Development of an integrated framework for human health risk assessment of engineered nano-objects and their aggregates and agglomerates

La produzione e l'utilizzo di nano-oggetti e dei loro aggregati e agglomerati (NOAA) sono oggetto del regolamento europeo REACH № 1907/2006, che impone l’analisi dei rischi (AR) per ogni sostanza chimica prodotta o importate in quantità superiori a 10 tonnellate all'anno. L'analisi della fattibilità dell’AR per NOAA ha identificato limiti sostanziali, quali deficit di dati e carenze metodologiche relative alle loro caratteristiche fisico-chimiche e tossicologiche, e ai percorsi di esposizione e destino finale. Queste problematiche hanno portato ad un aumento dei finanziamenti di progetti finalizzati a rendere possibile l'analisi dei rischi dei nanomateriali. Uno dei progetti finanziati dalla Commissione Europea nell’ambito del settimo programma quadro è il progetto ENPRA, che ha finanziato questo lavoro di dottorato. Prima di ENPRA, la maggioranza delle attività scientifiche si è concentrata sulla produzione di dati sperimentali utili per l'AR. Questo approccio, tuttavia, richiede decenni per colmare le attuali lacune di conoscenza, mentre le analisi di rischio sono urgentemente necessarie oggi per attivare e supportare la richiesta normativa. Il deficit di dati quantitativi ha portato a stime del rischio largamente qualitative e in gran parte basate su giudizi esperti, tali da non giustificare sufficientemente iniziative di gestione del rischio. C'è bisogno di approcci quantitativi, capaci di integrare i dati attualmente disponibili per consentire analisi e controllo del rischio in una prospettiva di breve termine. In risposta a questa necessità, il lavoro di tesi qui riportato propone un approccio quantitativo basato sul peso delle evidenze (Weight of Evidence, WoE) basato su metodi di analisi decisionale multicriteriale per l'integrazione di dati fisico-chimici, tossicologici e di esposizione, e supportato da giudizio esperto per consentire una robusta analisi di rischio a breve termine. Per la prima volta, un approccio WoE incorpora una valutazione esplicita della qualità dei dati, e al tempo stesso utilizza metodi consoplidati, come il margine di esposizione (Margino of exposure) e la derivazione di livelli di non-effetto. L’approccio proposto è stato applicato a dati di esposizione e di effetto ottenuti nell’ambito di ENPRA e a dati di letteratura peer-reviewed facenti riferimento a un gruppo di NOAA commercializzati (ad esempio, biossido di titanio, ossido di zinco, nano-argento, nanotubi di carbonio a pareti multiple) al fine di classificarli e prioritizzarli per ulteriori test (ai livelli di approfondimento più bassi) e di stimare quantitativamente i rischi occupazionali (ai livelli di approfondimento più alti). Tutte le incertezze relative ai dati di input, l'uso di modelli e l'applicazione di procedure di aggregazione basati sul WoE sono stati analizzati probabilisticamente utilizzando il metodo di Monte Carlo.