Abstract Introduzione Il presente lavoro si basa sullo di "Studio Viadana", un importante progetto volto a valutare l'impatto dell'industria del legno sulla salute della popolazione locale. Tale progetto ha coinvolto gran parte dei 3 anni del mio corso di dottorato Il Distretto di Viadana (Mantova, Italia settentrionale) è uno dei più grandi poli industriali per la lavorazione del legno e la produzione di pannelli truciolari. I bambini di età compresa tra 3-14 sono stati scelti come popolazione di riferimento per valutare gli effetti dell'inquinamento atmosferico sulla salute pubblica. Una prima pubblicazione sullo studio Viadana è stato pubblicato da de Marco et al. (De Marco et al 2010) e il paper ha dimostrato che vivere in prossimità di industrie del truciolare è un pericolo per la salute per i bambini: bambini che vivono vicino (<2 km di raggio) alle industrie truciolare: essi avevano una prevalenza statisticamente significativa più alta di irritazioni agli occhi e sintomi respiratori. Tuttavia, l'utilizzo della distanza come proxy di esposizione implica l'assunzione precedentemente menzionata della dispersione isotropica di inquinanti atmosferici vicino sorgenti puntiformi di emissione. Questa ipotesi può essere accettabile solo nelle analisi preliminari e non può essere utilizzata per dimostrare un chiaro legame tra sintomi e inquinanti collegati all'industria del truciolare. Per questo motivo è stata avviata una ulteriore indagine per capire l’associazione tra inquinamento industriale del comporto del legno e danno genotossico nella popolazione pediatrica residente e già contattata nel primo studio (follow-up). Tutto il lavoro raccolto nella Tesi di Dottorato è stato volto a chiarire questa associazione. Materiali e Metodi L'indagine riguardante la valutazione del danno genotossico è stato condotta su un campione selezionato dalla coorte di bambini/adolescenti (n = 3.854) che avevano partecipato allo studio di Viadana nel dicembre 2006 (de Marco et al. 2010). Un questionario di follow-up è stato somministrato ai genitori dei bambini. Su 656 bambini selezionati, 421 questionari sono stati compilati. Per ogni bambino rispondente, un campione di cellule della mucosa orale di ciascun partecipante è stato analizzato per la misurazione del danno genotossico usando Comet Assay e test dei micronuclei. I livelli di formaldeide e NO2 sono stati monitorati sul territorio attraverso campagne ad hoc, condotte con una rete di campionatori passivi, sia nella stagione calda che in quella fredda. La scelta dei siti di monitoraggio è stata eseguita utilizzando una procedura che ci ha permesso di tenere conto sia della distribuzione della popolazione bersaglio che dei livelli di inquinamento previsti nella zona. I livelli di inquinamento misurati nei siti di monitoraggio sono stati utilizzati per stimare le concentrazioni outdoor nelle case dei bambini, utilizzando tecniche basate sull’interpolazione spaziale basata sul Kriging. Risultati La stima dell'inquinamento della zona, basata su un approccio geo-statistico, ha confermato la presenza di una concentrazione di formaldeide maggiore nel sud del distretto rispetto alle altre zone, in particolare intorno all’azienda del truciolare situata nella parte sud-ovest. La concentrazione di NO2 sembra più intensa intorno alle città e attorno all'incrocio principale. Utilizzando questi dati oggettivi di inquinamento, un’associazione positiva e significativa tra inquinamento e danno al DNA misurato con il test della cometa e i test dei micronuclei viene confermata dai test. L'uso di marcatori oggettivi di esposizione e di danno genotossico (comet test e test dei micronuclei) ha evidenziato l'esistenza di un danno diretto precoce cellulare. Inoltre, l'analisi preliminare ha anche mostrato un'associazione statisticamente significativa tra l'esposizione alla formaldeide e le malattie respiratorie auto-riportati nel follow-up questionario. Conclusioni L'uso di metodi statistico epidemiologici in questo studio ha risposto alle domande di questa ricerca. Lo studio di follow-up di Viadana ha documentato l'esistenza di un aumento significativo del danno genotossico nei bambini esposti a più alti livelli di formaldeide e NO2 rispetto a quelli meno esposti. In particolare, la distribuzione spaziale ha evidenziato che la formaldeide può essere considerata un inquinante specifico delle attività delle industrie del settore truciolare. Mettendo insieme i risultati delle due indagini epidemiologiche di Viadana, vi sono prove sufficienti a sostegno della correlazione causale tra l'esposizione agli inquinanti emessi dalle industrie truciolari e gli effetti sulla salute (danno genotossico, sintomi e ricoveri) della popolazione che vive vicino ai suddetti impianti.

Abstract Background The present work is based on the “Viadana Study”, an important project aimed at assessing the impact of the wood industry on the health of the local population, which involved most part of the 3 years of my doctoral course The District of Viadana (Mantua, Northern Italy) is one of the largest industrial area for wood processing and chipboard production. Children aged 3-14 were chosen as target population for evaluating the effects of air pollution on public health. A first publication on the Viadana Study was published by de Marco et al. (de Marco et al. 2010) and the paper showed that living in the proximity of chipboard industries is a health hazard for children: children living close (<2 km of radius) to the chipboard industries had a statistically significant higher prevalence of eye irritations and respiratory symptoms. However, the use of the distance as a proxy of exposure implied the previously mentioned assumption of isotropic dispersion of air pollutants around the emission point sources. This assumption may be acceptable only in preliminary analyses and cannot be used to prove a clear link between symptoms and chipboard industry-related pollutants. For this reason, this pubblication was aimed at clarifying this association. Materials and Methods The investigation of the genotoxic damage was conducted on a sample selected from the cohort of children / adolescents (n = 3854) who had participated in the study of Viadana in December 2006 (de Marco et al. 2010). A follow-up questionnaire was administered to the children parent. Out of 656 selected children, 421 questionnaires was compiled. To each respondent child, a sample of cells of the oral mucosa of each participant was analyzed for the measurement of the genotoxic damage using Comet Assay and Micronucleus tests. The levels of formaldehyde and NO2 were monitored in the territory through ad hoc campaigns, conducted with a network of passive samplers, both in the warm season than in the cold one. The choice of monitoring sites was performed using a procedure that allowed us to take into account both the distribution of the target population, and pollution levels expected in the area. The pollution levels measured at monitoring sites were then used to estimate outdoor concentrations at homes of children, using techniques based on the Kriging spatial interpolation. Results The estimation of the pollution in the area, based on geo-statistical approach, confirmed the presence of a higher formaldehyde concentration in the south of the district, in particular around the chipboard placed in the south-west. The concentration of NO2 seems more intense around the towns and around main crossroads. Using these objective data of pollution, a positive and significant association between pollution and DNA damage measured by the comet and the micro-nucleus tests was confirmed. The use of objective markers of exposure and damage (comet assay and micronucleus test) highlighted the existence of a direct "early" cellular damage. Furthermore, preliminary analysis also showed a statistically significant association between exposure to formaldehyde and self-reported respiratory diseases in the follow-up questionnaire. Conclusions The use of statistical methods in epidemiological study answered the questions of this research. The follow-up study of Viadana has documented the existence of a significant increase in genotoxic damage in children exposed to higher levels of formaldehyde and NO2. In particular, for the spatial distribution highlighted in the present study, the formaldehyde can be considered a specific proxy of the activity of industries in the chipboard sector. Putting together the results of the two epidemiological investigations of Viadana, there is sufficient evidence supporting a causal relationship between exposure to pollutants emitted by chipboard industries and the health effects (genotoxic damage, symptoms and hospitalizations) of the population living near the plants.

Statistical and epidemiological methods for studying the medium-short term association between industrial pollution and children's health

GIRARDI, Paolo
2012

Abstract

Abstract Introduzione Il presente lavoro si basa sullo di "Studio Viadana", un importante progetto volto a valutare l'impatto dell'industria del legno sulla salute della popolazione locale. Tale progetto ha coinvolto gran parte dei 3 anni del mio corso di dottorato Il Distretto di Viadana (Mantova, Italia settentrionale) è uno dei più grandi poli industriali per la lavorazione del legno e la produzione di pannelli truciolari. I bambini di età compresa tra 3-14 sono stati scelti come popolazione di riferimento per valutare gli effetti dell'inquinamento atmosferico sulla salute pubblica. Una prima pubblicazione sullo studio Viadana è stato pubblicato da de Marco et al. (De Marco et al 2010) e il paper ha dimostrato che vivere in prossimità di industrie del truciolare è un pericolo per la salute per i bambini: bambini che vivono vicino (<2 km di raggio) alle industrie truciolare: essi avevano una prevalenza statisticamente significativa più alta di irritazioni agli occhi e sintomi respiratori. Tuttavia, l'utilizzo della distanza come proxy di esposizione implica l'assunzione precedentemente menzionata della dispersione isotropica di inquinanti atmosferici vicino sorgenti puntiformi di emissione. Questa ipotesi può essere accettabile solo nelle analisi preliminari e non può essere utilizzata per dimostrare un chiaro legame tra sintomi e inquinanti collegati all'industria del truciolare. Per questo motivo è stata avviata una ulteriore indagine per capire l’associazione tra inquinamento industriale del comporto del legno e danno genotossico nella popolazione pediatrica residente e già contattata nel primo studio (follow-up). Tutto il lavoro raccolto nella Tesi di Dottorato è stato volto a chiarire questa associazione. Materiali e Metodi L'indagine riguardante la valutazione del danno genotossico è stato condotta su un campione selezionato dalla coorte di bambini/adolescenti (n = 3.854) che avevano partecipato allo studio di Viadana nel dicembre 2006 (de Marco et al. 2010). Un questionario di follow-up è stato somministrato ai genitori dei bambini. Su 656 bambini selezionati, 421 questionari sono stati compilati. Per ogni bambino rispondente, un campione di cellule della mucosa orale di ciascun partecipante è stato analizzato per la misurazione del danno genotossico usando Comet Assay e test dei micronuclei. I livelli di formaldeide e NO2 sono stati monitorati sul territorio attraverso campagne ad hoc, condotte con una rete di campionatori passivi, sia nella stagione calda che in quella fredda. La scelta dei siti di monitoraggio è stata eseguita utilizzando una procedura che ci ha permesso di tenere conto sia della distribuzione della popolazione bersaglio che dei livelli di inquinamento previsti nella zona. I livelli di inquinamento misurati nei siti di monitoraggio sono stati utilizzati per stimare le concentrazioni outdoor nelle case dei bambini, utilizzando tecniche basate sull’interpolazione spaziale basata sul Kriging. Risultati La stima dell'inquinamento della zona, basata su un approccio geo-statistico, ha confermato la presenza di una concentrazione di formaldeide maggiore nel sud del distretto rispetto alle altre zone, in particolare intorno all’azienda del truciolare situata nella parte sud-ovest. La concentrazione di NO2 sembra più intensa intorno alle città e attorno all'incrocio principale. Utilizzando questi dati oggettivi di inquinamento, un’associazione positiva e significativa tra inquinamento e danno al DNA misurato con il test della cometa e i test dei micronuclei viene confermata dai test. L'uso di marcatori oggettivi di esposizione e di danno genotossico (comet test e test dei micronuclei) ha evidenziato l'esistenza di un danno diretto precoce cellulare. Inoltre, l'analisi preliminare ha anche mostrato un'associazione statisticamente significativa tra l'esposizione alla formaldeide e le malattie respiratorie auto-riportati nel follow-up questionario. Conclusioni L'uso di metodi statistico epidemiologici in questo studio ha risposto alle domande di questa ricerca. Lo studio di follow-up di Viadana ha documentato l'esistenza di un aumento significativo del danno genotossico nei bambini esposti a più alti livelli di formaldeide e NO2 rispetto a quelli meno esposti. In particolare, la distribuzione spaziale ha evidenziato che la formaldeide può essere considerata un inquinante specifico delle attività delle industrie del settore truciolare. Mettendo insieme i risultati delle due indagini epidemiologiche di Viadana, vi sono prove sufficienti a sostegno della correlazione causale tra l'esposizione agli inquinanti emessi dalle industrie truciolari e gli effetti sulla salute (danno genotossico, sintomi e ricoveri) della popolazione che vive vicino ai suddetti impianti.
Medicine Statistics; epidemiology; environmental concern; industrial pollution; children's health; spatial disease; disease mapping; respiratory symptoms
Abstract Background The present work is based on the “Viadana Study”, an important project aimed at assessing the impact of the wood industry on the health of the local population, which involved most part of the 3 years of my doctoral course The District of Viadana (Mantua, Northern Italy) is one of the largest industrial area for wood processing and chipboard production. Children aged 3-14 were chosen as target population for evaluating the effects of air pollution on public health. A first publication on the Viadana Study was published by de Marco et al. (de Marco et al. 2010) and the paper showed that living in the proximity of chipboard industries is a health hazard for children: children living close (<2 km of radius) to the chipboard industries had a statistically significant higher prevalence of eye irritations and respiratory symptoms. However, the use of the distance as a proxy of exposure implied the previously mentioned assumption of isotropic dispersion of air pollutants around the emission point sources. This assumption may be acceptable only in preliminary analyses and cannot be used to prove a clear link between symptoms and chipboard industry-related pollutants. For this reason, this pubblication was aimed at clarifying this association. Materials and Methods The investigation of the genotoxic damage was conducted on a sample selected from the cohort of children / adolescents (n = 3854) who had participated in the study of Viadana in December 2006 (de Marco et al. 2010). A follow-up questionnaire was administered to the children parent. Out of 656 selected children, 421 questionnaires was compiled. To each respondent child, a sample of cells of the oral mucosa of each participant was analyzed for the measurement of the genotoxic damage using Comet Assay and Micronucleus tests. The levels of formaldehyde and NO2 were monitored in the territory through ad hoc campaigns, conducted with a network of passive samplers, both in the warm season than in the cold one. The choice of monitoring sites was performed using a procedure that allowed us to take into account both the distribution of the target population, and pollution levels expected in the area. The pollution levels measured at monitoring sites were then used to estimate outdoor concentrations at homes of children, using techniques based on the Kriging spatial interpolation. Results The estimation of the pollution in the area, based on geo-statistical approach, confirmed the presence of a higher formaldehyde concentration in the south of the district, in particular around the chipboard placed in the south-west. The concentration of NO2 seems more intense around the towns and around main crossroads. Using these objective data of pollution, a positive and significant association between pollution and DNA damage measured by the comet and the micro-nucleus tests was confirmed. The use of objective markers of exposure and damage (comet assay and micronucleus test) highlighted the existence of a direct "early" cellular damage. Furthermore, preliminary analysis also showed a statistically significant association between exposure to formaldehyde and self-reported respiratory diseases in the follow-up questionnaire. Conclusions The use of statistical methods in epidemiological study answered the questions of this research. The follow-up study of Viadana has documented the existence of a significant increase in genotoxic damage in children exposed to higher levels of formaldehyde and NO2. In particular, for the spatial distribution highlighted in the present study, the formaldehyde can be considered a specific proxy of the activity of industries in the chipboard sector. Putting together the results of the two epidemiological investigations of Viadana, there is sufficient evidence supporting a causal relationship between exposure to pollutants emitted by chipboard industries and the health effects (genotoxic damage, symptoms and hospitalizations) of the population living near the plants.
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Tipologia: Tesi di dottorato
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11562/394355
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