Maria Cristina ApreaLaboratorio di Sanità Pubblica

Azienda USL Toscana sud est, Siena

IL RISCHIO CANCEROGENO DA FORMALDEIDENELLE EVIDENZE EPIDEMIOLOGICHE E

NELLE ESPERIENZE DI IGIENE INDUSTRIALE:ESISTE UN CONFINE TRA ESPOSIZIONEIN AMBIENTE DI VITA ED ESPOSIZIONE

IN AMBIENTI DI LAVORO?

LA FORMALDEIDE

• RILASCIO AMBIENTALE: l’impatto è ridotto dalla prontadegradazione– in atmosfera per reazione con radicali liberi;– in acqua e terreno per biodegradazione.

• REAZIONE CON ALTRI INQUINANTI:– può contribuire alla formazione di ozono a bassa

quota• PRODUZIONE:

– per ossidazione del metanolo• INTERMEDIO DI SINTESI di diversi prodotti chimici

– Resine e materie plastiche– Pentaeritrolo ed esplosivi– Composti farmaceutici

• USO COME TALE– Per la maggior parte degli impieghi è veicolata in

soluzione acquosa stabilizzata con metanolo perimpedire la polimerizzazione.

DOWN-STREAM(liberazione a valle)

• Resine melamminiche, fenolformaldeide,urea-formaldeide, acetaliche, butandiolo;

• Vernici;

• Disinfettante o conservante nell’industriatessile e del legno/mobile, industriacosmetica, materiali per l’edilizia;

• Per valutare correttamente l’esposizione ènecessario tener conto non solo dellematerie prime impiegate ma anche di tuttigli articoli che possono liberarla.

Scenari di esposizioneoccupazionale

• Settore automobilistico: può essere presente neimateriali e componenti, coinvolge anche gli allestimentidei camper e caravan, dove l’esposizione è superiore perun maggiore impiego di materiali plastici e isolanti dacui può essere liberata all’interno dell’abitacolo

• Produzione primaria• Industria chimica, gomma, plastica e vernici• Industria dell’acciaio (la formatura delle anime)• Disinfezione, conservazione e imbalsamazione• Industria alimentare• In molte fasi della lavorazione del legno: dalla

produzione dei pannelli e nobilitati fino ai mobili• Edilizia• Industria tessile: durante le attività di lavorazione in

particolare per le lavorazioni con reazione sul tessuto(polimerizzazione) e per diversi tipi di trattamento neireparti di spalmatura.

• Altri.

ESPOSIZIONE NONOCCUPAZIONALE

• E’ ubiquitaria nell’ambiente• Sostanza chimica endogena in molte forme di vita• Aria outdoor (scarichi veicolari, combustione di materiali

organici, scissione idrocarburi) IARC 2012– Meyer 1979: aria incontaminata 0,12-0,39 ppb (0,1-0,5 μg/m3)– Preuss 1985: area urbana di Los Angeles 10-30 ppb (12-36 μg/m3)

fino a 48 ppb (58 μg/m3) in situazioni di inversione termica

• Aria indoor (rilascio da materiali come legno, moquette,tessuti, vernici, materiali isolanti, combustione in stufe,caminetti, forni, attività di cottura dei cibi, fumo di sigaretta)– US EPA: valori medi indoor 0,03 ppm (36 μg/m3) in abitazioni

convenzionali; strutture mobili usate come residenze o ufficigeneralmente <1 ppm (1200 μg/m3) con massimi di 7 ppm (8400μg/m3).

• Fumo di sigaretta:• 10-15 mg/sigaretta• Side stream smoke (fumo passivo): 0,23-0,27 ppm (276-324 μg/m3)• I fumatori di “pack-a-day” inalano 0,38 mg di formaldeide

• E’ naturalmente presente in certi frutti e altri cibi (WHO, 1989)

ASSORBIMENTO, DISTRIBUZIONE,METABOLISMO, ESCREZIONE

• E’ assorbita per via inalatoria, cutanea (dati scarsi) edigestiva

– L’intake per via inalatoria è molto inferiore diquello per via digestiva.

– Considerando l’intake inalatorio, l’esposizioneindoor contribuisce nella popolazione generale perpiù del 98%

• È RAPIDAMENTE OSSIDATA A FORMIATO IN TUTTI ITESSUTI CORPOREI E IL FORMIATO E’ POIRAPIDAMENTE ELIMINATO ATTRAVERSO IL SISTEMAEMATICO

– Presenza fisiologica, endogena, anche deimetaboliti

– Il contatto con la mucosa nasale, la dissoluzionenel muco e la clearance meccanica della mucosarappresentano la prima via di eliminazione.

• formaldeide “endogena” nel sangue 2-3 mg/l– Heck et al (1985): la concentrazione nel sangue di 6

volontari (4 maschi e 2 femmine) era mediamente 2,61µg/g e 2,77 µg/g rispettivamente prima e dopol’inalazione di 1,9 ppm di formaldeide per 4 ore. Ladifferenza non era significative.

• formiato urinario di soggetti non espostiprofessionalmente è di 12.5 mg/l (media), conuna notevole variabilità intra- e inter-individuale– Nessun cambiamento significativo è stato osservato

dopo esposizione a 0.4 ppm di formaldeide per 3settimane nell’uomo.

• Swenberg et al 2011: confrontano il numero di addottial DNA dovuti alla formaldeide endogena con quellidovuti a formaldeide esogene per esposizioni rilevanti(<15ppm): gli endogeni sarebbero superiori rispettoagli esogeni.

MONITORAGGIO BIOLOGICO

RIFERIMENTI E LIMITI

FORMALDEIDE

Proposta• SCOEL TWA

369 μg/m3;• SCOEL STEL

738 μg/m3;

ALCUNE CONSIDERAZIONI SULREL NIOSH

• Dall’analisi delle “Occupational safety and health guideline forformaldehyde”, documentazione NIOSH del 1988, si evidenzia come ilvalore limite REL-TWA di 0.02 mg/m3 all’epoca stabilito, e tuttoravalido, rappresentasse in realtà il LoD allora tecnicamente disponibile.

• L’utilizzo del LoD quale valore limite di esposizione riflette quella cheera all’epoca la politica del NIOSH: “Old Policy”, secondo la quale, inconsiderazione degli effetti stocastici legati alla cancerogenesi,nessun livello di esposizione era considerato sicuro. Dunque laddoveper cancerogeni e sospetti tali non veniva indicata la dicitura “lowestfeasible concentration (LFC)” era espressamente indicato il limite dirilevabilità analitica da utilizzarsi come valore limite.

• Lo stesso NIOSH ha oggi adottato una “New Policy” rispetto allapubblicazione dei valori limite di esposizione per i cancerogeni, che sipropone di basare la derivazione di tali valori su dati ed evidenzeprovenienti da studi effettuati sull’uomo o su animali oltre che suconsiderazioni di fattibilità tecnica

• Per il momento il valore REL-TWA per la formaldeide non è statoaggiornato.

Tutti gli ambienti frequentaticontribuiscono all’esposizione a

formaldeide

Ambiente di vita indoor(abitazioni, uffici, scuole, asili, edifici pubblici,

strutture sanitarie) e outdoor

Ambientedi

lavoro

24 ORE

16-18 ORE 6-8 ORE

• Forma fisica– Gas– Particolato– Gas + particolato

• Substrati trattati con reattivi specifici– 2,4-dinitrofenilidrazina (HPLC)– 2-(idrossimetil) piperidina (GC)– Campionamento attivo– Campionamento diffusivo

• Rispetto della UNI EN 482/2012– Aspetti caratterizzanti: LoQ, Incertezza

estesa di misura• Flusso di campionamento e portata equivalente

METODI DI MISURA

FORMALDEIDE NELLE SCUOLE TOSCANE

• Tra tutti gli edifici scolastici Toscani è statoestratto un campione casuale di 61 scuole(elementari e medie inferiori), che avessero lacaratteristica di avere almeno 15 aule. In ogniedificio sono state individuate tre aule (A, B, C) inrelazione alla maggiore o minore esposizione agliinquinanti esterni con le seguenti indicazioni:

– aula collocata al piano più basso e più vicina allastrada di traffico più intenso con il maggiornumero di finestre;

– aula al piano più basso e più lontana dalla stradadi traffico più intenso con il maggior numero difinestre;

– aula collocata al piano superiore e più vicina allastrada di traffico più intenso con il maggiornumero di finestre.

FORMALDEIDE NELLE SCUOLE TOSCANE

UBICAZIONE– 51% in aree ad alto traffico e 49% in zone a scarso traffico.

DATA COSTRUZIONE EDIFICI– Dal 1200 al 1998 (50% prima del 1970)

EDIFICI– quasi esclusivamente in muratura– pareti esterne rivestite da intonaco per il 77% in condizioni di

mantenimento almeno sufficienti nel 90% dei casi.– I serramenti risultano per il 70% in metallo mentre gli altri sono in

legno, in condizioni buone solo per il 37% delle scuole.

RISCALDAMENTO– principalmente termosifoni a metano

DIMENSIONE– L’82% delle classi almeno 1,80 m2/alunno, in meno dell’1% dei casi la

superficie a disposizione è inferiore a 1,10 m2/alunno

LAVAGNA– Oltre il 90% delle aule utilizza la lavagna tradizionale con il gesso

ATTACCAPANNI– Circa la metà delle classi campionate dispone di un attaccapanni

all’interno dell’aula.

FORMALDEIDE NELLE SCUOLE TOSCANE(µg/m3)

FORMALDEIDE NELLE SCUOLE TOSCANEMEDIANA (µg/m3)

FORMALDEIDE NELLE SCUOLE TOSCANE

Presenza/assenza di alunni: differenzestatisticamente significative in entrambe le stagioni la presenza, le attività svolte e i materiali didattici sembrano

una fonte di inquinamento da non trascurare

Dati indoor/outdoor nelle 24 ore: differenzestatisticamente significative in entrambe le stagioni.

Aula: non sembra influenzare i risultati inquinamento diffuso nell’ambiente scolastico

indipendentemente dalla posizione delle aule rispettoall’esposizione a traffico

Traffico intenso/scarso: differenze significative perla formaldeide outdoor misurata nel periodoinvernale.

Attaccapanni all’interno dell’aula: problema dei residui diformaldeide negli abiti che meriterebbe un ulterioreapprofondimento

FORMALDEIDE SCUOLE E ABITAZIONITOSCANE (µg/m3)

• 20 Scuole:– Campionamento di 24 ore

• 60 Bambini e loro abitazioni: 3 bambini e abitazioni per scuola,criterio di scelta disponibilità delle famiglie, escludendo le casedi fumatori.– Campionamento personale/centro ambiente di 24 ore

Differenze significative Tra aula e casa e tra bambini e aule

FORMALDEIDE SCUOLE E ABITAZIONITOSCANE (µg/m3)

COMPLESSIVAMENTE

ORE MEDIE TRASCORSE:

•INDOOR 83% (AULA 25% - CASA 58%)

•OUTDOOR 17% (SPORT, GIARDINI, AUTO)

REGRESSIONE MULTIPLA

– Concentrazione Bambino vs. concentrazioneCasa e concentrazione Aula

• varianza spiegata 65% p<0.0001

• tutti i parametri dell'equazione sonosignificativi (p<0.0001)

FORMALDEIDE NELLA POPOLAZIONEGENERALE DI SIENA (µg/m3)

• 100 soggetti• Campionamento personale (24 ore) tramite Radiello• Influenza della stagione

• ANOVA eseguita sui dati complessiviinserendo come fattore la stagione diprelievo e come covariata il numero disigarette fumate, mostra un adattamentoai dati scarsamente significativo. Lavarianza spiegata dal modello è pari al18,2% e solo la stagione emerge comesignificativa (16,2%, p<0,0001).

• REGRESSIONE MULTIPLA

ANALISI STATISTICA

LAVORATORI ESPOSTI A TRAFFICOAUTOVEICOLARE

• 19 agenti di polizia municipale (INVERNO)

• 19 addetti alla nettezza urbana (INVERNO)

• 13 edicolanti che lavoravano in 10 edicole(INVERNO)

• 13 addetti ai caselli autostradali Valdichiana eChiusi-Chianciano (autostrada del Sole)– Esattori (cabina pressurizzata e condizionata con filtri

dell’aria in ingresso)

– addetti alla viabilità (trascorrevano la maggior partedel tempo in auto per gli spostamenti)

– addetti alla manutenzione (in officina o in autostradaper piccoli interventi di vario genere). Icampionamenti sono stati eseguiti per tre volte suglistessi soggetti (PRIMAVERA, ESTATE, INVERNO).

FORMALDEIDE NEGLI ESPOSTI ATRAFFICO - MG (µg/m3)

Influenza dellastagione

VENDITA DI MOBILI

• 5 rivendite di mobili ubicate nellaValdichiana senese.

• I RADIELLO sono stati mantenuti nelleposizioni di campionamento (postazionefissa) per un tempo totale di una giornatalavorativa tipo (durata media circa 9 ore).

• I campionamenti sono stati eseguiti in trediverse stagioni (primavera, estate einverno) in condizioni di diversatemperatura ambientale in modo daverificare se le condizioni microclimaticheavessero influenza sulla concentrazione diformaldeide aerodispersa.

FORMALDEIDE NELLE RIVENDITE DIMOBILI - MG (µg/m3)

• REGRESSIONE MULTIPLA

– I risultati mostrano una elevatainfluenza del microclima: varianzaspiegata dal modello 54,4% (p<0,0001)

• temperatura e umidità sono significative neldeterminare la concentrazione aerodispersadi formaldeide

– L’equazione calcolata:

Ln formaldeide (µg/m3) = 8,517 + 0,05T (°C) - 0,101 UR%

ANALISI STATISTICA

SMALTI PER UNGHIE

• La Formaldeide è utilizzata tal qualesolo nei prodotti per indurire leunghie; in altri prodotti sonoutilizzate sostanze che cedonol’aldeide– Stato di New York da Ottobre 2016:

• I sistemi di ventilazione dei centri estetici perle unghie dovranno rispettare certi requisiti.

– Fornitura di aria esterna sufficiente arimuovere tutti i contaminanti presenti.

– Sistemi specifici di riciclo dell’aria in tutte lepostazioni di lavoro che operano manicure.

FORMALDEIDE: campionamentipersonali (µg/m3)

Finestrelaterali

SenzaFinestre

SenzaFinestre

Mai dichiarato utilizzo di indurenti per unghie; in nessuno dei prodottiè dichiarata la presenza di formaldeide; nessuna aspirazione

PRODUZIONE DEL PANE

• 12 aziende nell’Empolese Valdelsa (n. = 3)e nella provincia di Siena (n. = 9)– nella maggior parte dei casi produzione

artigianale (produzione industriale soloper le aziende 1 e 3) con una quantità difarina consumata durante il turnovariabile tra < 1 q e più di 9 q. Solo inpochi casi la tipologia di farina eracostituita esclusivamente da granotenero tipo 00 (aziende 4 e 5), negli altricasi ne venivano impiegate varietipologie (semola, integrale, manitoba,ecc.). La ventilazione dei locali era disolito naturale, per lo più giudicatascarsa.

PROCESSO DI LAVORAZIONE

– Preparazione del lievito madre con lievito di birra;– impasto del lievito con la farina;– lavorazione;– spezzatura/formatura in panetti (manualmente o con

macchina spezzatrice);– lievitazione su carrelli o in celle;– cottura (T=210°C per il pane e 250°C per i panini).

• Quasi sempre cottura e lievitazione avvenivanocontemporaneamente negli stessi locali pertantonon è stato quasi mai possibile campionareseparatamente le due fasi del ciclo lavorativo. Icampionamenti classificati “durante la cottura” e“durante la lievitazione” si riferiscono quindi allaposizione del campionatore posto rispettivamentealla bocca del forno oppure in prossimità della cellao della zona di lievitazione.

• I campionamenti, personali e in postazione fissa,sono stati ripetuti di solito tre volte nella stessaazienda.

FORMALDEIDE NELLA PRODUZIONEDEL PANE (µg/m3)

FORMALDEIDE NELLA PRODUZIONEDEL PANE - SINGOLE AZIENDE (µg/m3)

PANNELLI MDF

• Pannelli a media densità a base di fibre di legno odi altro materiale cellulosico (lino, canapa o kenaf)prodotti dalla feltratura delle fibre e loroconsolidamento con aggiunta di adesivo esuccessiva pressatura:

– adesivi sintetici termoindurenti a base di resinaureica, melamminica, mista melamminica/ureicaoppure fenolica;

– la formaldeide è usata nella produzione delleresine ureiche (polimerizzazione dell’aldeide conurea);

• formazione di reticoli tridimensionali di resinaindotta da catalizzatori acidi e dal calore.

– Per idrolisi la formaldeide viene continuamenteliberata dal pannello ed emessa nell’ambiente.

CICLO DI LAVORAZIONE– cippatura del legno;

– lavaggio;

– raffinazione;

– aggiunta di colla ed essiccazione della fibra;

– la fibra “collata” alimenta la pressa per ottenere ilpannello grezzo;

– taglio;

– movimentazione con carrello

– levigatura;

– confezionamento in pacchi e stoccaggio in magazzino.

• I pannelli erano classificati E1 secondo la normaUNI EN 120/94 (emissione ≤ 8,0 mg/100 g).

• Adesivo (circa 1400 Kg/ora; 30800 Kg in unagiornata lavorativa di 22 ore) costituito dal 65% diprodotto secco e dal 35% di acqua. Del prodottosecco il 99% era resina ureica (concentrazionedichiarata di formaldeide <1%) e l’1% solfatoammonico (catalizzatore ).

FORMALDEIDE PANNELLI MDF (µg/m3)

COMPARTO OSPEDALIERO

• 9 diversi ospedali della Toscana.

• Durata dei campionamenti variabilein base al tipo di mansione valutata.

• Nella maggior parte dei casi icampionamenti hanno riguardato ireparti di anatomia patologica masono stati indagati anche altrireparti quali i reparti operatori.

ANATOMIA PATOLOGICA - PERSONALI(µg/m3)

ALTRI REPARTI OSPEDALIERI - PERSONALIE STATICI (µg/m3)

FORMALDEIDE: campionamenti personali -confronto tra categorie lavorative epopolazione generale - MG (µg/m3)

Pop.Gen

Espostitraffico

Venditamobili

Produzionepane

Compartoospedaliero

PERCHE’ MISURARE LAFORMALDEIDE

•Per COMPRENDERE le conseguenze dell’esposizione umanaad una sostanza ubiquitaria nell’ambiente (aspettofondamentale della salute ambientale)

•Per COLMARE il divario tra la scienza e le politiche messe inatto

•Per CONDIVIDERE i risultati a livello nazionale einternazionale

•Per GENERARE un miglior controllo e una miglioreregolamentazione

•Per VALUTARE il rischio sanitario anche derivante da unaesposizione combinata a varie sostanze

•Per RAGGIUNGERE il livello più basso ragionevolmenteconseguibile o ALARA (As Low As Reasonably Achievable) intutte le situazioni espositive