articolo scientifico
Epidemiol Prev 2019; 43 (4): 249-259
DOI: https://doi.org/10.19191/EP19.4.A03.070

Human biomonitoring as a tool for exposure assessment in industrially contaminated sites (ICSs). Lessons learned within the ICS and Health European Network

Biomonitoraggio umano come strumento per valutare l’esposizione nei siti industriali contaminati. Lezioni apprese dal network europeo ICSHNet

  • Ann Colles1

  • Elena-Roxana Ardeleanu2

  • Carla Candeias3,4

  • Andrea Ranzi5

  • Zoltán Demeter6

  • Adam Hofer6

  • Malgorzata Kowalska7

  • Konstantinos C. Makris8

  • Juan Pedro Arrebola9,10,11

  • Greet Schoeters1

  • Rupert Hough12

  • Francisco Miguel Pérez-Carrascosa9

  • Ivano Iavarone13,14

  • Piedad Martin-Olmedo11,15

  • Olga-Ioanna Kalantzi16

  • Carla Ancona17

  • Roberto Pasetto13,14

  • Tony Fletcher18

  • Gerard Hoek19

  • Kees de Hoogh20,21

  1. VITO, Mol (Belgium)
  2. “Vasile Alecsandri” University of Bacau (Romania)
  3. EpiUnit, Public Health Institute, University of Porto (Portugal)
  4. GeoBioTec, Geosciences Department, University of Aveiro, Santiago Campus, Aveiro (Portugal)
  5. Center for Environmental Health and Prevention, Regional Agency for Prevention, Environment and Energy of Emilia-Romagna, Modena (Italy)
  6. National Public Health Institute (Hungary)
  7. Department of Epidemiology, School of Medicine, Medical University of Silesia, Katowice (Poland)
  8. Water and Health Laboratory, Cyprus International Institute for Environmental and Public Health, Cyprus University of Technology, Limassol (Cyprus)
  9. Department of Preventive Medicine and Public Health, University of Granada, Granada (Spain)
  10. CIBER de Epidemiología y Salud Pública (CIBERESP) (Spain)
  11. Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada (Ibs.GRANADA), Granada (Spain)
  12. James Hutton Institute, Craigiebuckler, Aberdeen (UK)
  13. Department of Environment and Health, Italian National Health Institute (ISS), Rome (Italy)
  14. WHO Collaborating Centre for environmental health in contaminated sites, Rome (Italy)
  15. Escuela Andaluza de Salud Pública, Granada (Spain)
  16. Department of Environment, University of the Aegean, Mytilene (Greece)
  17. Epidemiology Department Lazio Regional Health Authority, Rome (Italy)
  18. Public Health England, London (UK)
  19. Institute for Risk Assessment Sciences, Utrecht University, Utrecht (The Netherlands)
  20. Swiss Tropical and Public Health Institute, Basel (Switzerland)
  21. University of Basel, Basel (Switzerland)
Ann Colles -

Cosa si sapeva già

  • Residents near industrially contaminated sites (ICSs) may be exposed to a range of different contaminants.
  • Human biomonitoring (HBM) is often initiated to address public concern on health risks related to residence in ICSs.
  • HBM aggregates uptake from all exposure routes and allows to measure (early) biological effects.

Cosa si aggiunge di nuovo

  • Based on a geographically balanced selection of six European case studies, challenges and lessons learned on using HBM in ICSs are discussed.
  • This analysis resulted in specifying advantages and challenges of HBM in ICSs.
  • Recommendations for preparing HBM guidelines in European ICSs are formulated.

Riassunto:

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SUPPLEMENTARY MATERIALS

INTRODUZIONE: la natura complessa dei siti industriali contaminati (ICS) comporta un’eterogeneità nell’esposizione e nei rischi per la salute di coloro che risiedono nei pressi di queste aree. Gli aspetti sanitari, ambientali e sociali sono strettamente interconnessi negli ICS e le comunità locali sono spesso preoccupate per il potenziale impatto sulla salute e per la necessità di bonifica delle zone in cui vivono. In Europa, il biomonitoraggio umano è sempre più utilizzato come strumento per valutare l’impatto dell’esposizione ambientale. La COST Action IS1408 relativa ai siti industriali contaminati (ICSHNet) propone una riflessione sulle potenzialità e sui limiti del biomonitoraggio umano per valutare l’esposizione e gli effetti sanitari precoci associati al vivere vicino a un ICS.
OBIETTIVI:
discutere le difficoltà e le lezioni apprese dall’affrontare l’impatto dell’ambiente sulla salute di chi vive nei pressi di un ICS utilizzando il biomonitoriaggio umano per identificare bisogni e priorità al fine di stendere linee guida riferite agli ICS in Europa.
METODI: basandosi sull’esperienza dei ricercatori del network ICSHNet, sono stati selezionati sei casi studio svolti in diverse regioni europee che hanno applicato il biomonitoriaggio umano a uno o più ICS. I casi studio sono stati confrontati sistematicamente distinguendo 4 fasi: fase preparatoria; disegno di studio; risultati dello studio; impatto dei risultati a livello scientifico, sociale e politico.
RISULTATI:
tutti e sei i casi hanno identificato opportunità e problematiche nell’applicare il biomonitoraggio umano a studi sugli ICS. Una scelta oculata di (una combinazione di) matrici di campioni per l’analisi dei biomarcatori ha prodotto informazioni importanti sulle finestre temporali di esposizione, che coincidevano perfettamente con il periodo delle attività industriali negli ICS. Combinando i biomarcatori di esposizione con quelli degli effetti biologici (precoci) e i dati dei questionari o dati ambientali ha permesso di perfezionare i risultati e giungere ad azioni di risanamento più mirate volte a ridurre l’esposizione. La comunicazione aperta e trasparente dei risultati dello studio e la contestuale informazione e il coinvolgimento degli stakeholder locali hanno permesso di rafforzare la fiducia nei risultati dello studio, ottenendo anche sostegno verso le azioni di risanamento e facilitando la condivisione delle responsabilità. Utilizzare il biomonitoraggio umano in questo tipo di studi ha aiutato a stabilire priorità per le azioni di politica e per ricerche future. I limiti sono stati la scarsa numerosità della popolazione in studio, le difficoltà nel reclutare le popolazioni più vulnerabili, la disponibilità di biomarcatori validati e l’affrontare l’esposizione a miscele di composti chimici.
CONCLUSIONI:
sulla base delle esperienze positive e sulle difficoltà incontrate, il presente studio si chiude con la formulazione di alcune raccomandazioni per la stesura di un protocollo europeo e un documento di orientamento per gli studi di biomonitoraggio umano da utilizzare nei siti industriali contaminati. Ciò permetterà di promuovere l’uso di questo strumento all’interno delle politiche locali relative ad ambiente e salute e nella valutazione dei livelli di esposizione; in più, sarà utile per la promozione del coordinamento e della collaborazione fra i ricercatori e coloro che gestiscono le situazioni di rischio ambientale.

Parole chiave: siti industriali contaminati, biomonitoraggio umano, biomarcatori, disegno dello studio, esposizione umana

Abstract:

BACKGROUND: the mixed and complex nature of industrially contaminated sites (ICSs) leads to heterogeneity in exposure and health risk of residents living nearby. Health, environment, and social aspects are strongly interconnected in ICSs, and local communities are often concerned about potential health impact and needs for remediation. The use of human biomonitoring (HBM) for impact assessment of environmental exposure is increasing in Europe. The COST Action IS1408 on Industrially Contaminated Sites and Health Network (ICSHNet) decided to reflect on the potential and limitations of HBM to assess exposure and early health effects associated with living near ICSs.
OBJECTIVES:
to discuss challenges and lessons learned for addressing environmental health impact near ICSs with HBM in order to identify needs and priorities for HBM guidelines in European ICSs.
METHODS:
based on the experience of the ICSHNet research team, six case studies from different European regions that applied HBM at ICSs were selected. The case studies were systematically compared distinguishing four phases: the preparatory phase; study design; study results; the impact of the results at scientific, societal, and political levels.
RESULTS:
all six case studies identified opportunities and challenges for applying HBM in ICS studies. A smart choice of (a combination of) sample matrices for biomarker analysis produced information about relevant time-windows of exposure, which matched with the activities of the ICSs. Combining biomarkers of exposure with biomarkers of (early) biological effects, data from questionnaires or environmental data enabled fine-tuning of the results and allowed for more targeted remediating actions aimed to reduce exposure. Open and transparent communication of study results with contextual information and involvement of local stakeholders throughout the study helped to build confidence in the study results, gained support for remediating actions, and facilitated sharing of responsibilities. Using HBM in these ICS studies helped in setting priorities in policy actions and in further research. Limitations were the size of the study population, difficulties in recruiting vulnerable target populations, availability of validated biomarkers, and coping with exposure to mixtures of chemicals.
CONCLUSIONS:
based on the identified positive experiences and challenges, the paper concludes with formulating recommendations for a European protocol and guidance document for HBM in ICS. This could advance the use of HBM in local environmental health policy development and evaluation of exposure levels, and promote coordination and collaboration between researchers and risk managers.

Keywords: industrially contaminated sites, human biomonitoring, biomarkers, study design, human exposure


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