ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA
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ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA
RIVISTA DEGLI INFORTUNI E DELLE MALATTIE PROFESSIONALI ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA METROPOLITANA DI ROMA G. RIPANUCCI*, A. BERGAMASCHI*, A. MAGRINI*, L. VICENTINI* Introduzione. L’ambiente delle gallerie di una metropolitana ha caratteristiche del tutto peculiari per quanto riguarda l’aerazione, il microclima, il rumore, l’illuminamento, i campi elettromagnetici e gli inquinanti dell’aria. Questi ultimi sono costituiti da quelli presenti nell’aria esterna e da altri di diversa natura, di produzione endogena, dovuta a numerosi fattori quali la movimentazione delle vetture, le caratteristiche di queste, dei binari e dei sistemi di frenatura, la natura dei prodotti di pulizia delle carrozze e dei locali, la presenza del personale viaggiante, ecc. Il presente lavoro, che tratta il solo problema polveri, rappresenta uno stralcio di una completa indagine ambientale condotta all’interno delle linee A e B della Metropolitana di Roma. All’interno di una metropolitana operano numerose figure professionali; i valori espositivi alla polvere, qui riferiti, riguardano i soli macchinisti e cioè gli addetti alla guida dei convogli. I rilievi sulla polvere non sono stati limitati alla misura della concentrazione nell’aria, bensì anche ad una sua completa caratterizzazione, con distinzione delle varie classi granulometriche, dell’aspetto morfologico, della componente organica, metallica e quarzosa. Materiali e metodi. Una preliminare analisi sulla morfologia delle polveri presenti nelle banchine e nelle gallerie della metropolitana aveva permesso di individuare numerose particelle ad abito fibroso. In microscopia elettronica a scansione (SEM) si è constatato però che le fibre presenti sono in assoluta prevalenza schegge allungate di * Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, Cattedra di Medicina del Lavoro. 535 PARTE I PARTE I RIVISTA DEGLI INFORTUNI E DELLE MALATTIE PROFESSIONALI ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA METROPOLITANA DI ROMA ferro o di minerali differenti dall’amianto oppure fibre organiche (v. Foto in Figura 1). Pertanto il problema del rischio amianto non è stato ulteriormente approfondito. Fig. 1 - Elementi fibrosi non di amianto visti al SEM. Si è ritenuto opportuno invece valutare dapprima l’inquinamento da polveri aerodisperse con la misura della frazione PM10, utilizzando la testa di prelievo TCR PM10 Air Inlet (flusso 16,7 litri/minuto), conforme alla normativa EPA e al D. M. 25/11/94, con raccolta della polvere su filtri in PVC (risultati più stabili alla pesata rispetto a quelli in teflon o in fibra di quarzo) da 47 mm di diametro. Per una prima caratterizzazione dell’inquinamento particellare si è voluto conoscere anche la concentrazione della sola frazione respirabile e del contenuto in questa della componente organica. La frazione respirabile della polvere è stata raccolta su filtri d’argento da 20 mm di diametro, porosità 0,8 micron, selezionata da un ciclone metallico Lippmann (flusso 10 litri/minuto). Per il dosaggio della componente organica si è adottata la metodica denominata RCD (respira536 RIVISTA DEGLI INFORTUNI E DELLE MALATTIE PROFESSIONALI ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA METROPOLITANA DI ROMA ble combustible dust): il filtro, precondizionato in muffola a 400 °C, è stato pesato prima del prelievo, dopo il prelievo e dopo una seconda permanenza in muffola a 400 °C. Si sono ottenute in tal modo sia la concentrazione di tutta la frazione respirabile della polvere aerodispersa sia quella del suo contenuto organico combustibile, comprendente la componente particellare dei fumi di scarico dei motori diesel contenuta nell’aria esterna immessa in sottosuolo. Nella frazione respirabile (secondo la Convenzione di Johannesburg) della polvere aerodispersa, raccolta su filtri d’argento con cicloni Casella operanti ad un flusso di 1,9 litri/minuto, il quarzo è stato dosato in diffrattometria dei raggi X. Al fine di osservare la variazione nel tempo di rilievo della concentrazione della polvere aerodispersa si è proceduto ad una sua registrazione in continuo, con rilievo dei valori ogni 6 secondi, con un apparecchio di tipo automatico: il DustTrak Aerosol Monitor mod. 8520 della ditta TSI Incorporated dotato d’ingresso per particelle con diametro inferiore ai 10 µm; a partire da una misura ottica, e quindi da un conteggio del numero di particelle, l’apparecchio calcola la concentrazione in mg/m3 sulla base di una calibrazione interna eseguita su polvere standard ISO 12103-1. Infine, è stato eseguito il dosaggio dei metalli, in Spettrometria di Massa accoppiata al plasma (ICP-MS), nella frazione inalabile della polvere aerodispersa raccolta su filtri cellulosici con pompe aspiranti Gilian (modello GilAir 5) operanti ad un flusso di 3 litri/minuto per circa 6 ore. Risultati. Nelle cabine di guida la registrazione in continuo della concentrazione della polvere ha mostrato notevoli fluttuazioni nel tempo di misura. A titolo di esempio si mostra in Figura 2 quella ottenuta in una cabina di guida della metro B. Fig. 2: Cabina di guida della Metro B: andamento nel tempo della concentrazione di polvere: valore minimo = 32 µg/m3, massimo = 878 µg/m3, medio = 179 µg/m3 (frazione granulometrica < 10 µm misurata con il Dust TRAK). 537 PARTE I PARTE I RIVISTA DEGLI INFORTUNI E DELLE MALATTIE PROFESSIONALI ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA METROPOLITANA DI ROMA Nell’analisi dell’andamento nel tempo della concentrazione di polveri alle quali sono esposti i macchinisti si deve tener conto che le registrazioni sono state ottenute mantenendo l’apparecchio automatico in vicinanza del singolo macchinista e quindi anche nel tragitto dalla vettura di testa a quella di coda nelle inversioni di marcia ai capolinea. Le oscillazioni cicliche dell’impolveramento evidenti in tutti i grafici sono appunto dovute ai periodi di inversione di marcia. Altre oscillazioni sono invece determinate, in parte, dalla zona attraversata lungo il tragitto (l’entità dell’impolveramento nelle diverse gallerie e banchine non è costante) e, in parte, dall’incremento della concentrazione di polvere dovuta alla insufficiente aerazione della cabina. Questa carenza è resa molto più evidente dalle registrazioni, non riportate nel presente lavoro, della concentrazione dell’anidride carbonica. Nella Tabella 1 sono raccolti sotto la colonna Dust TRAK i valori minimi, massimi e medi delle singole registrazioni eseguite. La stessa tabella propone anche le correlazioni esistenti tra le concentrazioni delle quattro frazioni della polvere dosate. Per la frazione dosata con Dust TRAK si è utilizzato il valore medio. Tabella 1 Concentrazioni delle singole frazioni della polvere aerodispersa e loro correlazioni (FR = Frazione Respirabile, FRC = Frazione Respirabile Combustibile) Cabine di guida min. µg/m3 DustTrak max. µg/m3 medio µg/m3 PM10 FR FRC FRC/FR µg/m3 µg/m3 µg/m3 % FR/ PM10 % 101 1366 25 DustTrak/ FR/ PM10 DustTrak % % 292 223 150 63 42 67 131 51 1070 203 191 159 47 30 83 106 78 32 878 179 120 77 28 36 64 149 43 26 374 112 131 116 40 34 89 85 104 Metro A (ore 8:50-13:23) Metro A (ore 13:54-18:21) Metro B (ore 8:39-14:16) Metro B (ore 14:27-18:51) I risultati dei dosaggi del quarzo sono mostrati in Tabella 2 affiancati ai parametri di campionamento. 538 RIVISTA DEGLI INFORTUNI E DELLE MALATTIE PROFESSIONALI ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA METROPOLITANA DI ROMA Tabella 2 Parametri di campionamento e tenori in quarzo (flusso = 1,9 litri/minuto) Parametri di campionamento Cabine di guida Metro A Metro A Intervallo Volume ore litri 8:49 - 13:22 519 13:51 - 18:35 Metro B Frazione respirabile della polvere 540 8:38 - 14:15 640 Concentrazione µg/m3 µg/m3 Totale 158 Quarzo 9 Totale 133 Quarzo 11 Totale 96 Quarzo 6 % 5,6 8,5 6,4 La Tabella 3 raccoglie i risultati dei dosaggi dei metalli. Tabella 3 Concentrazione dei metalli nell’aria all’interno di cabine di guida LINEA Intervallo Litri A 8:48 - 13:21 13:52 - 18:35 8:38 - 14:14 14:26 - 18:50 819 849 1008 792 Concentrazioni (µg/m3) Metalli Ferro Rame Cromo Zinco Manganese Piombo Antimonio Nichel Stagno Mercurio Cobalto B 18 1,8 0,41 0,5 0,3 0,09 0,18 0,02 0,02 0,005 0,001 18 1,3 0,31 0,3 0,3 0,2 0,09 0,02 0,01 0,003 n.d. 11 0,4 0,35 0,1 0,1 0,07 0,04 0,01 0,005 0,002 n.d. 12 0,5 0,46 0,2 0,2 0,08 0,05 0,01 0,003 0,004 n.d. n.d. = non dosabile Ai livelli più elevati di concentrazione di polveri sono esposti i macchinisti della Linea A. Questi valori si riducono al 60% per i macchinisti della Linea B. Per le cabine di guida delle Linee A e B interessanti sono i confronti con le polverosità misurate nelle gallerie e nelle banchine e con quelle rilevate all’esterno degli ingressi alla metropolitana. 539 PARTE I PARTE I RIVISTA DEGLI INFORTUNI E DELLE MALATTIE PROFESSIONALI ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA METROPOLITANA DI ROMA In particolare, i valori del PM10 nelle cabine della Linea A sono il 56% del valore medio misurato in gallerie e banchine, mentre nelle cabine della Linea B sono del 38%, riduzione dovuta al fatto che quest’ultima linea ha un percorso all’esterno, ovviamente meno impolverato. Gli incrementi rispetto ai valori all’esterno sono notevoli nelle cabine della Linea A (tre volte), molto contenuti per la B (1,1 volte). Analoghi sono i rapporti fra le altre due frazioni di polvere rilevate e per le concentrazioni nell’aria del ferro e del quarzo. Per concludere, il problema dell’esposizione alle polveri riguarda soprattutto i macchinisti della Linea A, anche se i valori misurati non sono in assoluto elevati per un luogo di lavoro. Inoltre, si deve tener conto che le esposizioni nelle otto ore sono da considerare pari a circa la metà dei dati tabellati, in quanto le permanenze in cabina di guida normalmente non superano le quattro ore. Conclusioni. Negli ambienti delle banchine e delle gallerie della metropolitana di Roma le concentrazioni nell’aria delle polveri sono di non trascurabile entità, anche se, ad esempio, per quanto riguarda i valori del PM10, i valori trovati sono mediamente inferiori alla metà di quelli riscontrati nel sottosuolo della metropolitana di Londra. Infatti, i dati riportati da Gorbunov et al., (1999) mostrano in quell’ambiente un valore medio del PM10 pari a 791 µg/m3 contro i 351 µg/m3 da noi rilevati a Roma. Anche nelle polveri della metropolitana di Londra ferro e silicio sono i principali elementi costituenti, ma non sono forniti dati sulla concentrazione del quarzo. Da noi le concentrazioni rilevate della frazione respirabile della polvere di quarzo, dovuta all’impiego di sabbia silicea nel sistema di frenatura di emergenza, anche se inferiori al limite ACGIH (0,05 mg/m3), sono da giudicare su valori da ridurre per quanto tecnicamente possibile, in considerazione del fatto che si tratta di una sostanza cancerogena per inalazione. A proposito del quarzo nelle polveri delle metropolitane, per completezza si cita testualmente quanto asserito dal COMEAP (1998) nel commento dei risultati dell’indagine londinese: it was suggested that the high iron content of the dust reduced the inherent toxicity of the quartz. Per eliminare l’esposizione alla silice libera cristallina andrebbe ricercato un materiale sostitutivo della sabbia silicea utilizzata per le frenature di emergenza. Nelle more di questo intervento definitivo, occorre ricercare soluzioni atte a ridurla, quali: - adottare sistemi di frenatura che limitino al massimo gli interventi di emergenza che necessitino il versamento di sabbia sulle rotaie; - realizzare una migliore depolverazione del piano binari; - sensibilizzare il personale al fine di evitare, ove possibile, le frenature d’emergenza. Tra i macchinisti quelli addetti alla conduzione dei convogli della Linea A sono esposti alle maggiori concentrazioni di inquinanti dell’aria, soprattutto particellari. Una carenza comune alle vetture di tutte le Linee è l’insufficiente aerazione delle cabine di guida, carenza che incide fortemente nei tratti di percorso in galleria dove le concentrazioni degli inquinanti, soprattutto particellari, sono di rilievo. 540 RIVISTA DEGLI INFORTUNI E DELLE MALATTIE PROFESSIONALI ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA METROPOLITANA DI ROMA È comunque da sottolineare che l’intervento più immediato e che da solo ridurrebbe drasticamente l’entità dell’esposizione alle polveri per i macchinisti è quello di dotare le cabine di guida di un impianto di aerazione che immetta in cabina un’adeguata quantità d’aria esterna (alla cabina), filtrata e correttamente condizionata senza creare disturbi da correnti d’aria a velocità troppo elevata. Quest’ultima condizione, determinante per il gradimento da parte degli interessati, si ottiene con una distribuzione a doccia o a cortina (da un ampio pannello forato posizionato a tetto della vettura) tipo quella schematizzata in Figura 3 (RIPANUCCI , 1985). Tale portata d’aria esterna mantiene in sovrappressione la cabina e non permette l’ingresso di aria esterna non trattata. Ovviamente, la cabina deve avere anche sfoghi che permettano la fuoriuscita dell’aria in eccesso. Inoltre anche se, come spesso accade, i macchinisti tengono aperti i finestrini della vettura essi resterebbero comunque sotto la doccia d’aria depurata. Fig. 3: Visualizzazione dell’azione prevenzionale della cortina d’aria depurata. RIASSUNTO Si riportano i risultati dei rilievi sulle polveri presenti nell’aria all’interno delle cabine di guida dei convogli delle Linee A e B della metropolitana di Roma. Lo studio ha interessato la misura della concentrazione della polvere ed una sua caratterizzazione, con distinzione delle classi granulometriche PM 10, frazione respirabile (FR), frazione respirabile combustibile (FRC) e delle componenti 541 PARTE I PARTE I RIVISTA DEGLI INFORTUNI E DELLE MALATTIE PROFESSIONALI ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA METROPOLITANA DI ROMA organiche, quarzose e metalliche. L’utilizzo della sabbia silicea nelle frenature di emergenza delle vetture determina una dispersione di quarzo nell’aria con tenori attorno al 6 - 8%. Sono proposti suggerimenti per la riduzione dell’impolveramento e dei livelli espositivi per i macchinisti. SUMMARY This paper deals with levels of suspended dust in engine-drivers’ cabs of trains running on the Rome underground system (lines A and B). The PM10, respirable and respirable combustible size fractions of dust have been measured with distinction of organic and metallic component of the dust and its quartz content. Siliceous sand used in carriage emergency braking systems causes diffusion of crystalline silica in the air with concentrations ranging from 6% to 8%. Some advice is presented as a suggestion in order to reduce both engine-drivers’ exposure levels and dust concentrations. BIBLIOGRAFIA COMMITTEE ON THE MEDICAL EFFECTS OF AIR POLLUTANTS ( COMEAP ): D U S T O N T H E LONDON UNDERGROUND : A STATEMENT BY THE COMMITTEE ON THE MEDICAL EFFECTS OF AIR POLLUTANTS , 1998. GORBUNOV B ., PRIEST N . D ., BURNS G .: LONDON UNDERGROUND AEROSOL : MODELLING AND MEASUREMENTS , European Aerosol Conference, Prague, September 1999. RIPANUCCI G .: L A C O R T I N A D ’ A R I A D E P U R A T A A P P L I C A T A A C A B I N E D I G U I D A C O M E MEZZO DI PREVENZIONE CONTRO FUMI E POLVERI , RIV . INF . MAL . PROF ., Fascicolo, 1985, 4-5, 455-460. 542