali (hot- spots), che verranno trattate in modo puntuale, tali concentrazioni dovranno essere di norma stabilite su basi statistiche (media aritmetica, media geometrica, UCL 95% del valore medio).

Le vie e le modalità di esposizione
Le vie di esposizione sono quelle mediante le quali il potenziale bersaglio entra in contatto con le sostanze inquinanti. Si ha una esposizione diretta se la via di esposizione coincide con la sorgente di contaminazione; si ha una esposizione indiretta nel caso in cui il contatto del recettore con la sostanza inquinante avviene a seguito della migrazione dello stesso e quindi avviene ad una certa distanza dalla sorgente. Le vie di esposizione per le quali occorre definire i parametri da introdurre nei calcoli sono le seguenti:
– suolo superficiale (compreso fra piano campagna e 1 metro di profondità);
– suolo profondo (compreso fra la base del precedente e la massima profondità 
indagata);
– aria outdoor (porzione di ambiente aperto, aeriforme, dove si possono avere 
evaporazioni di sostanze inquinanti provenienti dai livelli più superficiali);
– aria indoor (porzione di ambiente aeriforme confinata in ambienti chiusi);
– acqua sotterranea (falda superficiale e/o profonda).
Le modalità di esposizione attraverso le quali può avvenire il contatto tra l’inquinante e il bersaglio variano in funzione delle vie di esposizione sopra riportate e sono distinguibili in:
– ingestione di acqua potabile;
– ingestione di suolo;
– contatto dermico;
– inalazione di vapori e particolato.

I recettori o bersagli della contaminazione
Sono i recettori umani, identificabili in residenti e/o lavoratori presenti nel sito (on-site) o persone che vivono al di fuori del sito (off-site).
Di fondamentale importanza è la scelta del punto di conformità (soprattutto quello per le acque sotterranee) e del livello di rischio accettabile sia per le sostanze cancerogene che non-cancerogene.

Punto di conformità per le acque sotterranee
Il punto di conformità per le acque sotterranee rappresenta il punto a valle idrogeologico della sorgente al quale deve essere garantito il ripristino dello stato originale (ecologico, chimico e/o quantitativo) del corpo idrico sotterraneo, onde consentire tutti i suoi usi potenziali. Pertanto, in attuazione del principio generale di precauzione, il punto di conformità deve essere di norma fissato non oltre i confini del sito contaminato oggetto di bonifica e la relativa CSR per ciascun contaminante deve essere fissata equivalente alle CSC di cui all’Allegato 5 della Parte IV del D.Lgs. n. 152/2006.

Leggi anche: Sistemi di gestione ambientale (SGA): prescrizioni legali e check list da scaricare

Criteri di accettabilità del rischio cancerogeno e dell’indice di rischio
Si propone 1 × 10-6 come valore di rischio incrementale accettabile per la singola sostanza cancerogena e 1 × 10-5 come valore di rischio incrementale accettabile cumulato per tutte le sostanze cancerogene, mentre per le sostanze non cancerogene si applica il criterio universalmente accettato del non superamento della dose tollerabile o accettabile (ADI o TDI) definita per la sostanza (Hazard Index complessivo 1).

Procedure di calcolo e stima del rischio
Le procedure di calcolo finalizzate alla caratterizzazione quantitativa del rischio, data l’importanza della definizione dei livelli di bonifica (CSR), dovranno essere condotte mediante l’utilizzo di metodologie quale ad esempio ASTM PS 104, di comprovata validità sia dal punto di vista delle basi scientifiche che supportano gli algoritmi di calcolo, che della riproducibilità dei risultati.

Procedura di validazione
Al fine di consentire la validazione dei risultati ottenuti da parte degli enti di controllo è necessario avere la piena rintracciabilità dei dati di input con relative fonti e dei criteri utilizzati per i calcoli.
Gli elementi più importanti sono di seguito riportati:
– criteri di scelta dei contaminanti indice;
– modello concettuale del sito alla luce dei risultati delle indagini di caratterizzazione 
con percorsi di esposizione e punti di conformità;
– procedure di calcolo utilizzate;
– fonti utilizzate per la determinazione dei parametri di input degli algoritmi di calcolo 
e della riproducibilità dei risultati.

L’analisi di rischio per i siti contaminati
L’utilizzo dell’analisi del rischio come strumento di supporto alle decisioni nella gestione dei siti contaminati ha subito negli ultimi anni un notevole incremento. L’APAT (Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e per i Servizi Tecnici), l’odierna ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale) ha standardizzato gli approcci utilizzati a livello nazionale ed internazionale per la valutazione del rischio sanitario-ambientale associati alla contaminazione delle matrici ambientali nel manuale “Criteri metodologici per l’applicazione dell’analisi assoluta di rischio ai siti contaminati” (revisione 2) a seguito dell’emanazione del D.Lgs. n. 152/2006. 
Le indicazioni tecniche per l’applicazione dell’analisi di rischio di Livello 2 (qui ampiamente trattate), così come definito dalla procedura RBCA (Risk Based Corrective Action) descritta negli standard ASTM E-1739-95, PS-104-98 E 2081-00, sia in modalità diretta (forward), ovvero per il calcolo del rischio per l’uomo associato alla presenza di contaminanti nelle matrici ambientali, sia in modalità inversa (backward), ovvero per il calcolo degli obiettivi di bonifica sito-specifici. Il Livello 2 è una valutazione sito- specifica: infatti, l’analisi di rischio viene applicata in modalità inversa, utilizzando un set di parametri sito-specifici, che consentono di determinare i cosiddetti SSTL (Site Specific Target Levels), cioè i valori di concentrazione obiettivo specifici per il sito in esame. Tale livello di analisi prevede che i soggetti ricettori possano trovarsi in corrispondenza della sorgente (on-site) o ad una certa distanza dalla sorgente di contaminazione stessa (off-site). In quest’ultimo caso, la stima della concentrazione dei contaminanti al punto di esposizione viene effettuata mediante modelli di trasporto analitici semplificati.

Nel capitolo integrale del Manuale Ambiente 2017 vengono approfonditi anche i seguenti temi.
– La valutazione del rischio
– Costruzione del Modello Concettuale del Sito
– Sorgente di contaminazione
– Selezione degli inquinanti indicatori
– Raggruppamento delle specie chimiche in classi
– Procedura per l’identificazione degli inquinanti indicatori
– Calcolo del rischio e degli obiettivi di bonifica sito-specifici

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