ESPOSIZIONI ALLE POLVERI PER I MACCHINISTI DELLA

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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.
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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
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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).
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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