TRM Trattamento Rifiuti Metropolitani - Sezione Ambiente salute e sicurezza

È soprattutto attraverso il cibo che l'uomo viene contaminato dalle policlorodibenzodiossine (PCDD) e dai policlorodibenzofurani (PCDF): circa il 90% dell'assunzione giornaliera totale, infatti, è da imputare a questi composti. La diossina può entrare negli alimenti attraverso vie diverse. La contaminazione ambientale avviene principalmente per trasporto aereo e deposito delle emissioni provenienti da molte fonti (incenerimento dei rifiuti, industrie chimiche, traffico veicolare ecc.).

L'uso e la distruzione delle sostanze chimiche sono la causa della contaminazione localizzata ad alto livello. Il suolo è il luogo di deposito naturale delle diossine. Oltre alla via atmosferica, il suolo si può contaminare per l'eliminazione in discarica in forma non controllata, le fuoriuscite e le successive diffusioni. Il suolo assorbe sia direttamente che indirettamente attraverso la polvere che si deposita nei vegetali e negli animali al pascolo sia domestici che selvatici. Il trasporto con l'aria ed il deposito di diossine e "PCBs diossina-simili" sono la principale via di contaminazione delle parti arboree, dei pascoli e dei seminativi. Le foglie dei vegetali vengono ingerite direttamente dagli animali al pascolo, oppure raccolte e conservate e date da mangiare secche (fieno) od insilate agli animali. La diffusione di molecole di contaminanti sulla vegetazione, può determinare l'aumento dell'esposizione degli animali allevati.

Le diossine e i "PCBs diossino-simili" sono molecole scarsamente idrosolubili, ma trovano nell'acqua un'ottima via di diffusione una volta adsorbite sulle particelle minerali ed organiche che si trovano in sospensione su di essa. Le diossine rilasciate in aria, vengono trasportate nelle superfici oceaniche o marine e finiscono per concentrarsi lungo la catena alimentare acquatica. Dagli studi condotti finora si è visto che le diossine tendono a concentrarsi maggiormente nei grassi dei bovini da carne e da latte, dei polli, dei maiali e dei pesci. A parità di esposizione, più lunga è la vita dell'animale, più alto è l'accumulo di diossina nel tessuto adiposo.

I bambini sono suscettibili all'effetto di PCB (policlorobifenili) e diossine, soprattutto nella fase prenatale e dello sviluppo. Gli embrioni, infatti, sono particolarmente sensibili agli effetti delle sostanze inquinanti che ne minacciano le capacità di apprendimento e di sviluppo neurologico. I bambini, purtroppo, sono maggiormente esposti a diossine e PCB rispetto agli adulti, in quanto ne assumono sia nei primissimi stadi di vita, attraverso la placenta, sia durante l'allattamento e anche nei primi anni di età attraverso la dieta giornaliera. Risulta quindi opportuno, all'interno del protocollo elaborato per la regolamentazione dei POP (Persistant Organic Pollutants), considerare con maggiore attenzione le conseguenze prodotte sui bambini. La diossina può entrare negli alimenti attraverso vie diverse.

Il controllo delle emissioni di diossina e altri inquinanti che si originano per combustione sta facendo passi da gigante. I ricercatori olandesi e svedesi hanno preso in considerazione un inceneritore di rifiuti e ne hanno controllato la formazione di diossine applicando poi una tecnica innovativa per la loro distruzione. Questa tecnica si basa sull'utilizzo del catalizzatore DeNOx a bassa temperatura. I risultati sono incoraggianti: la distruzione delle diossine può giungere a un'approssimazione massima pari al 98 per cento.

Il termine "diossine" si riferisce ad un gruppo di 210 composti chimici aromatici policlorurati divisi in due famiglie e simili per struttura formati da carbonio, idrogeno, ossigeno e cloro detti congeneri. Di questi, 75 congeneri hanno struttura chimica simile a quella della policlorodibenzo-diossina (PCDD) e 135 hanno struttura simile al policlorodibenzo-furano (PCDF); 17 di questi congeneri, sono considerati tossicologicamente rilevanti. Sono sostanze inodori, termostabili, insolubili in acqua e fortemente liposolubili. Si legano al particolato (sedimento) e alla frazione organica ambientale. Non sono biodegradabili quindi persistono e bio-accumulano nella catena alimentare concentrandosi nei grassi dell'uomo e degli animali.

La TCDD (tetracloro-para-bibenzo-diossina) è tristemente conosciuta come "agent orange" ed utilizzata come defogliante nella guerra del Vietnam e nota per la contaminazione di Seveso negli anni '70; recentemente è tornata a far parlare di sé per la contaminazione di alimenti di origine animale in Belgio. Allo stato cristallino è una sostanza solida inodore, di colore bianco, con punto di fusione di 307°C, termostabile fino a 800°C, liposolubile e resistente ad acidi ed alcali. È chimicamente degradabile in pochi giorni dalla radiazione solare ultravioletta in presenza di donatori di ioni idrogeno (ad esempio a contatto con il fogliame verde delle piante). Se viene dilavata nel terreno, si lega al materiale organico presente e viene degradata molto lentamente, nell'arco di parecchi mesi o anni (Abelson,1983).

Sono stati condotti studi su popolazioni esposte ad alte dosi e si è visto che anche dopo decenni il tasso il livello nel sangue dei soggetti contaminati è parecchie volte superiore a quello delle persone non esposte. Nel 1997 l'International Agengy for Research on Cancer (IARC) l'ha classificata come cancerogena inserendola nel Gruppo 1. Molti altri POPs, contemplati nell'accordo di Stoccolma, presentano caratteristiche chimico-fisiche simili a quelle delle diossine che permettono la correlazione della tossicità a quella della TCDD.

Col termine epidemiologia si intende lo studio della frequenza, distribuzione e dei determinanti (cause) di salute/malattia in un insieme di individui che hanno uno o più caratteri in comune (es. sono presenti nella stessa area geografica, oppure hanno la stessa età, oppure vengono alimentati con la stessa razione ecc.). Gli studi epidemiologici cercano di stabilire l'incidenza e la prevalenza di effetti sulla salute che possono essere correlati con alcune sostanze
Si studiano le conseguenze immediate e a lungo termine sull'ambiente e sulla popolazione locale, che è esposta a determinate condizioni. Esistono studi sufficientemente approfonditi sugli effetti delle diossine.

La diossina nell'organismo viene metabolizzata dal fegato ed eliminata attraverso le urine e i cataboliti della pelle. In un rapporto diffuso nel 1994 l'EPA americana ha dichiarato la diossina una grave minaccia alla salute pubblica, potenzialmente capace di causare cancro, squilibri ormonali, danni al sistema riproduttivo e malformazioni congenite. Lo studio più completo sugli effetti della diossina è stato compiuto in seguito al noto incidente di Seveso del 1976.

I processi industriali sono certamente i maggiori produttori di dibenzo-p-diossine e dibenzofurani policlorinati, sostanze che vengono rilasciate quali prodotti secondari durante la combustione.
Anche la combustione domestica (il camino, per esempio) influisce, sia pur in maniera minima, sull'immissione di tali sostanze nell'ambiente: infatti, i risultati delle analisi hanno dimostrato che in alcune zone rurali, dove non sono presenti industrie chimiche o impianti, le elevate concentrazioni di PCDD e PCDF erano dovute a fonti domestiche. La prova dell'azione di queste ultime sulle emissioni di inquinanti è stata data dal fatto che la concentrazione aumentava nei mesi invernali.

Le diossine sono sottoprodotti dei processi di combustione ed in passato sono state presenti come elementi di sintesi non desiderati nella produzione di DDT (insetticida), 2,4 D (diserbante), 2,4,5 T (defoliante), 2,4,5 TCP (conservante per legno), esaclorofene (disinfettante), PVC (materiale plastico) e di altri composti ancora.

Ognuno di questi composti aromatici ha come nucleo una struttura di tre anelli (due anelli di benzene uniti da due atomi di ossigeno) e otto idrogeni che possono essere sostituiti totalmente o parzialmente da cloro, bromo o altri gruppi. La sostituzione di atomi di idrogeno sugli anelli con atomi di cloro produce numerose diossine clorurate, tra cui la famosa 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina, normalmente abbreviata con la sigla TCDD.
Le fonti di emissione più importanti di questi inquinanti sono la combustione incompleta di idrocarburi clorati nell'incenerimento di rifiuti, o la generazione di sottoprodotti nella produzioni di determinati pesticidi o nella sintesi di clorofenoli.

Per quanto riguarda la combustione dei rifiuti, le diossine sono prodotte quando il processo di combustione dei materiali contenenti cloro avviene in difetto di ossigeno, a temperature inferiori a 800°C e preferibilmente in presenza di tracce di metalli come il rame. Negli impianti di incenerimento sono tuttavia obbligatori, già da parecchio tempo, accorgimenti tecnici che garantiscano la permanenza dei fumi di combustione ad una temperatura non inferiore a 850°C per un tempo sufficientemente lungo da garantire la completa distruzione di tutti i prodotti di combustione incompleta, tra cui appunto le diossine.
Di particolare interesse risultano inoltre i meccanismi di riformazione delle diossine nelle sezioni "fredde" degli impianti di incenerimento (caldaia, sistemi di depolverazione). Tali meccanismi possono essere minimizzati mediante una serie di accorgimenti tecnici, e comunque le diossine prodotte vengono rimosse mediante sistemi di adsorbimento o ossidazione catalitica, fino al rispetto dei più restrittivi limiti di legge.

Salute, in lingua inglese "health", la tutela della salute è l'obiettivo fondamentale in ogni processo in cui si possa verificare l'emissione di una sostanza inquinante particolarmente pericolosa, quali le diossine.

Il numero di inventari delle emissioni è attualmente molto limitato e anche quelli esistenti prendono in considerazione solamente le emissioni di PCDD e PCDF nell'atmosfera. Alcuni addirittura non presentano neppure dei fattori di emissione chiaramente determinati, come la combustione di rifiuti in discariche aperte.
La gran parte dei dati disponibili proviene dall'Europa occidentale e dal Nordamerica. In Asia esiste un unico inventario (in Giappone) e una stima delle emissioni da inceneritori nella Corea del Sud. Nell'emisfero meridionale, solamente l'Australia possiede una stima delle emissioni basata su dati scientifici. Africa, America centrale e meridionale non hanno alcun tipo di dato in proposito. Il genere di inventario più diffuso riguarda gli inceneritori di rifiuti.

Le Nazioni Unite hanno elaborato un Protocollo che stabilisce regole per controllare, ridurre e distruggere diossine e furani. Prevede obblighi di base e una serie di indicazioni su requisiti specifici. Queste le principali misure preventive: sostituzione dei materiali per i quali esista un legame diretto con le emissioni di POP; miglioramento delle pratiche ambientali, programmi preventivi di mantenimento, cambiamenti di processo quali i sistemi chiusi (per esempio l'uso di elettrodi inerti nell'elettrolisi); modificazione dei processi in modo da assicurare una completa combustione e così prevenire l'emissione di inquinanti organici; metodi per la pulizia gassosa quali l'incenerimento o l'ossidazione catalitica; infine, trattamento di residui, rifiuti e fanghi attraverso, per esempio, trattamento termico.

I microinquinanti sono composti tossici anche in concentrazioni molto basse come i metalli pesanti, i composti clorurati, diossine, furani, idrocarburi aromatici e composti contenenti carbonio organico e sono tra le principali sostanze inquinanti presenti nei fumi degli inceneritori di Rifiuti Solidi Urbani.
L'imposizione di limiti molto severi per le concentrazioni di alcuni microinquinanti (diossine e furani), aromatici ed il mercurio, di difficile abbattimento con i metodi tradizionali, hanno favorito, negli ultimi anni, lo sviluppo di operazioni finali di "finitura" nella sezione di trattamento dei fumi realizzate mediante l'impiego di carboni attivi. Questi sono materiali adsorbenti estremamente efficaci rispetto ad una notevole varietà di composti per l'elevatissima superficie specifica di contatto, dovuta alla loro porosità. I carboni attivi sono comunemente usati per la purificazione di correnti gassose o liquide da inquinanti in tracce.

Negli impianti di incenerimento di RSU l'uso dei carboni attivi è stato sviluppato, in alcuni paesi europei e negli Stati Uniti, sulla base di due diverse tecniche.
Una prevede la loro emissione nel reattore di abbattimento dei gas acidi assieme al sorbente basico nel cosiddetto metodo secco.
L'altra prevede l'installazione di un ulteriore apparecchiatura (colonna a letto fisso) contenente il carbone attivo, che viene attraversata dai fumi prima del loro scarico all'atmosfera.
È documentato nella letteratura scientifica che con tali metodiche è possibile ottenere, nei periodi di funzionamento a regime, concentrazioni di microinquinanti nelle emissioni gassose prodotte dagli inceneritori estremamente basse, inferiori anche ai limiti più severi imposti dalle diverse normative.

Le diossine sono estremamente tossiche, anche a basse concentrazioni e si misurano in nanogrammi o ng cioè in miliardesimi di grammo (0,000000001 o 10-9 g). La loro tossicità desta preoccupazione nonostante i livelli di emissione siano dell'ordine dei picogrammi o pg (10-12 g) per Nm3 (metri cubi normalizzati), contrapposto con i livelli più grandi dei microgrammi o mg (10-6 g) per Nm3 per le altre sostanze inquinanti dell'aria.

La normativa relativa alle emissioni in atmosfera fa così riferimento ad un valore di tossicità equivalente, che "pesa" la concentrazione delle varie specie di sostanze organoalogenate presenti, rapportandola a quella dei composti più pericolosi. Ciascun congenere delle diossine o dei PCB diossina-simili presenta un diverso livello di tossicità. Per poter sommare la tossicità dei diversi congeneri ed agevolare la valutazione del rischio ed il controllo legislativo, è stato introdotto il concetto di fattori di tossicità equivalente ("TEF ") che riferisce la tossicità delle varie diossine alla 2,3,7,8-TCDD (il cui TEF è appunto unitario) (NATO/CCMS ovvero Commitee on Challenges to Modern Society, 1988).
Ciò significa che i risultati analitici relativi a tutti e 17 i singoli congeneri della diossina e ai 12 congeneri dei PCB diossina-simili, sono espressi nei termini di un'unica unità quantificabile: "concentrazione di tossicità equivalente di TCDD "("TEQ ").

i composti organoclorurati anche detti diossine sono costituiti dalle policlorodibenzodiossine (PCDD), di cui fanno parte 75 cogeneri di composti, e dai policlorodibenzofurani (PCDF), costituiti da 135 cogeneri.
Dato il gran numero di isomeri e cogeneri che possono ritrovarsi all'interno di matrici ambientali ed essendo ormai assodato che i composti più tossici sono quelli aventi da quattro a otto atomi di cloro e in particolare quelli che hanno gli atomi di cloro presenti nelle posizioni 2,3,7 e 8, si comparano tra loro "miscele" diverse di PCDD e PCDF utilizzando i fattori di tossicità definiti da un apposito Comitato in sede Nato. Vedi anche Nanogrammi.

I POP sono gli inquinanti organici persistenti. Si tratta di composti di natura organica o antropogenica che oppongono una certa resistenza alla degradazione fotolitica, chimica e biologica. Sono caratterizzati da una scarsa solubilità in acqua e da un'elevata solubilità lipidica: il che significa bioaccumulazione nei tessuti grassi degli organismi viventi.
I POP vengono trasportati nell'ambiente in basse concentrazioni dal movimento di acque dolci e marine e sono semivolatili, essendo in grado di spostarsi per lunghi tratti nell'atmosfera. Questo movimento dà origine alla diffusione su vasta scala sul territorio e raggiunge regioni nelle quali i POP non sono mai stati prodotti.

L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), nel 1998 ha stabilito il valore di Dose Giornaliera Tollerabile (TDI) per le diossine che è precisamente di 1÷4 picogrammi (pg): per un uomo di 70 kg la massima assunzione giornaliera è pari a 70-280 pg/g. Il TDI rappresenta una dose media giornaliera, sotto cui i danni sono considerati improbabili.
L'abbassamento di tale soglia è stato fortemente sollecitato dall'EPA (Ente americano per l'ambiente) che ha definito la Dose Giornaliera Accettabile (ADI) pari a 0,006 pg per ogni chilo di peso corporeo. Non esiste un valore soglia di diossine negli alimenti in quanto queste si trovano soprattutto nella componente grassa di origine animale.

Il rischio industriale è connesso ad eventi incidentali che possono dare luogo ad un incendio, un'esplosione o un'emissione di sostanze tossiche e che comportano un pericolo per le persone o per l'ambiente. Gli strumenti di pianificazione territoriale e urbanistica individuano le aree a rischio, dove la trasformabilità dei suoli e la realizzazione di nuovi insediamenti e infrastrutture è tanto più limitata quanto più elevati sono l'entità dell'incidente e la probabilità che esso si verifichi.
La Comunità Europea emanò nel 1982 la prima direttiva "Seveso", il cui nome ricorda il grave incidente avvenuto in Lombardia nel luglio 1976. La direttiva che contiene "Disposizioni in materia di pericoli e incidenti rilevanti connessi con determinate sostanze pericolose" venne recepita in Italia con il DPR 175/88.

Veniva così introdotto l'obbligo di svolgere specifiche analisi di rischio per tutte le attività produttive che comportavano l'utilizzo di rilevanti quantità di sostanze pericolose. Dopo otto anni di applicazione a livello europeo, la Comunità ha emanato nel 1996 una nuova direttiva (96/82/CE, "Seveso 2"), recepita in Italia con il decreto legislativo 334/99. La normativa, oltre a ridefinire le caratteristiche degli stabilimenti "a rischio di incidente rilevante", gli obblighi dei gestori degli stabilimenti e le procedure di valutazione e controllo da parte delle autorità competenti, introduce l'obbligo di verificare le compatibilità tra i fattori di rischio industriale e le dinamiche dell'urbanizzazione, nell'ambito degli strumenti di pianificazione territoriale e urbanistica.

La ricerca ha definitivamente dimostrato l'influenza della 2,3,7,8-TCDD sulla modificazione della sex ratio, cioè del rapporto di nascita maschi-femmine, nei nati negli anni 1977-1984 a Seveso. In questo periodo, infatti, sono nate più femmine rispetto ai maschi. La diossina nel corpo umano può alterare il sistema endocrino da parte di pesticidi, PCB e fenoli. Tali "deregolatori" endocrini sono sostanze chimiche che influenzano le modalità con le quali gli ormoni controllano lo sviluppo, la crescita, il metabolismo e il normale funzionamento di organi e apparati.

Tra questi, la modificazione della sex ratio è molto potente e la diossina ha dimostrato di poterlo attuare: i dati confermano un eccesso di femmine con sex ratio pari a 0,54, cioè circa la metà di quanto normalmente previsto. Ciò significa che genitori mediamente esposti a TCDD hanno generato in prevalenza femmine. Non solo, ma genitori pesantemente esposti a diossina all'epoca dell'incidente hanno generato solamente femmine.

È un pesticida della famiglia dei composti policlorurati, con centinaia di componenti, particolarmente usato in passato contro i parassiti della soia e del mais. Ne sono state prodotte 1,3 milioni di tonnellate, cioè una quantità superiore a quella del DDT. Per le sue proprietà tossiche fu messo al bando dal 1986 prima negli Stati Uniti e poi in molte altre nazioni industrializzate, Italia compresa (ma non in tutto il mondo), in quanto è stata accertata la sua capacità di provocare tumori e gravi danni all'organismo umano.

Molte sostanze chimiche, tra le quali le diossine, vengono degradate piuttosto velocemente dai raggi UV. Questo tipo di luce produce molta energia e può distruggere tutti i tipi di molecole. Più forte è il legame chimico, maggiore deve essere l'energia dei raggi UV necessaria a scindere la molecola. Questa è la ragione per cui i CFC, i quali presentano dei legami piuttosto saldi, sono molto persistenti al livello della superficie terrestre e liberano gli atomi di cloro solo ad un livello più elevato, nella stratosfera, dove incontrano i raggi UV più forti: sono gli atomi di cloro a distruggere l'ozono presente in quello strato dell'atmosfera.
Si hanno anche altre reazioni chimiche, le quali portano alla scomposizione finale in elementi di base come ad esempio acqua, acido cloridrico e anidride carbonica, che avvengono quando le molecole volatili reagiscono con l'ossigeno o l'ozono presenti nell'atmosfera.
Si può affermare in via generale che maggiore è il grado di clorurazione, più resistente è la sostanza alla distruzione da parte di questi agenti. Gli HCFC, ad esempio, che contengono idrogeno, hanno un potenziale effetto di assottigliamento dello strato di ozono di gran lunga inferiore, perché vengono scissi più rapidamente, rispetto ai CFC.
Intendendo per emivita l'intervallo di tempo che trascorre prima che metà della sostanza venga eliminata, per degradazione fotolitica della diossina l'emivita è di 12 giorni.

È lo strumento di politica ambientale finalizzato alla pianificazione del territorio e alla riduzione preventiva degli impatti sull'ambiente connessi alla realizzazione di un'opera. Compito delle pubbliche autorità è il monitoraggio con particolare frequenza e incisività delle attività di queste imprese ad elevatissimo rischio ambientale.
L' A.R.P.A. Piemonte con il Progetto "microinquinanti e diossine" monitora e valuta l'impatto ambientale conseguente all'emissione dei microinquinanti. Lo scopo del progetto è la realizzazione di controlli per la verifica dei microinquinanti in emissione su impianti di incenerimento di rifiuti con o senza recupero energetico.

Detto progetto è stato realizzato in applicazione delle norme vigenti in materia (D.M. 124/00 e D.M. 503/97), mediante il controllo dei microinquinanti alle emissioni dei sistemi di incenerimento dei rifiuti e delle emissioni degli impianti dove viene realizzato il recupero energetico dai rifiuti (applicativo Ronchi). Nel progetto oltre al controllo alle emissioni dei microinquinanti organici (Policlorodibenzodiossine, Policlorodibenzofurani, Idrocarburi policiclici aromatici e Policlorobifenili), sono state verificate tecnicamente le modalità di gestione e le strutture impiantistiche dei sistemi di incenerimento dei rifiuti pericolosi e non pericolosi. Il controllo tecnico è stato altresì esercitato su alcuni impianti, sulla verifica delle tarature dei sistemi di analisi in continuo degli inquinanti a camino, come previsto dalle disposizioni della norma e dagli atti autorizzativi della Provincia.

Nel 1968 nelle zone di Fukuoka e Nagasaki, nel Giappone occidentale, si è verificata un'intossicazione da cibo che ha provocato 1860 vittime: la malattia dell'olio, chiamata in giapponese Yusho, è stata causata dall'ingestione di riso contaminato dal Kanechlor- 400, una sostanza del gruppo dei bifenili policlorinati (PCB).
Il riso prodotto dalla Kanemi Warehouse Company era stato contaminato anche da dibenzofurani policlorinati (PCDF), da quadrifenili policlorinati (PCQ) e altri inquinanti tossici, tra i quali la diossina: il mix di sostanze causò in primo luogo danni sul sistema immunitario e all'apparato cerebrale. Il problema in Giappone era stato all'epoca la scarsissima informazione dell'opinione pubblica e l'inesistente supporto informativo da parte delle autorità.

Le cucurbitacee (zucchine e cetrioli) riconcentrano dal terreno i contaminanti circa 100 volte più degli altri ortaggi. Anche se nella dieta media il contributo dei vegetali è solo del 10 %, il consumo di vegetali prodotti negli orti locali invece è molto diffuso e pertanto, il controllo della contaminazione dei vegetali è fondamentale per la valutazione del rischio.