Per almeno due millenni la qualità dell'acqua naturale si è progressivamente deteriorata e ha raggiunto livelli di contaminazione in cui gli usi dell'acqua sono fortemente limitati o l'acqua può essere dannosa per l'uomo. Questo deterioramento è legato allo sviluppo socio-economico all'interno di un bacino fluviale, ma il trasporto atmosferico a lungo raggio di contaminanti ha ora cambiato questo quadro: anche aree remote possono essere indirettamente inquinate (Meybeck e Helmer 1989).

Rapporti medievali e lamentele sullo smaltimento inadeguato degli escrementi, corsi d'acqua sporchi e maleodoranti all'interno di città sovraffollate e altri problemi simili erano una prima manifestazione dell'inquinamento idrico urbano. La prima volta che fu stabilito un chiaro nesso causale tra la cattiva qualità dell'acqua e gli effetti sulla salute umana fu nel 1854, quando John Snow fece risalire lo scoppio dell'epidemia di colera a Londra a una particolare fonte di acqua potabile.

Dalla metà del ventesimo secolo, e in concomitanza con l'inizio di una crescita industriale accelerata, si sono verificati in rapida successione vari tipi di problemi di inquinamento idrico. La figura 1 illustra i tipi di problemi che si sono manifestati nelle acque dolci europee.

Figura 1. Tipi di problemi di inquinamento idrico

Riassumendo la situazione europea si può affermare che: (1) le sfide del passato (patogeni, bilancio dell'ossigeno, eutrofizzazione, metalli pesanti) sono state riconosciute, ricercate e i controlli necessari individuati e più o meno attuati e (2) la le sfide odierne sono di diversa natura: da un lato, fonti di inquinamento “tradizionali” puntuali e non puntuali (nitrati) e problemi di contaminazione ambientale ubiquitari (sostanze organiche di sintesi) e, dall'altro, problemi di “terza generazione” che interferiscono con i cicli globali (acidificazione, cambiamento climatico). 

In passato, l'inquinamento idrico nei paesi in via di sviluppo derivava principalmente dallo scarico di acque reflue non trattate. Oggi è più complesso a causa della produzione di rifiuti pericolosi dalle industrie e del rapido aumento dell'uso di pesticidi in agricoltura. Infatti, l'inquinamento idrico oggi in alcuni paesi in via di sviluppo, almeno in quelli di nuova industrializzazione, è peggiore che nei paesi industrializzati (Arceivala 1989). Sfortunatamente, i paesi in via di sviluppo, nel complesso, sono molto indietro nell'ottenere il controllo delle loro principali fonti di inquinamento. Di conseguenza, la loro qualità ambientale si sta gradualmente deteriorando (WHO/UNEP 1991).

Tipi e fonti di inquinamento

Esiste un gran numero di agenti, elementi e composti microbici che possono causare inquinamento delle acque. Possono essere classificati come: organismi microbiologici, composti organici biodegradabili, materie in sospensione, nitrati, sali, metalli pesanti, nutrienti e microinquinanti organici.

Organismi microbiologici

Gli organismi microbiologici sono comuni nei corpi d'acqua dolce inquinati in particolare dagli scarichi di acque reflue domestiche non trattate. Questi agenti microbici includono batteri patogeni, virus, elminti, protozoi e diversi organismi multicellulari più complessi che possono causare malattie gastrointestinali. Altri microrganismi sono di natura più opportunistica, infettando individui suscettibili attraverso il contatto del corpo con acqua contaminata o per inalazione di goccioline d'acqua di scarsa qualità in aerosol di varia origine.

Composti organici biodegradabili

Le sostanze organiche di origine naturale (detriti terrestri alloctoni o detriti autoctoni di piante acquatiche) o di origine antropica (rifiuti domestici, agricoli e alcuni industriali) vengono decomposte dai microbi aerobici mentre il fiume continua il suo corso. La conseguenza è un abbassamento del livello di ossigeno a valle dello scarico delle acque reflue, compromettendo la qualità dell'acqua e la sopravvivenza del biota acquatico, in particolare dei pesci di alta qualità.

Particolato

Il particolato è un importante vettore di inquinanti organici e inorganici. La maggior parte dei metalli pesanti tossici, degli inquinanti organici, degli agenti patogeni e dei nutrienti, come il fosforo, si trovano nella materia sospesa. Una quantità apprezzabile del materiale organico biodegradabile responsabile del consumo di ossigeno disciolto dai fiumi si trova anche nelle particelle sospese. Il particolato proviene dall'urbanizzazione e dalla costruzione di strade, deforestazione, operazioni minerarie, operazioni di dragaggio nei fiumi, fonti naturali legate all'erosione continentale o eventi catastrofici naturali. Le particelle più grossolane si depositano sui letti dei fiumi, nei bacini artificiali, nelle pianure alluvionali e nelle zone umide e nei laghi.

Nitrati

La concentrazione di nitrati nelle acque superficiali non inquinate varia da meno di 0.1 a un milligrammo per litro (espresso come azoto), quindi livelli di nitrati superiori a 1 mg/l indicano influenze antropiche come lo scarico di rifiuti urbani e il dilavamento urbano e agricolo . Le precipitazioni atmosferiche sono anche un'importante fonte di nitrati e ammoniaca nei bacini fluviali, in particolare nelle aree non interessate da fonti dirette di inquinamento, ad esempio alcune regioni tropicali. Alte concentrazioni di nitrato nell'acqua potabile possono portare a tossicità acuta nei bambini allattati artificialmente durante i primi mesi di vita, o negli anziani, un fenomeno chiamato metaemoglobinemia.

Sali

La salinizzazione dell'acqua può essere causata da condizioni naturali, come l'interazione geochimica delle acque con suoli salati o da attività antropiche, tra cui l'agricoltura irrigua, l'intrusione di acqua marina dovuta all'eccessivo pompaggio delle acque sotterranee nelle isole e nelle zone costiere, lo smaltimento di rifiuti industriali e di salamoie di giacimenti petroliferi , sbrinamento autostradale, percolato di discarica e perdite di fognature.

Pur ostacolando gli usi benefici, in particolare per l'irrigazione di colture sensibili o per bere, la salinità di per sé potrebbe non essere direttamente dannosa per la salute, anche a livelli piuttosto elevati, ma gli effetti indiretti possono essere drammatici. La perdita di fertili terreni agricoli e la riduzione dei raccolti causati dal ristagno idrico e dalla salinizzazione del suolo delle aree irrigate distruggono i mezzi di sussistenza di intere comunità e causano difficoltà sotto forma di penuria di cibo.

Metalli pesanti

I metalli pesanti come piombo, cadmio e mercurio sono microinquinanti e di particolare interesse in quanto hanno un significato sanitario e ambientale a causa della loro persistenza, elevata tossicità e caratteristiche di bioaccumulo.

Ci sono fondamentalmente cinque fonti di metalli pesanti che contribuiscono all'inquinamento delle acque: l'erosione geologica, che fornisce il livello di fondo; lavorazione industriale di minerali e metalli; l'uso di metalli e composti metallici, come sali di cromo nelle concerie, composti di rame in agricoltura e piombo tetraetile come agente antidetonante nella benzina; lisciviazione di metalli pesanti da rifiuti domestici e discariche di rifiuti solidi; e metalli pesanti nelle escrezioni umane e animali, in particolare lo zinco. I metalli rilasciati nell'aria dalle automobili, dalla combustione dei combustibili e dalle emissioni dei processi industriali possono depositarsi sulla terraferma e infine defluire nelle acque superficiali.

Nutrienti

L'eutrofizzazione è definito come l'arricchimento delle acque con sostanze nutritive per le piante, principalmente fosforo e azoto, che porta a una maggiore crescita delle piante (sia alghe che macrofite) che si traduce in fioriture di alghe visibili, tappeti galleggianti di alghe o macrofite, alghe bentoniche e agglomerati di macrofite sommerse. Quando si decompone, questo materiale vegetale porta all'esaurimento delle riserve di ossigeno dei corpi idrici, che, a sua volta, causa una serie di problemi secondari come la mortalità dei pesci e la liberazione di gas corrosivi e altre sostanze indesiderabili, come gas carbonico, metano, idrogeno solforato, sostanze organolettiche (che causano sapore e odore), tossine e così via.

La fonte dei composti del fosforo e dell'azoto è principalmente costituita da acque reflue domestiche non trattate, ma anche altre fonti come il drenaggio di terreni agricoli fertilizzati artificialmente, il dilavamento superficiale da allevamenti intensivi e alcune acque reflue industriali possono anche aumentare notevolmente il livello trofico di laghi e bacini, in particolare nei paesi tropicali in via di sviluppo.

I principali problemi associati all'eutrofizzazione di laghi, bacini e bacini sono: impoverimento di ossigeno dello strato inferiore di laghi e bacini; deterioramento della qualità dell'acqua, che porta a difficoltà di trattamento, in particolare per la rimozione di sostanze che causano sapore e odore; menomazione ricreativa, maggiori rischi per la salute dei bagnanti e inestetismi; deterioramento della pesca dovuto alla mortalità dei pesci e allo sviluppo di stock ittici indesiderati e di bassa qualità; invecchiamento e riduzione della capacità di ritenzione di laghi e bacini mediante insabbiamento; e aumento dei problemi di corrosione nei tubi e in altre strutture.

Microinquinanti organici

I microinquinanti organici possono essere classificati in gruppi di prodotti chimici in base a come vengono utilizzati e di conseguenza a come vengono dispersi nell'ambiente:

• Pesticidi sono sostanze, generalmente di sintesi, che vengono deliberatamente introdotte nell'ambiente per proteggere le colture o controllare i vettori di malattie. Si trovano in varie famiglie distinte, come insetticidi organoclorurati, insetticidi organofosfati, erbicidi di tipo ormonale vegetale, triazine, uree sostituite e altri.

• Materiali di largo uso domestico e industriale comprendono sostanze organiche volatili utilizzate come solventi di estrazione, solventi per sgrassare metalli e indumenti per il lavaggio a secco e propellenti per l'uso in contenitori aerosol. Questo gruppo comprende anche derivati ​​alogenati di metano, etano ed etilene. Poiché sono ampiamente utilizzati, i loro tassi di dispersione nell'ambiente, rispetto alle quantità prodotte, sono generalmente elevati. Del gruppo fanno parte anche gli idrocarburi policiclici aromatici, la cui presenza nell'ambiente deriva dall'estrazione, trasporto e raffinazione dei prodotti petroliferi e dalla dispersione dei prodotti della combustione derivanti dal loro utilizzo (benzine e nafta).

• Materiali utilizzati essenzialmente nell'industria includere sostanze che sono agenti diretti o intermedi di sintesi chimica, come il tetracloruro di carbonio per sintetizzare i freon; cloruro di vinile per polimerizzare il PVC; e derivati ​​clorurati di benzene, naftalene, fenolo e anilina per la fabbricazione di coloranti. Il gruppo comprende anche prodotti finiti utilizzati in sistemi chiusi, come fluidi di scambio termico e dielettrici.

I microinquinanti organici sono generati da fonti puntuali e diffuse, urbane o rurali. La maggior parte ha origine nelle principali attività industriali come la raffinazione del petrolio, l'estrazione del carbone, la sintesi organica e la fabbricazione di prodotti sintetici, le industrie siderurgiche, l'industria tessile e l'industria del legno e della cellulosa. Gli effluenti delle fabbriche di pesticidi possono contenere quantità considerevoli di questi prodotti fabbricati. Una parte significativa degli inquinanti organici viene scaricata nell'ambiente acquatico come dilavamento dalle superfici urbane; e nelle aree agricole, i pesticidi applicati alle colture possono raggiungere le acque superficiali attraverso il deflusso delle acque piovane e il drenaggio artificiale o naturale. Inoltre, gli scarichi accidentali hanno portato a gravi danni ecologici e alla chiusura temporanea degli approvvigionamenti idrici.

Inquinamento urbano

A causa di questo scenario di inquinamento in continua espansione, aggressivo e multiforme, il problema del mantenimento della qualità delle risorse idriche si è fatto acuto, in particolare nelle aree più urbanizzate del mondo in via di sviluppo. Il mantenimento della qualità dell'acqua è ostacolato da due fattori: la mancata applicazione del controllo dell'inquinamento alle fonti principali, in particolare le industrie, e l'inadeguatezza dei sistemi igienico-sanitari e di raccolta e smaltimento dei rifiuti (WHO 1992b). Guarda alcuni esempi di inquinamento idrico in diverse città nei paesi in via di sviluppo.

Esempi di inquinamento idrico in città selezionate

Karachi (Pakistan)

Il fiume Lyari, che attraversa Karachi, la più grande città industriale del Pakistan, è un canale di scolo a cielo aperto sia dal punto di vista chimico che microbiologico, un misto di liquami grezzi e scarichi industriali non trattati. La maggior parte degli effluenti industriali proviene da una zona industriale con circa 300 grandi industrie e quasi il triplo di piccole unità. Tre quinti delle unità sono stabilimenti tessili. Anche la maggior parte delle altre industrie di Karachi scarica gli effluenti non trattati nel corpo idrico più vicino.

Alessandria, Egitto)

Le industrie di Alessandria rappresentano circa il 40% di tutta la produzione industriale egiziana e la maggior parte scarica rifiuti liquidi non trattati in mare o nel lago Maryut. Nell'ultimo decennio, la produzione di pesce nel lago Maryut è diminuita di circa l'80% a causa dello scarico diretto di acque reflue industriali e domestiche. Il lago ha anche cessato di essere un ottimo sito ricreativo a causa delle sue cattive condizioni. Analogo degrado ambientale è in atto lungo il lungomare a causa dello scarico di acque reflue non trattate da scarichi mal posizionati.

Shanghai (Cina)

Circa 3.4 milioni di metri cubi di rifiuti industriali e domestici si riversano principalmente nel torrente Suzhou e nel fiume Huangpu, che scorre nel cuore della città. Queste sono diventate le principali fogne (a cielo aperto) della città. La maggior parte dei rifiuti è industriale, poiché poche case dispongono di servizi igienici con sciacquone. L'Huangpu è sostanzialmente morto dal 1980. In tutto, viene trattato meno del 5% delle acque reflue della città. La falda freatica normalmente alta significa anche che una varietà di tossine provenienti da impianti industriali e fiumi locali si fanno strada nelle acque sotterranee e contaminano i pozzi, che contribuiscono anche all'approvvigionamento idrico della città.

San Paolo, Brasile)

Il fiume Tiete, mentre attraversa Greater São Paulo, uno dei più grandi agglomerati urbani del mondo, riceve 300 tonnellate di effluenti ogni giorno da 1,200 industrie situate nella regione. Piombo, cadmio e altri metalli pesanti sono tra i principali inquinanti. Riceve inoltre 900 tonnellate di liquami al giorno, di cui solo il 12.5% viene trattato dalle cinque stazioni di trattamento delle acque reflue situate nell'area.

Fonte: Basato su Hardoy e Satterthwaite 1989.

Impatti sulla salute dell'inquinamento microbico

Le malattie derivanti dall'ingestione di agenti patogeni nell'acqua contaminata hanno il maggiore impatto in tutto il mondo. "Si stima che l'80% di tutte le malattie e oltre un terzo dei decessi nei paesi in via di sviluppo siano causati dal consumo di acqua contaminata, e in media fino a un decimo del tempo produttivo di ogni persona viene sacrificato a malattie legate all'acqua" (UNCED 1992). Le malattie trasmesse dall'acqua sono la più grande singola categoria di malattie trasmissibili che contribuiscono alla mortalità infantile nei paesi in via di sviluppo e seconde solo alla tubercolosi nel contribuire alla mortalità degli adulti, con un milione di morti all'anno.

Il numero totale annuo di casi di colera segnalati all'OMS dai suoi stati membri ha raggiunto livelli senza precedenti durante la settima pandemia, con un picco di 595,000 casi nel 1991 (WHO 1993). La tabella 1 mostra i tassi globali di morbilità e mortalità delle principali malattie legate all'acqua. Queste cifre sono, in molti casi, gravemente sottostimate, poiché la segnalazione dei casi di malattia viene effettuata in modo piuttosto irregolare da molti paesi.

Tabella 1. Tassi globali di morbilità e mortalità delle principali malattie legate all'acqua

Fonte: Galal-Gorchev 1994.

Impatti sulla salute dell'inquinamento chimico

I problemi di salute associati alle sostanze chimiche disciolte in acqua derivano principalmente dalla loro capacità di provocare effetti negativi dopo periodi prolungati di esposizione; di particolare interesse sono i contaminanti che hanno proprietà tossiche cumulative come metalli pesanti e alcuni microinquinanti organici, sostanze cancerogene e sostanze che possono causare effetti sulla riproduzione e sullo sviluppo. Altre sostanze disciolte nell'acqua sono ingredienti essenziali dell'assunzione alimentare e altre ancora sono neutre rispetto ai bisogni umani. Le sostanze chimiche nell'acqua, in particolare nell'acqua potabile, possono essere classificate in tre categorie tipiche ai fini dell'impatto sulla salute (Galal-Gorchev 1986):

• Sostanze che esercitano una tossicità acuta o cronica al momento del consumo. La gravità del danno alla salute aumenta con l'aumento della loro concentrazione nell'acqua potabile. D'altra parte, al di sotto di una certa concentrazione soglia non si possono osservare effetti sulla salute, ovvero il metabolismo umano può gestire questa esposizione senza effetti misurabili a lungo termine. Vari metalli, nitrati, cianuri e così via rientrano in questa categoria.

• Sostanze genotossiche, che causano effetti sulla salute quali cancerogenicità, mutagenicità e difetti congeniti. Secondo l'attuale pensiero scientifico non esiste un livello soglia che possa essere considerato sicuro, poiché qualsiasi quantità della sostanza ingerita contribuisce ad aumentare i rischi di cancro e simili. Per determinare tali rischi vengono utilizzati complessi modelli di estrapolazione matematica, poiché esistono pochissime prove epidemiologiche. Rientrano in questa categoria le sostanze organiche sintetiche, molti microinquinanti organici clorurati, alcuni pesticidi e l'arsenico.

• Per alcuni elementi, come il fluoro, lo iodio e il selenio, l'apporto dell'acqua potabile è determinante e, se carente, provoca effetti più o meno gravi sulla salute. Ad alte concentrazioni, tuttavia, queste stesse sostanze provocano effetti sulla salute ugualmente gravi, ma di diversa natura.

Impatto ambientale

Gli impatti dell'inquinamento ambientale sulla qualità dell'acqua dolce sono numerosi e esistono da molto tempo. Lo sviluppo industriale, l'avvento dell'agricoltura intensiva, lo sviluppo esponenziale delle popolazioni umane e la produzione e l'uso di decine di migliaia di sostanze chimiche di sintesi sono tra le principali cause del deterioramento della qualità dell'acqua su scala locale, nazionale e globale. Il problema principale dell'inquinamento idrico è l'interferenza con gli usi dell'acqua effettivi o pianificati.

Una delle cause più gravi e onnipresenti di degrado ambientale è lo scarico di rifiuti organici nei corsi d'acqua (vedi sopra “Composti organici biodegradabili”). Questo inquinamento è particolarmente preoccupante nell'ambiente acquatico dove molti organismi, ad esempio i pesci, richiedono alti livelli di ossigeno. Un grave effetto collaterale dell'anossia idrica è il rilascio di sostanze tossiche da particolato e sedimenti di fondo in fiumi e laghi. Altri effetti dell'inquinamento dovuti agli scarichi di acque reflue domestiche nei corsi d'acqua e nelle falde acquifere includono l'accumulo di livelli di nitrati nei fiumi e nelle acque sotterranee e l'eutrofizzazione di laghi e bacini artificiali (vedi sopra, "Nitrati" e "Sali"). In entrambi i casi, l'inquinamento è un effetto sinergico degli effluenti fognari e del dilavamento o infiltrazione agricola.

Impatto economico

Le conseguenze economiche dell'inquinamento idrico possono essere piuttosto gravi a causa degli effetti dannosi sulla salute umana o sull'ambiente. La salute compromessa spesso riduce la produttività umana e il degrado ambientale riduce la produttività delle risorse idriche utilizzate direttamente dalle persone.

Il carico economico della malattia può essere espresso non solo nei costi del trattamento, ma anche nella quantificazione della perdita di produttività. Ciò è particolarmente vero per le malattie principalmente invalidanti, come la diarrea o il verme della Guinea. In India, ad esempio, si stima che circa 73 milioni di giorni lavorativi all'anno vadano persi a causa di malattie legate all'acqua (Arceivala 1989).

Le carenze nei servizi igienico-sanitari e le conseguenti epidemie possono anche portare a gravi sanzioni economiche. Ciò è diventato più evidente durante la recente epidemia di colera in America Latina. Durante l'epidemia di colera in Perù, le perdite dovute alla riduzione delle esportazioni agricole e del turismo sono state stimate in un miliardo di dollari USA. Questo è più di tre volte l'importo che il paese aveva investito nell'approvvigionamento idrico e nei servizi igienico-sanitari durante gli anni '1980 (Banca mondiale 1992).

Le risorse idriche colpite dall'inquinamento diventano meno adatte come fonti d'acqua per l'approvvigionamento municipale. Di conseguenza, è necessario installare un costoso trattamento o convogliare acqua pulita da molto lontano in città a costi molto più elevati.

Nei paesi in via di sviluppo dell'Asia e del Pacifico, il danno ambientale è stato stimato dalla Commissione economica e sociale per l'Asia e il Pacifico (ESCAP) nel 1985 a circa il 3% del PNL, pari a 250 miliardi di dollari, mentre il costo per la riparazione di tali il danno sarebbe intorno all'1%.

Di ritorno

Il gruppo di esperti scientifici sull'energia della Commissione per la salute e l'ambiente dell'OMS (1992a) ha ritenuto che quattro questioni relative all'energia fossero di massima preoccupazione immediata e/o futura per la salute ambientale:

1. esposizione ad agenti nocivi nel corso dell'utilizzo domestico di biomasse e carbone
2. esposizione derivante dall'inquinamento atmosferico urbano in numerose grandi città del mondo
3. i possibili impatti sulla salute dei cambiamenti climatici
4. incidenti gravi con impatti ambientali sulla salute della popolazione.

La valutazione quantitativa dei rischi per la salute derivanti da diversi sistemi energetici richiede una valutazione a livello di sistema contro tutti i fasi di un ciclo del combustibile, che iniziano con l'estrazione delle risorse grezze e si concludono con il consumo finale di energia. Per effettuare confronti intertecnologici validi, i metodi, i dati e le richieste di utilizzo finale devono essere simili e specificati. Nel quantificare gli effetti delle richieste degli utenti finali, devono essere valutate le differenze nelle efficienze di conversione dei dispositivi specifici per l'energia e il combustibile in energia utile.

La valutazione comparativa si basa sull'idea del sistema energetico di riferimento (RES), che descrive i cicli del combustibile passo dopo passo, dall'estrazione alla lavorazione, alla combustione e allo smaltimento finale dei rifiuti. Il RES fornisce un quadro comune e semplice per definire i flussi di energia ei relativi dati utilizzati per la valutazione del rischio. Un RES (figura 1) è una rappresentazione in rete dei componenti principali di un sistema energetico per un dato anno, specificando il consumo di risorse, il trasporto di combustibile, i processi di conversione e gli usi finali, incorporando così in modo compatto le caratteristiche salienti del sistema energetico fornendo al contempo un quadro per la valutazione dei principali effetti sulle risorse, sull'ambiente, sulla salute e sull'economia che possono derivare da nuove tecnologie o politiche.

Figura 1. Sistema energetico di riferimento, anno 1979

Sulla base dei loro rischi per la salute, le tecnologie energetiche possono essere classificate in tre gruppi:

1. Il gruppo combustibili è caratterizzato dall'uso di grandi quantità di combustibili fossili o biomasse - carbone, petrolio, gas naturale, legno e così via - la cui raccolta, lavorazione e trasporto hanno un alto tasso di incidenti che domina i rischi professionali e la cui combustione produce grandi quantità di inquinamento atmosferico e rifiuti solidi che dominano i rischi pubblici.
2. Il gruppo rinnovabile è caratterizzata dall'utilizzo di risorse rinnovabili diffuse a bassa densità energetica - sole, vento, acqua - disponibili in enormi quantità a costo zero, ma la cui captazione richiede vasti spazi e la costruzione di costose strutture in grado di “concentrarle” in utili le forme. I rischi professionali sono elevati e dominati dalla costruzione delle strutture. I rischi pubblici sono bassi, per lo più limitati a incidenti a bassa probabilità, come cedimenti di dighe, guasti alle attrezzature e incendi.
3. Il gruppo nucleare comprende le tecnologie di fissione nucleare, caratterizzate da densità energetiche estremamente elevate nel combustibile trattato, con corrispondenti basse quantità di combustibile e rifiuti da trattare, ma con basse concentrazioni nella crosta terrestre, che richiedono un grande sforzo di estrazione o raccolta. I rischi professionali sono, quindi, relativamente elevati e dominati dagli incidenti minerari e di lavorazione. I rischi pubblici sono piccoli e dominati dalle operazioni di routine dei reattori. Particolare attenzione deve essere prestata ai timori del pubblico sui rischi derivanti dall'esposizione alle radiazioni delle tecnologie nucleari, timori che sono relativamente elevati per unità di rischio per la salute.

Gli effetti significativi sulla salute delle tecnologie per la generazione di energia elettrica sono riportati nella tabella 1, nella tabella 2 e nella tabella 3.

Tabella 1. Effetti significativi sulla salute delle tecnologie per la generazione di elettricità - gruppo combustibili

* Come fonte di energia, solitamente considerata rinnovabile.

Tabella 2. Effetti significativi sulla salute delle tecnologie per la generazione di energia elettrica - gruppo rinnovabili

Tabella 3. Effetti significativi sulla salute delle tecnologie per la generazione di energia elettrica - gruppo nucleare

Gli studi sugli effetti sulla salute della combustione del legno negli Stati Uniti, come le analisi di altre fonti energetiche, si basavano sugli effetti sulla salute della fornitura di una quantità unitaria di energia, cioè quella necessaria per riscaldare un milione di anni di abitazione. Questo è 6 × 10⁷ Calore GJ, o 8.8 × 10⁷ Immissione di legna GJ al 69% di efficienza. Gli effetti sulla salute sono stati stimati nelle fasi di raccolta, trasporto e combustione. Le alternative al petrolio e al carbone sono state ridimensionate da lavori precedenti (vedi figura 2). Le incertezze nella raccolta sono ± un fattore di ~2, quelle negli incendi domestici ± un fattore di ~3 e quelle nell'inquinamento atmosferico ± un fattore maggiore di 10. Se i pericoli dell'elettricità nucleare fossero tracciati sulla stessa scala, il totale il rischio sarebbe circa la metà di quello dell'estrazione mineraria per l'estrazione del carbone.

Figura 2. Effetti sulla salute per unità di quantità di energia

Un modo conveniente per aiutare a comprendere il rischio è ridimensionarlo a una singola persona che fornisce legname a un'abitazione per 40 anni (figura 3). Ciò si traduce in un rischio totale di morte di ~ 1.6 x 10^-3 (vale a dire, ~ 0.2%). Questo può essere confrontato con il rischio di morte in un incidente automobilistico negli Stati Uniti nello stesso periodo, ~ 9.3 x 10^-3 (vale a dire, ~ 1%), che è cinque volte maggiore. La combustione del legno presenta rischi che sono dello stesso ordine delle tecnologie di riscaldamento più convenzionali. Entrambi sono ben al di sotto del rischio complessivo di altre attività comuni e molti aspetti del rischio sono chiaramente suscettibili di misure preventive.

Figura 3. Rischio, per una singola persona, di morte dovuto all'approvvigionamento di un'abitazione con legna da ardere per 40 anni

Si possono fare i seguenti confronti per i rischi per la salute:

• Rischio professionale acuto. Per il ciclo del carbone, il rischio occupazionale è nettamente superiore a quello associato a petrolio e gas; è circa uguale a quello associato ai sistemi di energia rinnovabile, quando la loro costruzione è inclusa nella valutazione, ed è circa 8-10 volte superiore ai rischi corrispondenti per il nucleare. I futuri progressi tecnologici nelle fonti rinnovabili di energia solare ed eolica possono comportare una significativa riduzione del rischio professionale acuto associato a questi sistemi. La produzione di energia idroelettrica comporta un rischio professionale acuto relativamente elevato.
• Rischio professionale tardivo. Gli incidenti mortali tardivi si verificano principalmente nell'estrazione di carbone e uranio e hanno all'incirca le stesse dimensioni. L'estrazione sotterranea di carbone, tuttavia, sembra essere più pericolosa dell'estrazione sotterranea di uranio (calcolo sulla base di un'unità normalizzata di elettricità generata). L'uso del carbone estratto in superficie, d'altra parte, porta in totale a un minor numero di vittime tardive rispetto all'uso dell'energia nucleare.
• Rischio pubblico acuto. Questi rischi, per lo più dovuti a incidenti di trasporto, dipendono fortemente dalla distanza percorsa e dal modo di trasporto. Il rischio del nucleare è 10-100 volte inferiore a quello di tutte le altre opzioni, soprattutto a causa della quantità relativamente bassa di materiali da trasportare. Il ciclo del carbone ha il più alto rischio pubblico acuto a causa del grande trasporto di materiale usando lo stesso ragionamento.
• Rischio pubblico tardivo. Ci sono grandi incertezze associate ai rischi pubblici tardivi associati a tutte le fonti energetiche. I rischi pubblici tardivi per il nucleare e il gas naturale sono pressoché uguali e almeno dieci volte inferiori a quelli associati al carbone e al petrolio. Si prevede che gli sviluppi futuri porteranno a riduzioni significative dei rischi pubblici tardivi per le energie rinnovabili.

Chiaramente, gli effetti sulla salute delle diverse fonti energetiche dipendono dalla quantità e dal tipo di energia consumata. Questi variano notevolmente geograficamente. La legna da ardere è il quarto maggior contributo all'approvvigionamento energetico mondiale, dopo petrolio, carbone e gas naturale. Quasi la metà della popolazione mondiale, in particolare quella che vive nelle aree rurali e urbane dei paesi in via di sviluppo, ne dipende per cucinare e riscaldarsi (legno o suoi derivati, carbone di legna o, in mancanza di uno di questi, da residui agricoli o letame). La legna da ardere costituisce più della metà del consumo mondiale di legno, raggiungendo l'86% nei paesi in via di sviluppo e il 91% in Africa.

Nel considerare fonti di energia nuove e rinnovabili come l'energia solare, l'energia eolica e i combustibili alcolici, l'idea di un "ciclo del combustibile" deve comprendere industrie come il solare fotovoltaico, dove praticamente nessun rischio è connesso al funzionamento del dispositivo ma un sostanziale quantità, spesso ignorata, può essere coinvolta nella sua fabbricazione.

Sono stati fatti tentativi per affrontare questa difficoltà ampliando il concetto di ciclo del combustibile per includere tutte le fasi nello sviluppo di un sistema energetico, incluso, ad esempio, il calcestruzzo che entra nell'impianto che produce il vetro per il collettore solare. Il problema della completezza è stato affrontato osservando che l'analisi a ritroso delle fasi di lavorazione equivale a un insieme di equazioni simultanee la cui soluzione, se lineare, è esprimibile come matrice di valori. Tale approccio è familiare agli economisti come analisi input-output; e i numeri appropriati, che mostrano quanto ogni attività economica attinge dalle altre, sono già stati ricavati, anche se per categorie aggregate che potrebbero non corrispondere esattamente alle fasi di produzione si desidera esaminare per misurare i danni alla salute.

Nessun singolo metodo di analisi comparativa dei rischi nel settore energetico è di per sé pienamente soddisfacente. Ognuno ha vantaggi e limiti; ognuno fornisce un diverso tipo di informazioni. Dato il livello di incertezza delle analisi dei rischi per la salute, i risultati di tutti i metodi dovrebbero essere esaminati per fornire un quadro il più dettagliato possibile e una comprensione più completa dell'entità delle incertezze associate.

Di ritorno

L'urbanizzazione è una caratteristica importante del mondo contemporaneo. All'inizio del diciannovesimo secolo c'erano circa 50 milioni di persone che vivevano nelle aree urbane. Nel 1975 erano 1.6 miliardi e nel 2000 saranno 3.1 miliardi (Harpham, Lusty e Vaugham 1988). Tali cifre superano di gran lunga la crescita della popolazione rurale.

Tuttavia, il processo di urbanizzazione ha spesso avuto impatti pericolosi sulla salute di coloro che lavorano e vivono nelle città e nei paesi. In misura maggiore o minore, la produzione di alloggi adeguati, la fornitura di infrastrutture urbane e il controllo del traffico non hanno tenuto il passo con la crescita della popolazione urbana. Questo ha generato una miriade di problemi di salute.

Alloggiamento

Le condizioni abitative in tutto il mondo sono tutt'altro che adeguate. Ad esempio, a metà degli anni '1980, dal 40 al 50% della popolazione in molte città dei paesi in via di sviluppo viveva in alloggi scadenti (WHO Commission on Health and Environment 1992b). Tali cifre sono aumentate da allora. Sebbene la situazione nei paesi industrializzati sia meno critica, sono frequenti i problemi abitativi come il degrado, il sovraffollamento e persino la mancanza di una casa.

I principali aspetti dell'ambiente residenziale che influenzano la salute ei rischi associati sono presentati nella tabella 1. È probabile che la salute di un lavoratore ne risenta se la sua residenza è carente in uno o più di questi aspetti. Nei paesi in via di sviluppo, ad esempio, circa 600 milioni di abitanti urbani vivono in case e quartieri pericolosi per la salute e la vita (Hardoy, Cairncross e Satterthwaite 1990; OMS 1992b).

Tabella 1. Alloggio e salute

Fonte: Hardoy et al. 1990; Harpham et al. 1988; Commissione dell'OMS per la salute e l'ambiente 1992b.

I problemi abitativi possono anche avere un effetto diretto sulla salute sul lavoro, nel caso di coloro che lavorano in ambienti residenziali. Questi includono i domestici e anche un numero crescente di piccoli produttori in una varietà di industrie a domicilio. Questi produttori possono essere ulteriormente colpiti quando i loro processi di produzione generano una qualche forma di inquinamento. Studi selezionati in questi tipi di industrie hanno rilevato rifiuti pericolosi con conseguenze come malattie cardiovascolari, cancro della pelle, disturbi neurologici, cancro bronchiale, fotofobia e metaemoglobinemia infantile (Hamza 1991).

La prevenzione dei problemi legati alla casa comprende l'azione in diverse fasi della fornitura di alloggi:

1. posizione (ad esempio, siti sicuri e privi di vettori)
2. progettazione della casa (p. es., spazi di adeguate dimensioni e protezione climatica, utilizzo di materiali da costruzione non deperibili, adeguata protezione delle attrezzature)
3. costruzione (prevenzione dei difetti di costruzione)
4. manutenzione (ad es. controllo adeguato delle apparecchiature, screening adeguato).

L'inserimento di attività industriali nell'ambiente residenziale può richiedere speciali misure di protezione, a seconda del particolare processo di produzione.

Le soluzioni abitative specifiche possono variare notevolmente da luogo a luogo, a seconda delle circostanze sociali, economiche, tecniche e culturali. Un gran numero di città e paesi dispone di una legislazione locale in materia di pianificazione e costruzione che include misure per prevenire i rischi per la salute. Tuttavia, tale legislazione spesso non viene applicata a causa dell'ignoranza, della mancanza di controllo legale o, nella maggior parte dei casi, della mancanza di risorse finanziarie per costruire alloggi adeguati. Pertanto, è importante non solo progettare (e aggiornare) codici adeguati, ma anche creare le condizioni per la loro attuazione.

Infrastrutture urbane: la fornitura di servizi di igiene ambientale

Gli alloggi possono anche influire sulla salute quando non sono adeguatamente forniti di servizi sanitari ambientali come la raccolta dei rifiuti, l'acqua, i servizi igienico-sanitari e il drenaggio. L'inadeguata fornitura di questi servizi, tuttavia, si estende oltre l'ambito abitativo e può causare pericoli per la città o il paese nel suo insieme. Gli standard di fornitura di questi servizi sono ancora critici in un gran numero di luoghi. Ad esempio, dal 30 al 50% dei rifiuti solidi generati all'interno dei centri urbani non viene raccolto. Nel 1985 c'erano 100 milioni di persone in più senza servizio idrico rispetto al 1975. Più di due miliardi di persone non hanno ancora mezzi sanitari per smaltire i rifiuti umani (Hardoy, Cairncross e Satterthwaite 1990; Commissione OMS per la salute e l'ambiente 1992b). E i media hanno spesso mostrato casi di inondazioni e altri incidenti legati a un drenaggio urbano inadeguato.

I pericoli derivanti dalla fornitura inadeguata di servizi di salute ambientale sono presentati nella tabella 2. Sono comuni anche i rischi trasversali ai servizi, ad esempio contaminazione dell'approvvigionamento idrico a causa della mancanza di servizi igienici, diffusione di rifiuti attraverso l'acqua non drenata. Per dare un'illustrazione dell'entità dei problemi infrastrutturali tra i tanti, un bambino viene ucciso in tutto il mondo ogni 20 secondi a causa della diarrea, che è uno dei principali risultati di servizi sanitari ambientali carenti.

Tabella 2. Infrastrutture urbane e sanità

Fonte: Hardoy et al. 1990; Commissione dell'OMS per la salute e l'ambiente 1992b.

Quei lavoratori il cui ambiente di lavoro immediato o più ampio non è adeguatamente fornito di tali servizi sono esposti a una profusione di rischi per la salute sul lavoro. Coloro che lavorano nella fornitura o nella manutenzione dei servizi, come i netturbini, gli spazzini e gli spazzini, sono ulteriormente esposti.

Esistono infatti soluzioni tecniche in grado di migliorare l'erogazione dei servizi di igiene ambientale. Comprendono, tra molti altri, schemi di riciclaggio dei rifiuti (compreso il sostegno agli spazzini), uso di diversi tipi di veicoli per la raccolta dei rifiuti per raggiungere diversi tipi di strade (comprese quelle degli insediamenti informali), impianti per il risparmio idrico, controllo più rigoroso delle perdite d'acqua e sistemi sanitari a basso costo come latrine a fossa ventilata, fosse settiche o fognature di piccolo calibro.

Tuttavia, il successo di ciascuna soluzione dipenderà dalla sua adeguatezza alle circostanze locali e dalle risorse locali e dalla capacità di attuarla. La volontà politica è fondamentale, ma non sufficiente. I governi hanno spesso avuto difficoltà a fornire servizi urbani adeguati da soli. Le storie di successo della buona offerta hanno spesso incluso la cooperazione tra i settori pubblico, privato e/o del volontariato. È importante un coinvolgimento e un sostegno approfonditi delle comunità locali. Ciò richiede spesso il riconoscimento ufficiale del gran numero di insediamenti illegali e semi-legali (soprattutto ma non solo nei paesi in via di sviluppo), sui quali grava gran parte dei problemi di salute ambientale. I lavoratori direttamente coinvolti in servizi come la raccolta o il riciclaggio dei rifiuti e la manutenzione delle fognature necessitano di attrezzature speciali per la protezione, come guanti, tute e mascherine.

Traffico

Le città e i paesi sono fortemente dipendenti dai trasporti via terra per il movimento di persone e merci. Pertanto, l'aumento dell'urbanizzazione in tutto il mondo è stato accompagnato da una forte crescita del traffico urbano. Tuttavia, una tale situazione ha generato un gran numero di incidenti. Ogni anno muoiono circa 500,000 persone in incidenti stradali, due terzi dei quali si verificano nelle aree urbane o periurbane. Inoltre, secondo molti studi in diversi Paesi, per ogni morto ci sono da dieci a venti feriti. Molti casi subiscono una perdita di produttività permanente o prolungata (Urban Edge 1990a; Commissione OMS per la salute e l'ambiente 1992a). Gran parte di tali dati si riferisce a persone in viaggio verso o dal lavoro e un tale tipo di incidente stradale è stato recentemente considerato un rischio professionale.

Secondo gli studi della Banca Mondiale, le principali cause di incidenti stradali urbani includono: cattive condizioni dei veicoli; strade deteriorate; diversi tipi di traffico, da pedoni e animali a camion, che condividono le stesse strade o corsie; sentieri inesistenti; e comportamento stradale spericolato (sia da parte di conducenti che pedoni) (Urban Edge 1990a, 1990b).

Un ulteriore pericolo generato dall'espansione del traffico urbano è l'inquinamento atmosferico e acustico. I problemi di salute comprendono le malattie respiratorie acute e croniche, i tumori maligni e le deficienze dell'udito (l'inquinamento è trattato anche in altri articoli di questo Enciclopedia).

Le soluzioni tecniche per migliorare la sicurezza stradale e automobilistica (così come l'inquinamento) abbondano. La sfida principale sembra essere quella di cambiare l'atteggiamento di conducenti, pedoni e funzionari pubblici. L'educazione alla sicurezza stradale, dall'insegnamento nelle scuole elementari alle campagne attraverso i media, è stata spesso raccomandata come politica per indirizzare conducenti e/o pedoni (e tali programmi hanno spesso avuto un certo grado di successo una volta implementati). I funzionari pubblici hanno la responsabilità di progettare e applicare la legislazione sul traffico, ispezionare i veicoli e progettare e attuare misure di sicurezza ingegneristica. Tuttavia, secondo gli studi summenzionati, questi funzionari raramente percepiscono gli incidenti stradali (o l'inquinamento) come una priorità assoluta, o hanno i mezzi per agire rispettosamente (Urban Edge 1990a, 1990b). Pertanto, devono essere presi di mira da campagne educative e supportati nel loro lavoro.

Il tessuto urbano

Oltre alle problematiche specifiche già segnalate (abitazioni, servizi, viabilità), anche la crescita complessiva del tessuto urbano ha avuto un impatto sulla salute. In primo luogo, le aree urbane sono solitamente dense, un fatto che facilita la diffusione delle malattie trasmissibili. In secondo luogo, tali aree concentrano un gran numero di industrie e l'inquinamento ad esse associato. In terzo luogo, attraverso il processo di crescita urbana, focolai naturali di vettori di malattie possono rimanere intrappolati all'interno di nuove aree urbane e possono essere create nuove nicchie per vettori di malattie. I vettori possono adattarsi a nuovi habitat (urbani), ad esempio quelli responsabili della malaria urbana, della dengue e della febbre gialla. In quarto luogo, l'urbanizzazione ha spesso avuto conseguenze psicosociali come stress, alienazione, instabilità e insicurezza; che, a loro volta, hanno portato a problemi come la depressione e l'abuso di alcol e droghe (Harpham, Lusty e Vaugham 1988; Commissione OMS per la salute e l'ambiente 1992a).

Le esperienze passate hanno dimostrato la possibilità (e la necessità) di affrontare i problemi di salute attraverso miglioramenti nell'urbanizzazione. Ad esempio, "¼ il notevole calo dei tassi di mortalità e i miglioramenti della salute in Europa e Nord America all'inizio del secolo scorso sono dovuti più al miglioramento della nutrizione e al miglioramento dell'approvvigionamento idrico, dei servizi igienico-sanitari e di altri aspetti delle condizioni abitative e di vita che alle cure mediche istituzioni” (Hardoy, Cairncross e Satterthwaite 1990).

Le soluzioni ai crescenti problemi dell'urbanizzazione richiedono una solida integrazione tra pianificazione e gestione urbana (spesso separate) e la partecipazione dei diversi attori pubblici, privati ​​e del volontariato che operano nell'arena urbana. L'urbanizzazione colpisce una vasta gamma di lavoratori. Contrariamente ad altre fonti o tipi di problemi di salute (che possono colpire specifiche categorie di lavoratori), i rischi professionali derivanti dall'urbanizzazione non possono essere affrontati attraverso un'azione o una pressione sindacale unica. Richiedono un'azione interprofessionale o, ancor più in generale, un'azione della comunità urbana in generale.

Di ritorno

Cambiamento climatico

I principali gas serra (GHG) sono costituiti da anidride carbonica, metano, protossido di azoto, vapore acqueo e clorofluorocarburi (CFC). Questi gas consentono alla luce solare di penetrare nella superficie terrestre, ma impediscono la fuoriuscita del calore radiante infrarosso. Il gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) delle Nazioni Unite ha concluso che le emissioni, principalmente dall'industria, e la distruzione dei pozzi di assorbimento dei gas serra, attraverso una cattiva gestione dell'uso del suolo, in particolare la deforestazione, hanno aumentato sostanzialmente le concentrazioni di gas serra oltre i processi naturali. Senza importanti cambiamenti politici, i livelli preindustriali di anidride carbonica dovrebbero aumentare, producendo un aumento di 1.0-3.5°C della temperatura media globale entro il 2100 (IPCC in corso di stampa).

Le due componenti principali del cambiamento climatico includono (1) l'innalzamento della temperatura con concomitante instabilità meteorologica ed eventi estremi e (2) l'innalzamento del livello del mare dovuto alla termoespansione. Questi cambiamenti possono comportare una maggiore frequenza di ondate di calore e pericolosi episodi di inquinamento atmosferico, ridotta umidità del suolo, maggiore incidenza di eventi meteorologici dirompenti e inondazioni costiere (IPCC 1992). I successivi effetti sulla salute possono includere un aumento di (1) mortalità e morbilità legate al calore; (2) malattie infettive, in particolare quelle trasmesse dagli insetti; (3) malnutrizione da carenza di approvvigionamento alimentare; e (4) crisi infrastrutturali di sanità pubblica dovute a disastri meteorologici e innalzamento del livello del mare, insieme alla migrazione umana legata al clima (vedi figura 1).

Figura 1. Effetti sulla salute pubblica delle principali componenti del cambiamento climatico globale

 Gli esseri umani hanno un'enorme capacità di adattamento alle condizioni climatiche e ambientali. Tuttavia, il tasso di cambiamento climatico previsto e il potenziale cambiamento ecologico è di grande preoccupazione sia per i medici che per gli scienziati della terra. Molti degli effetti sulla salute saranno mediati dalle risposte ecologiche alle condizioni climatiche alterate. Ad esempio, la diffusione delle malattie trasmesse da vettori dipenderà dai cambiamenti nella vegetazione e dalla disponibilità di serbatoi o ospiti intermedi, unitamente agli effetti diretti della temperatura e dell'umidità sui parassiti e sui loro vettori (Patz et al. 1996). Comprendere i pericoli del cambiamento climatico richiederà, quindi, una valutazione integrata del rischio ecologico che richiede approcci nuovi e complessi rispetto all'analisi convenzionale del rischio causa-effetto basata su un singolo agente basata su dati empirici (McMichael 1993).

Esaurimento stratosferico dell'ozono

L'impoverimento dell'ozono stratosferico si verifica principalmente dalle reazioni con i radicali liberi alogeni dei clorofluorocarburi (CFC), insieme ad altri alocarburi e al bromuro di metile (Molina e Rowland 1974). L'ozono blocca in modo specifico la penetrazione della radiazione ultravioletta B (UVB), che contiene le lunghezze d'onda biologicamente più distruttive (290-320 nanometri). Si prevede che i livelli di UVB aumentino in modo sproporzionato nelle zone temperate e artiche, poiché è stata stabilita una chiara relazione tra latitudini più elevate e l'entità dell'assottigliamento dell'ozono (Stolarski et al. 1992).

Per il periodo 1979-91, la perdita media di ozono è stata stimata al 2.7% per decennio, correggendo il ciclo solare e altri fattori (Gleason et al. 1993). Nel 1993, i ricercatori utilizzando un nuovo spettroradiometro sensibile a Toronto, in Canada, hanno scoperto che l'attuale riduzione dell'ozono ha causato un aumento locale della radiazione UVB ambientale del 35% in inverno e del 7% in estate, rispetto ai livelli del 1989 (Kerr e McElroy 1993). Stime precedenti del Programma ambientale delle Nazioni Unite (UNEP) prevedevano un aumento dell'1.4% dei raggi UVB per ogni calo dell'1% dell'ozono stratosferico (UNEP 1991a).

Gli impatti diretti sulla salute derivanti dalla riduzione dell'ozono stratosferico, che porta a un aumento delle radiazioni UVB ambientali, includono (1) cancro della pelle (2) malattie oculari e (3) immunosoppressione. Effetti indiretti sulla salute possono derivare da danni alle colture provocati dalle radiazioni ultraviolette.

Effetti sulla salute del cambiamento di temperatura e precipitazioni

Morbilità e mortalità correlate al calore

Fisiologicamente, gli esseri umani hanno una grande capacità di termoregolazione fino a una temperatura di soglia. Condizioni meteorologiche superiori alle temperature di soglia e persistenti per più giorni consecutivi provocano un aumento della mortalità nella popolazione. Nelle grandi città, gli alloggi poveri combinati con l'effetto "isola di calore" urbana aggravano ulteriormente le condizioni. A Shanghai, ad esempio, questo effetto può raggiungere i 6.5 °C in una serata senza vento durante l'inverno (IPCC 1990). La maggior parte dei decessi correlati al calore si verificano nella popolazione anziana e sono attribuiti a disturbi cardiovascolari e respiratori (Kilbourne 1989). Le principali variabili meteorologiche contribuiscono alla mortalità correlata al caldo, le più significative sono le letture notturne elevate; si prevede che l'effetto serra elevi particolarmente queste temperature minime (Kalkstein e Smoyer 1993).

Si prevede che le regioni temperate e polari si riscalderanno in modo sproporzionato rispetto alle zone tropicali e subtropicali (IPCC 1990). Sulla base delle previsioni della National Aeronautics and Space Administration (NASA) statunitense, le temperature medie estive a New York e St. Louis, ad esempio, aumenterebbero rispettivamente di 3.1 e 3.9 °C se la CO ambiente₂ raddoppia. Anche con l'aggiustamento per l'acclimatazione fisiologica, la mortalità annuale estiva in città temperate come queste potrebbe quadruplicarsi (Kalkstein e Smoyer 1993).

La chimica atmosferica è un importante fattore che contribuisce alla formazione dello smog fotochimico urbano, per cui la fotodecomposizione di NO₂ in presenza di composti organici volatili provoca la produzione di ozono troposferico (a livello del suolo). Sia l'aumento della radiazione UV ambientale che le temperature più calde aumenterebbero ulteriormente queste reazioni. Gli effetti negativi sulla salute dell'inquinamento atmosferico sono ben noti e l'uso continuato di combustibili fossili estenderà gli impatti acuti e cronici sulla salute. (vedi “Inquinamento atmosferico” in questo capitolo).

Malattie infettive e cambiamenti climatici/ecosistemi

I modelli di circolazione generale accoppiati atmosfera-oceano prevedono che le alte latitudini nell'emisfero settentrionale sperimenteranno il maggiore aumento della temperatura superficiale sulla base degli attuali scenari IPCC (IPCC 1992). Si prevede che le temperature minime invernali saranno sproporzionatamente più colpite, consentendo a determinati virus e parassiti di estendersi in regioni dove prima non potevano vivere. Oltre agli effetti climatici diretti sui vettori, la trasformazione degli ecosistemi potrebbe avere notevoli implicazioni per le malattie in cui l'area geografica delle specie ospiti vettore e/o serbatoio è definita da questi ecosistemi.

Le malattie trasmesse da vettori possono diffondersi nelle regioni temperate di entrambi gli emisferi e intensificarsi nelle aree endemiche. La temperatura determina l'infettività del vettore influenzando la replicazione, la maturazione e il periodo di infettività del patogeno (Longstreth e Wiseman 1989). La temperatura e l'umidità elevate intensificano anche il comportamento pungente di diverse specie di zanzare. Il caldo estremo, d'altra parte, può ridurre il tempo di sopravvivenza degli insetti.

Le malattie infettive che incorporano una specie a sangue freddo (invertebrati) all'interno dei loro cicli di vita, sono più suscettibili alle sottili variazioni climatiche (Sharp 1994). Le malattie i cui agenti infettivi, vettori o ospiti sono influenzati dai cambiamenti climatici includono malaria, schistosomiasi, filariosi, leishmaniosi, oncocercosi (cecità fluviale), tripanosomiasi (malattia del sonno di Chagas e africana), dengue, febbre gialla ed encefalite da arbovirus. Le cifre attuali del numero di persone a rischio di queste malattie sono elencate nella tabella 1 (WHO 1990d).

Tabella 1. Stato globale delle principali malattie trasmesse da vettori

^a I numeri si riferiscono alle spiegazioni nel testo. ^b Basato su una popolazione mondiale stimata in 4.8 miliardi (1989).
0 = improbabile; + = probabile; ++ = molto probabile; +++ = nessun preventivo disponibile; ? = non conosciuto.

In tutto il mondo, la malaria è la malattia trasmessa da vettori più diffusa e causa da uno a due milioni di morti all'anno. Secondo Martens et al., entro la metà del prossimo secolo potrebbero verificarsi circa un milione di vittime annuali in più a causa dei cambiamenti climatici. (1995). La zanzara Anopheline che porta la malaria può estendersi fino all'isoterma invernale di 16 °C, poiché lo sviluppo del parassita non avviene al di sotto di questa temperatura (Gilles e Warrell 1993). Le epidemie che si verificano ad altitudini più elevate generalmente coincidono con temperature sopra la media (Loevinsohn 1994). La deforestazione colpisce anche la malaria, poiché le aree disboscate forniscono un'abbondanza di pozze d'acqua dolce in cui possono svilupparsi le larve di Anopheline (vedere "Estinzione delle specie, perdita di biodiversità e salute umana" in questo capitolo).

Negli ultimi due decenni, gli sforzi per controllare la malaria hanno fatto solo progressi marginali. Il trattamento non è migliorato in quanto la resistenza ai farmaci è diventata un grave problema per il ceppo più virulento, il Plasmodium falciparum, ei vaccini antimalarici hanno mostrato solo un'efficacia limitata (Institute of Medicine 1991). La grande capacità di variazione antigenica dei protozoi ha finora impedito l'acquisizione di vaccini efficaci per la malaria e la malattia del sonno, lasciando poco ottimismo per nuovi agenti farmaceutici prontamente disponibili contro queste malattie. Le malattie che coinvolgono ospiti serbatoio intermedi (ad esempio, cervi e roditori nel caso della malattia di Lyme) rendono l'immunità del gregge umano dai programmi di vaccinazione sostanzialmente irraggiungibile, rappresentando un altro ostacolo all'intervento medico preventivo.

Poiché il cambiamento climatico altera l'habitat, causando una potenziale riduzione della biodiversità, gli insetti vettori saranno costretti a trovare nuovi ospiti (vedi “Estinzione delle specie, perdita di biodiversità e salute umana”). In Honduras, ad esempio, insetti in cerca di sangue come lo scarabeo assassino, che porta l'incurabile malattia di Chagas (o tripanosomiasi americana), sono stati costretti a cercare ospiti umani mentre la biodiversità diminuisce a causa della deforestazione. Dei 10,601 honduregni studiati nelle regioni endemiche, il 23.5% è ora sieropositivo per la malattia di Chagas (Sharp 1994). Le malattie zoonotiche sono frequentemente all'origine di infezioni umane, e generalmente colpiscono l'uomo a seguito di un cambiamento ambientale o di un'alterazione dell'attività umana (Institute of Medicine l992). Molte malattie "nuove emergenti" nell'uomo sono in realtà zoonosi di lunga data di specie animali ospiti. Per esempio, hantavirus, recentemente scoperto essere la causa di decessi umani nel sud-ovest degli Stati Uniti, è stato a lungo stabilito nei roditori e si è ritenuto che la recente epidemia fosse correlata alle condizioni climatiche/ecologiche (Wenzel 1994).

Effetti marini

Il cambiamento climatico può avere un ulteriore impatto sulla salute pubblica attraverso effetti sulle dannose fioriture di fitoplancton marino (o alghe). L'aumento del fitoplancton a livello globale è stato una conseguenza della scarsa gestione del controllo dell'erosione, dell'applicazione agricola liberale di fertilizzanti e del rilascio di acque reflue costiere, il tutto con conseguenti effluenti ricchi di sostanze nutritive che promuovono la crescita delle alghe. Le condizioni che favoriscono questa crescita potrebbero essere aumentate dalle temperature più calde della superficie del mare previste con il riscaldamento globale. Il sovrasfruttamento di pesci e molluschi (consumatori di alghe) insieme all'uso diffuso di pesticidi tossici per i pesci, contribuiscono ulteriormente alla crescita eccessiva di plancton (Epstein 1995).

Le maree rosse che causano malattie diarroiche e paralitiche e l'avvelenamento da molluschi amnesici sono i primi esempi di malattie derivanti dalla crescita eccessiva di alghe. È stato scoperto che Vibrio cholera è ospitato dal fitoplancton marino; quindi le fioriture potrebbero rappresentare un serbatoio espanso da cui possono iniziare le epidemie di colera (Huq et al. 1990).

Approvvigionamento alimentare e nutrizione umana

La malnutrizione è una delle principali cause di mortalità infantile e di morbilità infantile dovute all'immunosoppressione (vedi “Cibo e agricoltura”). Il cambiamento climatico potrebbe influenzare negativamente l'agricoltura sia attraverso cambiamenti a lungo termine, come la riduzione dell'umidità del suolo attraverso l'evapotraspirazione, sia, più immediatamente, attraverso eventi meteorologici estremi come siccità, inondazioni (ed erosione) e tempeste tropicali. Le piante possono inizialmente beneficiare di "CO₂ fecondazione”, che può migliorare la fotosintesi (IPCC 1990). Anche tenendo conto di ciò, l'agricoltura nei paesi in via di sviluppo ne soffrirà di più e si stima che in queste nazioni, 40-300 milioni di persone in più saranno a rischio di fame a causa del cambiamento climatico (Sharp 1994).

Dovranno essere presi in considerazione anche i cambiamenti ecologici indiretti che interessano le colture, dal momento che i parassiti agricoli possono cambiare nella distribuzione (IPCC 1992) (vedi “Cibo e agricoltura”). Considerando le complesse dinamiche degli ecosistemi, una valutazione completa dovrà estendersi oltre gli impatti diretti del cambiamento delle condizioni atmosferiche e/o del suolo.

Effetti sulla salute dei disastri meteorologici e dell'innalzamento del livello del mare

L'espansione termica degli oceani può causare l'innalzamento del livello del mare a un ritmo relativamente rapido da due a quattro centimetri per decennio e si prevede che gli estremi previsti del ciclo idrologico produrranno modelli meteorologici e tempeste più gravi. Tali eventi danneggerebbero direttamente le abitazioni e le infrastrutture sanitarie pubbliche, come i sistemi igienico-sanitari e il drenaggio delle acque piovane (IPCC 1992). Le popolazioni vulnerabili nelle zone costiere basse e nelle piccole isole sarebbero costrette a migrare verso luoghi più sicuri. Il conseguente sovraffollamento e la scarsa igiene tra questi rifugiati ambientali potrebbero amplificare la diffusione di malattie infettive come il colera e i tassi di trasmissione di malattie trasmesse da vettori aumenterebbero a causa dell'affollamento e del potenziale afflusso di individui infetti (WHO 1990d). I sistemi di drenaggio allagati possono ulteriormente esacerbare la situazione e devono essere considerati anche gli impatti psicologici della sindrome da stress post-traumatico a seguito di grandi tempeste.

L'approvvigionamento di acqua dolce diminuirebbe a causa dell'intrusione salina delle falde acquifere costiere e dei terreni agricoli costieri persi a causa della salinizzazione o dell'inondazione totale. Ad esempio, un innalzamento del livello del mare di un metro distruggerebbe rispettivamente il 15% e il 20% dell'agricoltura in Egitto e in Bangladesh (IPCC 1990). Per quanto riguarda la siccità, i metodi di irrigazione adattiva potrebbero influenzare i siti di riproduzione dei vettori di artropodi e invertebrati (ad esempio, in modo simile alla schistosomiasi in Egitto), ma la valutazione costi/benefici di tali impatti sarà difficile.

Effetti sulla salute dell'esaurimento dell'ozono stratosferico

Effetti diretti sulla salute delle radiazioni ultravioletteB

L'ozono blocca specificamente la penetrazione della radiazione ultraviolettaB, che contiene le lunghezze d'onda biologicamente più distruttive di 290-320 nanometri. L'UVB induce la formazione di dimeri di pirimidina all'interno delle molecole di DNA, che se non riparati possono evolvere in cancro (IARC 1992). Il cancro della pelle non melanoma (carcinoma a cellule squamose e basocellulari) e il melanoma a diffusione superficiale sono correlati all'esposizione alla luce solare. Nelle popolazioni occidentali, l'incidenza del melanoma è aumentata dal 20 al 50% ogni cinque anni negli ultimi due decenni (Coleman et al. 1993). Sebbene non esista una relazione diretta tra l'esposizione cumulativa ai raggi ultravioletti e il melanoma, l'eccessiva esposizione ai raggi UV durante l'infanzia è associata all'incidenza. Per un calo sostenuto del 10% dello strato di ozono stratosferico, i casi di cancro della pelle non melanoma potrebbero aumentare del 26% o 300,000 a livello globale all'anno; il melanoma potrebbe aumentare del 20% o di 4,500 casi in più all'anno (UNEP 1991a).

La formazione di cataratta oculare causa la metà della cecità nel mondo (17 milioni di casi all'anno) ed è associata alle radiazioni UVB in una relazione dose-risposta (Taylor 1990). Gli amminoacidi ei sistemi di trasporto della membrana nel cristallino dell'occhio sono particolarmente inclini alla fotoossidazione da parte dei radicali dell'ossigeno generati dall'irradiazione UVB (IARC 1992). Un raddoppio dell'esposizione ai raggi UVB potrebbe causare un aumento del 60% delle cataratte corticali rispetto ai livelli attuali (Taylor et al. 1988). L'UNEP stima che una perdita sostenuta del 10% di ozono stratosferico provocherebbe circa 1.75 milioni di cataratte in più all'anno (UNEP 1991a). Altri effetti oculari dell'esposizione ai raggi UVB includono fotocheratite, fotocherato-congiuntivite, pinguecola e pterigio (o crescita eccessiva dell'epitelio congiuntivale) e cheratopatia da goccioline climatiche (IARC 1992).

La capacità del sistema immunitario di funzionare efficacemente dipende dall'elaborazione e dalla presentazione "locale" dell'antigene alle cellule T, nonché dall'aumento della risposta "sistemica" attraverso la produzione di linfochine (messaggeri biochimici) e la conseguente cellula T-helper/T-soppressore rapporti. L'UVB provoca immunosoppressione a entrambi i livelli. Gli UVB negli studi sugli animali possono influenzare il decorso delle malattie infettive della pelle, come l'oncocercosi, la leishmaniosi e la dermatofitosi, e compromettere l'immunosorveglianza delle cellule epidermiche precancerose trasformate. Studi preliminari mostrano inoltre un'influenza sull'efficacia del vaccino (Kripke e Morison 1986; IARC 1992).

Effetti indiretti sulla salute pubblica degli UVB

Storicamente, le piante terrestri si sono stabilite solo dopo la formazione dello strato protettivo di ozono, poiché l'UVB inibisce la fotosintesi (UNEP 1991a). L'indebolimento delle colture alimentari sensibili ai danni UVB potrebbe estendere ulteriormente gli impatti sull'agricoltura dovuti ai cambiamenti climatici e all'innalzamento del livello del mare.

Il fitoplancton è alla base della catena alimentare marina e funge anche da importante “serbatoio” di anidride carbonica. Il danno UV a queste alghe nelle regioni polari, quindi, influenzerebbe negativamente la catena alimentare marina e aggraverebbe l'effetto serra. L'UNEP stima che una perdita del 10% di fitoplancton marino limiterebbe la CO annuale degli oceani₂ assorbimento di cinque gigatonnellate, pari alle emissioni antropiche annue derivanti dalla combustione di combustibili fossili (UNEP 1991a).

Rischi professionali e strategie di controllo

Rischi professionali

Per quanto riguarda la riduzione delle emissioni di gas serra da combustibili fossili, sarà necessario ampliare le fonti energetiche rinnovabili alternative. I rischi pubblici e professionali dell'energia nucleare sono ben noti e sarà necessario salvaguardare gli impianti, i lavoratori e il combustibile esaurito. Il metanolo può servire a sostituire gran parte del consumo di benzina; tuttavia, l'emissione di formaldeide da queste fonti presenterà un nuovo pericolo ambientale. I materiali superconduttori per il trasferimento di elettricità efficiente dal punto di vista energetico sono per lo più ceramiche composte da calcio, stronzio, bario, bismuto, tallio e ittrio (OMS in corso di stampa).

Meno si sa circa la sicurezza sul lavoro nelle unità di produzione per la cattura dell'energia solare. Silicio, gallio, indio, tallio, arsenico e antimonio sono gli elementi primari utilizzati per costruire celle fotovoltaiche (WHO in press). Il silicio e l'arsenico influiscono negativamente sui polmoni; il gallio è concentrato nei reni, nel fegato e nelle ossa; e le forme ioniche dell'indio sono nefrotossiche.

Gli effetti distruttivi dei CFC sullo strato di ozono stratosferico sono stati riconosciuti negli anni '1970 e l'EPA statunitense ha vietato questi propellenti inerti negli aerosol nel 1978. Nel 1985, una preoccupazione diffusa è esplosa quando un team britannico con sede in Antartide ha scoperto il "buco" nell'ozono strato (Farman, Gardiner e Shanklin 1985). La successiva approvazione del Protocollo di Montreal nel 1987, con emendamenti nel 1990 e nel 1992, ha già imposto forti tagli alla produzione di CFC.

I prodotti chimici sostitutivi dei CFC sono gli idroclorofluorocarburi (HCFC) e gli idrofluorocarburi (HFC). La presenza dell'atomo di idrogeno può sottoporre più facilmente questi composti alla degradazione da parte dei radicali idrossilici (OH^-) nella troposfera, riducendo così il potenziale esaurimento dell'ozono stratosferico. Queste sostanze chimiche sostitutive del CFC sono, tuttavia, biologicamente più reattive dei CFC. La natura di un legame CH rende queste sostanze chimiche inclini all'ossidazione attraverso il sistema del citocromo P-450 (OMS in corso di stampa).

Mitigazione e adattamento

Affrontare le sfide di salute pubblica poste dal cambiamento climatico globale richiederà (1) un approccio ecologico integrato; (2) riduzione dei gas a effetto serra attraverso il controllo delle emissioni industriali, politiche di utilizzo del suolo per massimizzare la portata di CO₂ “pozzi” e politiche demografiche per raggiungere entrambi; (3) monitoraggio degli indicatori biologici su scala sia regionale che globale; (4) strategie adattive di sanità pubblica per ridurre al minimo gli impatti dell'inevitabile cambiamento climatico; e (5) la cooperazione tra nazioni sviluppate e in via di sviluppo. In breve, occorre promuovere una maggiore integrazione delle politiche ambientali e di sanità pubblica.

Il cambiamento climatico e l'esaurimento dell'ozono presentano un vasto numero di rischi per la salute a più livelli e sottolineano l'importante relazione tra le dinamiche dell'ecosistema e la salute umana sostenuta. Le misure preventive devono quindi essere basate sui sistemi e devono prevedere risposte ecologiche significative ai cambiamenti climatici, nonché i pericoli fisici diretti previsti. Alcuni elementi chiave da considerare in una valutazione del rischio ecologico includeranno variazioni spaziali e temporali, meccanismi di feedback e l'uso di organismi di livello inferiore come indicatori biologici precoci.

La riduzione dei gas a effetto serra mediante il passaggio dai combustibili fossili alle risorse energetiche rinnovabili rappresenta la prevenzione primaria del cambiamento climatico. Allo stesso modo, la pianificazione strategica dell'uso del suolo e la stabilizzazione dello stress della popolazione sull'ambiente preserveranno importanti pozzi naturali di gas serra.

Poiché alcuni cambiamenti climatici possono essere inevitabili, la prevenzione secondaria attraverso la diagnosi precoce mediante il monitoraggio dei parametri sanitari richiederà un coordinamento senza precedenti. Per la prima volta nella storia, si tenta di monitorare il sistema terrestre nella sua interezza. Il Global Climate Observing System incorpora il World Weather Watch e il Global Atmosphere Watch dell'Organizzazione meteorologica mondiale (WMO) con parti del Global Environmental Monitoring System dell'UNEP. Il Global Ocean Observing System è un nuovo sforzo congiunto della Commissione oceanografica intergovernativa dell'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'educazione, la scienza e la cultura (UNESCO), l'OMM e il Consiglio internazionale delle unioni scientifiche (ICSU). Sia le misurazioni satellitari che quelle subacquee saranno utilizzate per monitorare i cambiamenti nei sistemi marini. Il Global Terrestrial Observing System è un nuovo sistema sponsorizzato da UNEP, UNESCO, WMO, ICSU e FAO e fornirà la componente terrestre del Global Climate Observing System (WMO 1992).

Le opzioni adattive per ridurre le inevitabili conseguenze sulla salute includono programmi di preparazione alle catastrofi; urbanistica per ridurre l'effetto “isola di calore” e migliorare l'edilizia abitativa; pianificazione dell'uso del suolo per ridurre al minimo l'erosione, le inondazioni improvvise e la deforestazione non necessaria (ad esempio, arrestare la creazione di pascoli per l'esportazione di carne); comportamenti adattivi personali, come evitare l'esposizione al sole; e il controllo dei vettori e gli sforzi di vaccinazione ampliati. I costi imprevisti delle misure di controllo adattativo, ad esempio, dell'aumento dell'uso di pesticidi dovranno essere presi in considerazione. L'eccessiva dipendenza dai pesticidi non solo porta alla resistenza degli insetti, ma elimina anche gli organismi naturali, benefici e predatori. L'effetto negativo sulla salute pubblica e sull'ambiente dovuto all'attuale uso di pesticidi è stimato tra i 100 ei 200 miliardi di dollari all'anno (Institute of Medicine 1991).

I paesi in via di sviluppo soffriranno in modo sproporzionato per le conseguenze del cambiamento climatico, sebbene le nazioni industrializzate siano attualmente più responsabili dei gas serra nell'atmosfera. In futuro i paesi più poveri influenzeranno molto di più il corso del riscaldamento globale, sia attraverso le tecnologie che scelgono di adottare man mano che il loro sviluppo accelera, sia attraverso le pratiche di utilizzo del suolo. Le nazioni sviluppate dovranno adottare politiche energetiche più rispettose dell'ambiente e trasferire prontamente nuove (e convenienti) tecnologie ai paesi in via di sviluppo.

Caso di studio: virus trasmessi dalle zanzare

L'encefalite trasmessa dalle zanzare e la febbre dengue sono i principali esempi di malattie trasmesse da vettori la cui distribuzione è limitata dal clima. Le epidemie di encefalite di St. Louis (LES), l'encefalite arbovirale più comune negli Stati Uniti, si verificano generalmente a sud dell'isoterma di giugno a 22°C, ma si sono verificate epidemie a nord durante anni insolitamente caldi. Le epidemie umane sono altamente correlate con periodi di più giorni in cui la temperatura supera i 27°C (Shope 1990).

Gli studi sul campo sul LES indicano che un aumento di 1°C della temperatura riduce significativamente il tempo trascorso tra una farina di sangue di zanzara e la replicazione virale fino al punto di infettività all'interno del vettore, o il periodo di incubazione estrinseca. Adeguandosi alla ridotta sopravvivenza delle zanzare adulte a temperature elevate, si prevede che un aumento della temperatura da 3 a 5 °C provocherà un significativo spostamento verso nord dei focolai di LES (Reeves et al. 1994).

La portata del principale vettore di zanzare della dengue (e della febbre gialla), Aedes aegypti, si estende fino a 35° di latitudine perché le temperature gelide uccidono sia le larve che gli adulti. La dengue è diffusa nei Caraibi, America tropicale, Oceania, Asia, Africa e Australia. Negli ultimi 15 anni, le epidemie di dengue sono aumentate sia in numero che in gravità, soprattutto nei centri urbani tropicali. La febbre emorragica dengue è ora considerata una delle principali cause di ospedalizzazione e mortalità dei bambini nel sud-est asiatico (Institute of Medicine 1992). Lo stesso modello crescente osservato in Asia 20 anni fa si sta verificando ora nelle Americhe.

Il cambiamento climatico può potenzialmente alterare la trasmissione della dengue. In Messico nel 1986, il più importante predittore della trasmissione della dengue è risultato essere la temperatura media durante la stagione delle piogge, con un rischio quadruplicato osservato tra 17 °C e 30 °C (Koopman et al. 1991). Gli studi di laboratorio supportano questi dati sul campo. In vitro, il periodo di incubazione estrinseca per il virus della dengue di tipo 2 è stato di 12 giorni a 30 °C e solo di sette giorni a 32-35 °C (Watts et al. 1987). Questo effetto della temperatura di accorciare il periodo di incubazione di cinque giorni si traduce in un tasso di trasmissione della malattia potenzialmente tre volte superiore (Koopman et al. 1991). Infine, temperature più calde provocano la schiusa di adulti più piccoli, che devono mordere più frequentemente per sviluppare un lotto di uova. In sintesi, l'aumento delle temperature può portare a zanzare più infettive che pungono più frequentemente (Focks et al. 1995).

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