27. Monitoraggio biologico
Editor del capitolo: Robert Lauwerys
Sommario
Principi generali
Vito Foà e Lorenzo Alessio
Certificazione di qualità
D.Gompertz
Metalli e Composti Organometallici
P.Hoet e Robert Lauwerys
Solventi organici
Masayuki Ikeda
Sostanze chimiche genotossiche
Marja Sorsa
Pesticidi
Marco Maroni e Adalberto Ferioli
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1. ACGIH, DFG e altri valori limite per i metalli
2. Esempi di monitoraggio chimico e biologico
3. Monitoraggio biologico per solventi organici
4. Genotossicità delle sostanze chimiche valutata da IARC
5. Biomarcatori e alcuni campioni di cellule/tessuti e genotossicità
6. Agenti cancerogeni per l'uomo, esposizione professionale e endpoint citogenetici
8. Esposizione da produzione e uso di pesticidi
9. Tossicità OP acuta a diversi livelli di inibizione ACHE
10 Variazioni di ACHE e PCHE e condizioni di salute selezionate
11 Attività della colinesterasi di persone sane non esposte
12 Alchilfosfati urinari e pesticidi OP
13 Misurazioni di alchilfosfati urinari e OP
14 Metaboliti carbammati urinari
15 Metaboliti urinari del ditiocarbammato
16 Indici proposti per il monitoraggio biologico dei pesticidi
17 Valori limite biologici raccomandati (a partire dal 1996)
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28. Epidemiologia e statistica
Redattori di capitoli: Franco Merletti, Colin L. Soskolne e Paolo Vineis
Metodo epidemiologico applicato alla salute e sicurezza sul lavoro
Franco Merletti, Colin L. Soskolne e Paolo Vineis
Valutazione dell'esposizione
Sig. Gerald Ott
Sommario Misure di esposizione durante la vita lavorativa
Colin L. Soskolne
Misurazione degli effetti delle esposizioni
Shelia Hoar Zahm
Caso di studio: Misure
Franco Merletti, Colin L. Soskolne e Paola Vineis
Opzioni nella progettazione dello studio
Sven Hernberg
Problemi di validità nella progettazione dello studio
Annie J.Sasco
Impatto dell'errore di misurazione casuale
Paolo Vineis e Colin L. Soskolne
Metodi statistici
Annibale Biggeri e Mario Braga
Valutazione della causalità ed etica nella ricerca epidemiologica
Paolo Vineis
Casi di studio che illustrano questioni metodologiche nella sorveglianza delle malattie professionali
Jung-Der Wang
Questionari nella ricerca epidemiologica
Steven D. Stellman e Colin L. Soskolne
Prospettiva storica dell'amianto
Lorenzo Garfinkel
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1. Cinque misure riassuntive selezionate dell'esposizione durante la vita lavorativa
2. Misure di insorgenza della malattia
3. Misure di associazione per uno studio di coorte
4. Misure di associazione per studi caso-controllo
5. Layout generale della tabella delle frequenze per i dati di coorte
6. Esempio di layout dei dati caso-controllo
7. Disporre i dati caso-controllo: un controllo per caso
8. Ipotetica coorte di 1950 individui a T2
9. Indici di tendenza centrale e dispersione
10 Un esperimento binomiale e probabilità
11 Possibili esiti di un esperimento binomiale
12 Distribuzione binomiale, 15 successi/30 prove
13 Distribuzione binomiale, p = 0.25; 30 prove
14 Errore e alimentazione di tipo II; x = 12, n = 30, a = 0.05
15 Errore e alimentazione di tipo II; x = 12, n = 40, a = 0.05
16 632 lavoratori esposti all'amianto da 20 anni o più
17 O/E numero di morti tra 632 lavoratori dell'amianto
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29. Ergonomia
Redattori di capitoli: Wolfgang Laurig e Joachim Vedder
Sommario
Panoramica
Wolfgang Laurig e Joachim Vedder
La natura e gli scopi dell'ergonomia
William T. Singleton
Analisi delle attività, dei compiti e dei sistemi di lavoro
Veronica De Keyser
Ergonomia e standardizzazione
Friedhelm Nachreiner
Liste di controllo
Pranab Kumar Nag
Antropometria
Melchiorre Masali
Lavoro muscolare
Juhani Smolander e Veikko Louhevaara
Posture sul lavoro
Ilkka Kuorinka
Biomeccanica
Franco Darby
Fatica Generale
Etienne Grandjean
Fatica e recupero
Rolf Helbig e Walter Rohmert
Carico di lavoro mentale
Winfried Hacker
vigilanza
Herbert Heuer
Affaticamento mentale
Pietro Richter
Organizzazione del lavoro
Eberhard Ulich e Gudela Grote
Privazione del sonno
Kazutaka Kogi
workstation
Roland Kadefors
Strumenti
TM Fraser
Comandi, indicatori e pannelli
Karl SE Kroemer
Elaborazione e progettazione delle informazioni
Andries F. Sanders
Progettare per gruppi specifici
Scherzo H. Grady-van den Nieuwboer
Caso di studio: la classificazione internazionale della limitazione funzionale nelle persone
Differenze culturali
Hushang Shahnavaz
Lavoratori anziani
Antoine Laville e Serge Volkoff
Lavoratori con Bisogni Speciali
Scherzo H. Grady-van den Nieuwboer
Progettazione di sistemi nella produzione di diamanti
Issacar Gilad
Ignorando i principi di progettazione ergonomica: Chernobyl
Vladimir M. Munipov
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1. Elenco dei nuclei antropometrici di base
2. Fatica e recupero dipendono dai livelli di attività
3. Regole di combinazione degli effetti di due fattori di stress sulla deformazione
4. Differenza tra diverse conseguenze negative della tensione mentale
5. Principi orientati al lavoro per la strutturazione della produzione
6. Partecipazione al contesto organizzativo
7. Partecipazione degli utenti al processo tecnologico
8. Orario di lavoro irregolare e privazione del sonno
9. Aspetti dell'anticipo, dell'ancora e del sonno ritardato
10 Controlla i movimenti e gli effetti attesi
11 Relazioni controllo-effetto dei comandi manuali comuni
12 Regole per la disposizione dei controlli
13 Linee guida per le etichette
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30. Igiene del lavoro
Editor del capitolo: Robert F.Herrick
Sommario
Obiettivi, definizioni e informazioni generali
Berenice I. Ferrari Goelzer
Riconoscimento dei pericoli
Linnea Lillienberg
Valutazione dell'ambiente di lavoro
Lori A.Todd
Igiene del lavoro: controllo delle esposizioni attraverso l'intervento
James Stewart
La base biologica per la valutazione dell'esposizione
Dick Heederik
Limiti di esposizione professionale
Dennis J. Paustenbach
1. Rischi chimici; agenti biologici e fisici
2. Limiti di esposizione professionale (OEL) - vari paesi
31. Protezione personale
Editor del capitolo: Robert F.Herrick
Sommario
Panoramica e filosofia della protezione personale
Robert F.Herrick
Protettori per occhi e viso
Kikuzi Kimura
Protezione del piede e della gamba
Toohiko Miura
Protezione della testa
Isabelle Balty e Alain Mayer
Protezione dell'udito
John R. Franchi e Elliott H. Berger
Abbigliamento protettivo
S. Zack Mansdorf
Protezione respiratoria
Thomas J. Nelson
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1. Requisiti di trasmittanza (ISO 4850-1979)
2. Bilance di protezione - saldatura a gas e saldobrasatura
3. Scale di protezione - taglio dell'ossigeno
4. Scale di protezione - taglio ad arco plasma
5. Scale di protezione - saldatura ad arco elettrico o scriccatura
6. Scale di protezione - saldatura ad arco diretto al plasma
7. Elmetto di sicurezza: norma ISO 3873-1977
8. Classificazione di riduzione del rumore di una protezione acustica
9. Calcolo della riduzione del rumore ponderata A
10 Esempi di categorie di rischio dermico
11 Requisiti di prestazione fisica, chimica e biologica
12 Pericoli materiali associati a particolari attività
13 Fattori di protezione assegnati da ANSI Z88 2 (1992)
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32. Sistemi di registrazione e sorveglianza
Editor del capitolo: Steven D. Stellmann
Sommario
Sistemi di sorveglianza e segnalazione delle malattie professionali
Steven B. Markowitz
Sorveglianza sui rischi professionali
David H. Wegman e Steven D. Stellman
Sorveglianza nei paesi in via di sviluppo
David Koh e Kee-Seng Chia
Sviluppo e applicazione di un sistema di classificazione degli infortuni e delle malattie professionali
Elyce Biddle
Analisi del rischio di lesioni e malattie non mortali sul posto di lavoro
John W. Ruser
Caso di studio: protezione dei lavoratori e statistiche sugli infortuni e le malattie professionali - HVBG, Germania
Martin Butz e Burkhard Hoffmann
Caso di studio: Wismut - Un'esposizione all'uranio rivisitata
Heinz Otten e Horst Schulz
Strategie e tecniche di misurazione per la valutazione dell'esposizione professionale in epidemiologia
Frank Bochmann e Helmut Blomé
Caso di studio: Indagini sulla salute sul lavoro in Cina
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1. Angiosarcoma del fegato - registro mondiale
2. Malattia professionale, Stati Uniti, 1986 contro 1992
3. Morti negli Stati Uniti per pneumoconiosi e mesotelioma pleurico
4. Esempio di elenco delle malattie professionali soggette a denuncia
5. Struttura del codice di segnalazione di malattie e infortuni, Stati Uniti
6. Infortuni e malattie professionali non mortali, Stati Uniti 1993
7. Rischio di infortuni e malattie professionali
8. Rischio relativo per condizioni di movimento ripetitivo
9. Infortuni sul lavoro, Germania, 1981-93
10 Rettificatrici in incidenti di lavorazione dei metalli, Germania, 1984-93
11 Malattia professionale, Germania, 1980-93
12 Malattie infettive, Germania, 1980-93
13 Esposizione alle radiazioni nelle miniere di Wismut
14 Malattie professionali nelle miniere di uranio di Wismut 1952-90
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33. Tossicologia
Redattore del capitolo: Ellen K. Silbergeld
Introduzione
Ellen K. Silbergeld, caporedattore
Definizioni e Concetti
Bo Holmberg, Johan Hogberg e Gunnar Johanson
Tossicocinetica
Dušan Djuric
Organo bersaglio ed effetti critici
Marek Jakubowski
Effetti dell'età, del sesso e di altri fattori
Spomenka Telisman
Determinanti genetici della risposta tossica
Daniel W. Nebert e Ross A. McKinnon
Introduzione e concetti
Philip G. Watanabe
Danno cellulare e morte cellulare
Benjamin F. Trump e Irene K. Berezesky
Tossicologia genetica
R. Rita Misra e Michael P. Waalkes
Immunotossicologia
Joseph G. Vos e Henk van Loveren
Tossicologia dell'organo bersaglio
Ellen K. Silbergeld
biomarkers
Filippo Grandjean
Valutazione della tossicità genetica
David M. De Marini e James Huff
Test di tossicità in vitro
Giovanna Zurlo
Relazioni struttura attività
Ellen K. Silbergeld
Tossicologia nel regolamento sulla salute e la sicurezza
Ellen K. Silbergeld
Principi di identificazione dei pericoli - L'approccio giapponese
Masayuki Ikeda
L'approccio degli Stati Uniti alla valutazione del rischio di sostanze tossiche per la riproduzione e agenti neurotossici
Ellen K. Silbergeld
Approcci all'identificazione dei pericoli - IARC
Harri Vainio e Julian Wilbourn
Appendice - Valutazioni complessive di cancerogenicità per l'uomo: Monografie IARC Volumi 1-69 (836)
Valutazione del rischio cancerogeno: altri approcci
Cees A. van der Heijden
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Lo sforzo mentale è una normale conseguenza del processo di coping con il carico di lavoro mentale (MWL). Il carico a lungo termine o un'elevata intensità delle richieste lavorative possono comportare conseguenze a breve termine di sovraccarico (affaticamento) e sottocarico (monotonia, sazietà) e conseguenze a lungo termine (p. es., sintomi di stress e malattie legate al lavoro). Il mantenimento della regolazione stabile delle azioni sotto sforzo può essere realizzato attraverso cambiamenti nel proprio stile di azione (mediante variazione delle strategie di ricerca di informazioni e decisionali), nell'abbassamento del livello di necessità di realizzazione (attraverso la ridefinizione dei compiti e riduzione degli standard di qualità) e mediante un aumento compensativo dello sforzo psicofisiologico e successivamente una diminuzione dello sforzo durante l'orario di lavoro.
Questa comprensione del processo di tensione mentale può essere concettualizzata come un processo transazionale di regolazione dell'azione durante l'imposizione di fattori di carico che includono non solo le componenti negative del processo di tensione, ma anche gli aspetti positivi dell'apprendimento come l'accrescimento, la messa a punto e la ristrutturazione e motivazione (vedi figura 2).
Figura 1. Componenti del processo di deformazione e sue conseguenze
L'affaticamento mentale può essere definito come un processo di decremento reversibile nel tempo della stabilità comportamentale delle prestazioni, dell'umore e dell'attività dopo un orario di lavoro prolungato. Questo stato è temporaneamente reversibile modificando le esigenze lavorative, le influenze ambientali o la stimolazione ed è completamente reversibile mediante il sonno.
L'affaticamento mentale è una conseguenza dell'esecuzione di compiti con un alto livello di difficoltà che comportano prevalentemente l'elaborazione di informazioni e/o sono di durata prolungata. In contrasto con la monotonia, il recupero dei decrementi è dispendioso in termini di tempo e non si verifica improvvisamente dopo la modifica delle condizioni dell'attività. I sintomi della fatica sono identificati su diversi livelli di regolazione comportamentale: disregolazione nell'omeostasi biologica tra ambiente e organismo, disregolazione nei processi cognitivi delle azioni finalizzate e perdita di stabilità nella motivazione orientata all'obiettivo e nel livello di realizzazione.
I sintomi dell'affaticamento mentale possono essere identificati in tutti i sottosistemi del sistema di elaborazione delle informazioni umane:
Diagnostica differenziale della fatica mentale
Esistono criteri sufficienti per distinguere tra affaticamento mentale, monotonia, sazietà mentale e stress (in senso stretto) (tabella 1).
Tabella 1. Differenziazione tra diverse conseguenze negative della tensione mentale
Criteri |
Affaticamento mentale |
Monotonia |
Sazietà |
Stress |
Le |
Scarso adattamento in termini di sovraccarico |
Scarso adattamento in termini |
Perdita del senso percepito dei compiti |
Obiettivi percepiti |
Stato d'animo |
Stanchezza senza |
Stanchezza con |
Irritabilità |
Ansia, minaccia |
Emotivo |
Neutres |
Neutres |
Aumento dell'avversione affettiva |
Aumento dell'ansia |
Attivazione |
Continuamente |
Non continuamente |
Maggiori prenotazioni |
Maggiori prenotazioni |
Recupero |
Richiede tempo |
Improvvisamente dopo l'alternanza delle attività |
? |
A lungo termine |
Frodi |
Progettazione delle attività, |
Arricchimento dei contenuti del lavoro |
Definizione degli obiettivi |
Riprogettazione del lavoro, |
Gradi di affaticamento mentale
La ben descritta fenomenologia della fatica mentale (Schmidtke 1965), molti validi metodi di valutazione e la grande quantità di risultati sperimentali e sul campo offrono la possibilità di una scala ordinale dei gradi di fatica mentale (Hacker e Richter 1994). Il ridimensionamento si basa sulla capacità dell'individuo di far fronte ai decrementi comportamentali:
Livello 1: Prestazioni ottimali ed efficienti: nessun sintomo di decremento delle prestazioni, dell'umore e del livello di attivazione.
Livello 2: Compensazione completa caratterizzata da aumentata attivazione psicofisiologica periferica (p. es., come misurato dall'elettromiogramma dei muscoli delle dita), aumento percepito dello sforzo mentale, aumento della variabilità nei criteri di prestazione.
Livello 3: Compenso labile aggiuntivo rispetto a quello descritto al livello 2: slittamenti di azione, affaticamento percepito, aumento dell'attività psico-fisiologica (compensativa) negli indicatori centrali, frequenza cardiaca, pressione sanguigna.
Livello 4: Efficienza ridotta aggiuntiva a quella descritta nel livello 3: diminuzione dei criteri di prestazione.
Livello 5: Ancora ulteriori disturbi funzionali: disturbi nelle relazioni sociali e nella cooperazione sul posto di lavoro; sintomi di affaticamento clinico come la perdita della qualità del sonno e l'esaurimento vitale.
Prevenzione dell'affaticamento mentale
La progettazione delle strutture dei compiti, l'ambiente, i periodi di riposo durante l'orario di lavoro e il sonno sufficiente sono i modi per ridurre i sintomi dell'affaticamento mentale in modo che non si verifichino conseguenze cliniche:
1. Cambiamenti nella struttura dei compiti. La progettazione di precondizioni per un apprendimento adeguato e la strutturazione dei compiti non è solo un mezzo per favorire lo sviluppo di strutture lavorative efficienti, ma è anche essenziale per la prevenzione di un disadattamento in termini di sovraccarico o sottocarico mentale:
2. Introduzione di sistemi di pause a breve termine durante il lavoro. Gli effetti positivi di tali rotture dipendono dal rispetto di alcune precondizioni. Più pause brevi sono più efficienti di meno pause lunghe; gli effetti dipendono da un calendario fisso e quindi prevedibile; e il contenuto delle pause dovrebbe avere una funzione compensativa alle esigenze fisiche e mentali del lavoro.
3. Rilassamento e sonno sufficienti. Speciali programmi di assistenza al dipendente e tecniche di gestione dello stress possono supportare la capacità di rilassamento e la prevenzione dello sviluppo della fatica cronica (Sethi, Caro e Schuler 1987).
L'emergere di sofisticate tecnologie nella biologia molecolare e cellulare ha stimolato un'evoluzione relativamente rapida nelle scienze della vita, compresa la tossicologia. In effetti, l'attenzione della tossicologia si sta spostando da interi animali e popolazioni di interi animali alle cellule e alle molecole di singoli animali e umani. Dalla metà degli anni '1980, i tossicologi hanno iniziato a impiegare queste nuove metodologie per valutare gli effetti delle sostanze chimiche sui sistemi viventi. Come logica progressione, tali metodi vengono adattati ai fini dei test di tossicità. Questi progressi scientifici hanno collaborato con fattori sociali ed economici per modificare la valutazione della sicurezza del prodotto e del rischio potenziale.
I fattori economici sono specificamente legati al volume dei materiali che devono essere testati. Ogni anno viene introdotta sul mercato una miriade di nuovi cosmetici, prodotti farmaceutici, pesticidi, prodotti chimici e prodotti per la casa. Tutti questi prodotti devono essere valutati per la loro potenziale tossicità. Inoltre, vi è un arretrato di prodotti chimici già in uso che non sono stati adeguatamente testati. L'enorme compito di ottenere informazioni dettagliate sulla sicurezza di tutte queste sostanze chimiche utilizzando i tradizionali metodi di sperimentazione su animali interi sarebbe costoso in termini sia di denaro che di tempo, se potesse essere portato a termine.
Esistono anche questioni sociali che riguardano la salute e la sicurezza pubblica, nonché una crescente preoccupazione del pubblico sull'uso di animali per i test sulla sicurezza dei prodotti. Per quanto riguarda la sicurezza umana, l'interesse pubblico e i gruppi di difesa dell'ambiente hanno esercitato pressioni significative sulle agenzie governative affinché applicassero normative più rigorose sulle sostanze chimiche. Un recente esempio di ciò è stato un movimento di alcuni gruppi ambientalisti per vietare il cloro e i composti contenenti cloro negli Stati Uniti. Una delle motivazioni di un'azione così estrema risiede nel fatto che la maggior parte di questi composti non è mai stata adeguatamente testata. Dal punto di vista tossicologico, il concetto di vietare un'intera classe di sostanze chimiche diverse basato semplicemente sulla presenza di cloro è sia scientificamente infondato che irresponsabile. Tuttavia, è comprensibile che, dal punto di vista del pubblico, ci debba essere una certa garanzia che le sostanze chimiche rilasciate nell'ambiente non comportino un rischio significativo per la salute. Tale situazione sottolinea la necessità di metodi più efficienti e rapidi per valutare la tossicità.
L'altra preoccupazione della società che ha avuto un impatto sull'area dei test di tossicità è il benessere degli animali. Il numero crescente di gruppi per la protezione degli animali in tutto il mondo ha espresso una notevole opposizione all'uso di animali interi per i test sulla sicurezza dei prodotti. Sono state condotte campagne attive contro i produttori di cosmetici, prodotti per la cura della casa e della persona e prodotti farmaceutici nel tentativo di fermare i test sugli animali. Tali sforzi in Europa hanno portato all'approvazione del sesto emendamento alla direttiva 76/768/CEE (la direttiva sui cosmetici). La conseguenza di questa direttiva è che i prodotti cosmetici o gli ingredienti cosmetici che sono stati testati sugli animali dopo il 1° gennaio 1998 non possono essere commercializzati nell'Unione Europea, a meno che metodi alternativi non siano sufficientemente convalidati. Sebbene questa direttiva non abbia giurisdizione sulla vendita di tali prodotti negli Stati Uniti o in altri paesi, influirà in modo significativo sulle società che hanno mercati internazionali che includono l'Europa.
Il concetto di alternative, che costituisce la base per lo sviluppo di test diversi da quelli su animali interi, è definito dai tre Rs: riduzione nel numero di animali utilizzati; raffinatezza di protocolli in modo che gli animali provino meno stress o disagio; e sostituzione degli attuali test sugli animali con test in vitro (cioè test eseguiti al di fuori dell'animale vivente), modelli computerizzati o test su specie di vertebrati o invertebrati inferiori. I tre Rs sono stati introdotti in un libro pubblicato nel 1959 da due scienziati britannici, WMS Russell e Rex Burch, I principi della tecnica sperimentale umana. Russell e Burch sostenevano che l'unico modo per ottenere risultati scientifici validi fosse attraverso il trattamento umano degli animali e ritenevano che si dovessero sviluppare metodi per ridurre l'uso di animali e alla fine sostituirlo. È interessante notare che i principi delineati da Russell e Burch hanno ricevuto poca attenzione fino alla rinascita del movimento per il benessere degli animali a metà degli anni '1970. Oggi il concetto dei tre Rs è all'avanguardia per quanto riguarda la ricerca, i test e l'istruzione.
In sintesi, lo sviluppo delle metodologie di test in vitro è stato influenzato da una varietà di fattori che sono confluiti negli ultimi dieci o vent'anni. È difficile accertare se qualcuno di questi fattori da solo avrebbe avuto un effetto così profondo sulle strategie dei test di tossicità.
Concetto di test di tossicità in vitro
Questa sezione si concentrerà esclusivamente sui metodi in vitro per valutare la tossicità, come una delle alternative alla sperimentazione su animali interi. Ulteriori alternative non animali come la modellazione al computer e le relazioni quantitative struttura-attività sono discusse in altri articoli di questo capitolo.
Gli studi in vitro sono generalmente condotti su cellule o tessuti animali o umani al di fuori del corpo. In vitro significa letteralmente "in vetro" e si riferisce a procedure eseguite su materiale vivo o componenti di materiale vivo coltivate in capsule di Petri o in provette in condizioni definite. Questi possono essere messi a confronto con gli studi in vivo, o con quelli effettuati “nell'animale vivente”. Sebbene sia difficile, se non impossibile, proiettare gli effetti di una sostanza chimica su un organismo complesso quando le osservazioni sono limitate a un singolo tipo di cellule in una piastra, gli studi in vitro forniscono anche una quantità significativa di informazioni sulla tossicità intrinseca. come meccanismi cellulari e molecolari di tossicità. Inoltre, offrono molti vantaggi rispetto agli studi in vivo in quanto sono generalmente meno costosi e possono essere condotti in condizioni più controllate. Inoltre, nonostante il fatto che sia ancora necessario un piccolo numero di animali per ottenere cellule per colture in vitro, questi metodi possono essere considerati alternative di riduzione (poiché vengono utilizzati molti meno animali rispetto agli studi in vivo) e alternative di raffinamento (perché eliminano la necessità sottoporre gli animali alle conseguenze tossiche avverse imposte dagli esperimenti in vivo).
Per interpretare i risultati dei test di tossicità in vitro, determinarne la potenziale utilità nella valutazione della tossicità e metterli in relazione con il processo tossicologico complessivo in vivo, è necessario comprendere quale parte del processo tossicologico si sta esaminando. L'intero processo tossicologico è costituito da eventi che iniziano con l'esposizione dell'organismo a un agente fisico o chimico, progrediscono attraverso interazioni cellulari e molecolari e si manifestano infine nella risposta dell'intero organismo. I test in vitro sono generalmente limitati alla parte del processo tossicologico che avviene a livello cellulare e molecolare. I tipi di informazioni che possono essere ottenuti dagli studi in vitro includono le vie del metabolismo, l'interazione dei metaboliti attivi con i bersagli cellulari e molecolari e gli endpoint tossici potenzialmente misurabili che possono fungere da biomarcatori molecolari per l'esposizione. In una situazione ideale, sarebbe noto il meccanismo di tossicità di ciascuna sostanza chimica dall'esposizione alla manifestazione dell'organismo, in modo tale che le informazioni ottenute dai test in vitro possano essere completamente interpretate e correlate alla risposta dell'intero organismo. Tuttavia, questo è praticamente impossibile, poiché sono stati chiariti relativamente pochi meccanismi tossicologici completi. Pertanto, i tossicologi si trovano di fronte a una situazione in cui i risultati di un test in vitro non possono essere utilizzati come previsione del tutto accurata della tossicità in vivo perché il meccanismo è sconosciuto. Tuttavia, spesso durante il processo di sviluppo di un test in vitro, vengono chiariti i componenti dei meccanismi cellulari e molecolari della tossicità.
Una delle principali questioni irrisolte che circondano lo sviluppo e l'implementazione dei test in vitro è legata alla seguente considerazione: dovrebbero essere basati meccanicamente o è sufficiente che siano descrittivi? È indiscutibilmente meglio da un punto di vista scientifico utilizzare solo test meccanicistici come sostituti dei test in vivo. Tuttavia, in assenza di una conoscenza meccanicistica completa, la prospettiva di sviluppare test in vitro per sostituire completamente i test su animali interi nel prossimo futuro è quasi nulla. Ciò, tuttavia, non esclude l'uso di tipi di test più descrittivi come strumenti di screening precoce, come avviene attualmente. Questi schermi hanno portato a una significativa riduzione dell'uso di animali. Pertanto, fino a quando non verranno generate più informazioni meccanicistiche, potrebbe essere necessario impiegare in misura più limitata test i cui risultati si correlano semplicemente bene con quelli ottenuti in vivo.
Test in vitro per la citotossicità
In questa sezione verranno descritti diversi test in vitro che sono stati sviluppati per valutare il potenziale citotossico di una sostanza chimica. Per la maggior parte, questi test sono facili da eseguire e l'analisi può essere automatizzata. Un test in vitro comunemente usato per la citotossicità è il test del rosso neutro. Questo test viene eseguito su cellule in coltura e, per la maggior parte delle applicazioni, le cellule possono essere mantenute in piastre di coltura che contengono 96 piccoli pozzetti, ciascuno di 6.4 mm di diametro. Poiché ciascun pozzetto può essere utilizzato per una singola determinazione, questa disposizione può contenere più concentrazioni della sostanza chimica in esame nonché controlli positivi e negativi con un numero sufficiente di repliche per ciascuno. Dopo il trattamento delle cellule con varie concentrazioni della sostanza chimica in esame comprese in almeno due ordini di grandezza (ad esempio, da 0.01 mM a 1 mM), nonché sostanze chimiche di controllo positive e negative, le cellule vengono risciacquate e trattate con rosso neutro, un colorante che può essere assorbito e trattenuto solo dalle cellule vive. Il colorante può essere aggiunto alla rimozione della sostanza chimica in esame per determinare gli effetti immediati, oppure può essere aggiunto in momenti diversi dopo la rimozione della sostanza chimica in esame per determinare effetti cumulativi o ritardati. L'intensità del colore in ogni pozzetto corrisponde al numero di cellule vive in quel pozzetto. L'intensità del colore è misurata da uno spettrofotometro che può essere dotato di un lettore di lastre. Il lettore di piastre è programmato per fornire misurazioni individuali per ciascuno dei 96 pozzetti della piastra di coltura. Questa metodologia automatizzata consente allo sperimentatore di eseguire rapidamente un esperimento concentrazione-risposta e di ottenere dati statisticamente utili.
Un altro test relativamente semplice per la citotossicità è il test MTT. MTT (3[4,5-dimetiltiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazolio bromuro) è un colorante tetrazolio che viene ridotto dagli enzimi mitocondriali a un colore blu. Solo le cellule con mitocondri vitali manterranno la capacità di eseguire questa reazione; pertanto l'intensità del colore è direttamente correlata al grado di integrità mitocondriale. Questo è un test utile per rilevare composti citotossici generali così come quegli agenti che prendono di mira specificamente i mitocondri.
La misurazione dell'attività della lattato deidrogenasi (LDH) viene utilizzata anche come test ad ampio raggio per la citotossicità. Questo enzima è normalmente presente nel citoplasma delle cellule viventi e viene rilasciato nel mezzo di coltura cellulare attraverso membrane cellulari che perdono di cellule morte o morenti che sono state influenzate negativamente da un agente tossico. Piccole quantità di terreno di coltura possono essere rimosse in vari momenti dopo il trattamento chimico delle cellule per misurare la quantità di LDH rilasciata e determinare un andamento temporale della tossicità. Sebbene il test di rilascio di LDH sia una valutazione molto generale della citotossicità, è utile perché è facile da eseguire e può essere eseguito in tempo reale.
Ci sono molti nuovi metodi in fase di sviluppo per rilevare il danno cellulare. Metodi più sofisticati impiegano sonde fluorescenti per misurare una varietà di parametri intracellulari, come il rilascio di calcio e le variazioni del pH e del potenziale di membrana. In generale, queste sonde sono molto sensibili e possono rilevare cambiamenti cellulari più sottili, riducendo così la necessità di utilizzare la morte cellulare come endpoint. Inoltre, molti di questi saggi fluorescenti possono essere automatizzati mediante l'uso di piastre a 96 pozzetti e lettori di piastre fluorescenti.
Una volta raccolti i dati su una serie di sostanze chimiche utilizzando uno di questi test, è possibile determinare le relative tossicità. La tossicità relativa di una sostanza chimica, determinata in un test in vitro, può essere espressa come la concentrazione che esercita un effetto del 50% sulla risposta finale delle cellule non trattate. Questa determinazione è indicata come CE50 (Effective Cconcentrazione per 50% delle cellule) e può essere utilizzato per confrontare le tossicità di diverse sostanze chimiche in vitro. (Un termine simile utilizzato per valutare la tossicità relativa è IC50, che indica la concentrazione di una sostanza chimica che provoca un'inibizione del 50% di un processo cellulare, ad esempio la capacità di assorbire il rosso neutro.) Non è facile valutare se la relativa tossicità in vitro delle sostanze chimiche sia paragonabile alla loro relativa tossicità in vivo, poiché ci sono così tanti fattori di confusione nel sistema in vivo, come la tossicocinetica, il metabolismo, i meccanismi di riparazione e difesa. Inoltre, poiché la maggior parte di questi test misura gli endpoint generali di citotossicità, non sono basati meccanicamente. Pertanto, l'accordo tra tossicità relative in vitro e in vivo è semplicemente correlativo. Nonostante le numerose complessità e difficoltà di estrapolazione da in vitro a in vivo, questi test in vitro si stanno rivelando molto preziosi perché sono semplici e poco costosi da eseguire e possono essere utilizzati come screening per segnalare farmaci o sostanze chimiche altamente tossiche nelle prime fasi di sviluppo.
Tossicità per gli organi bersaglio
I test in vitro possono anche essere utilizzati per valutare la tossicità specifica per organi bersaglio. Ci sono una serie di difficoltà associate alla progettazione di tali test, la più notevole è l'incapacità dei sistemi in vitro di mantenere molte delle caratteristiche dell'organo in vivo. Spesso, quando le cellule vengono prelevate da animali e poste in coltura, tendono a degenerare rapidamente e/oa dedifferenziarsi, cioè a perdere le loro funzioni organiche ea diventare più generiche. Ciò presenta un problema in quanto entro un breve periodo di tempo, di solito pochi giorni, le colture non sono più utili per valutare gli effetti organo-specifici di una tossina.
Molti di questi problemi vengono superati grazie ai recenti progressi nella biologia molecolare e cellulare. Le informazioni ottenute sull'ambiente cellulare in vivo possono essere utilizzate nella modulazione delle condizioni di coltura in vitro. Dalla metà degli anni '1980 sono stati scoperti nuovi fattori di crescita e citochine, e molti di questi sono ora disponibili in commercio. L'aggiunta di questi fattori alle cellule in coltura aiuta a preservarne l'integrità e può anche aiutare a mantenere funzioni più differenziate per periodi di tempo più lunghi. Altri studi di base hanno accresciuto la conoscenza dei fabbisogni nutrizionali e ormonali delle cellule in coltura, così da poter formulare nuovi terreni. Sono stati compiuti recenti progressi anche nell'identificazione di matrici extracellulari sia naturali che artificiali su cui le cellule possono essere coltivate. La coltura di cellule su queste diverse matrici può avere effetti profondi sia sulla loro struttura che sulla loro funzione. Un grande vantaggio derivato da questa conoscenza è la capacità di controllare in modo complesso l'ambiente delle cellule in coltura ed esaminare individualmente gli effetti di questi fattori sui processi cellulari di base e sulle loro risposte a diversi agenti chimici. In breve, questi sistemi possono fornire una visione approfondita dei meccanismi di tossicità specifici degli organi.
Molti studi sulla tossicità degli organi bersaglio sono condotti su cellule primarie, che per definizione sono appena isolate da un organo e di solito mostrano una durata limitata in coltura. Ci sono molti vantaggi nell'avere colture primarie di un singolo tipo cellulare da un organo per la valutazione della tossicità. Da una prospettiva meccanicistica, tali colture sono utili per studiare specifici bersagli cellulari di una sostanza chimica. In alcuni casi, due o più tipi di cellule di un organo possono essere coltivati insieme, e questo fornisce un ulteriore vantaggio di poter osservare le interazioni cellula-cellula in risposta a una tossina. Alcuni sistemi di co-coltura per la pelle sono stati progettati in modo da formare una struttura tridimensionale simile alla pelle in vivo. È anche possibile co-coltivare cellule di organi diversi, ad esempio fegato e reni. Questo tipo di coltura sarebbe utile per valutare gli effetti specifici sulle cellule renali, di una sostanza chimica che deve essere bioattivata nel fegato.
Anche gli strumenti biologici molecolari hanno svolto un ruolo importante nello sviluppo di linee cellulari continue che possono essere utili per i test di tossicità degli organi bersaglio. Queste linee cellulari sono generate trasfettando il DNA in cellule primarie. Nella procedura di trasfezione, le cellule e il DNA vengono trattati in modo tale che il DNA possa essere assorbito dalle cellule. Il DNA di solito proviene da un virus e contiene uno o più geni che, quando espressi, consentono alle cellule di diventare immortali (cioè in grado di vivere e crescere per lunghi periodi di tempo in coltura). Il DNA può anche essere ingegnerizzato in modo che il gene immortalizzante sia controllato da un promotore inducibile. Il vantaggio di questo tipo di costrutto è che le cellule si dividono solo quando ricevono lo stimolo chimico appropriato per consentire l'espressione del gene immortalizzante. Un esempio di tale costrutto è il grande gene dell'antigene T del Simian Virus 40 (SV40) (il gene immortalizzante), preceduto dalla regione del promotore del gene della metallotioneina, che è indotto dalla presenza di un metallo nel mezzo di coltura. Pertanto, dopo che il gene è stato trasfettato nelle cellule, le cellule possono essere trattate con basse concentrazioni di zinco per stimolare il promotore MT e attivare l'espressione del gene dell'antigene T. In queste condizioni, le cellule proliferano. Quando lo zinco viene rimosso dal mezzo, le cellule smettono di dividersi e in condizioni ideali ritornano a uno stato in cui esprimono le loro funzioni tessuto-specifiche.
La capacità di generare cellule immortalizzate combinata con i progressi nella tecnologia delle colture cellulari ha contribuito notevolmente alla creazione di linee cellulari da molti organi diversi, tra cui cervello, reni e fegato. Tuttavia, prima che queste linee cellulari possano essere utilizzate come surrogato per i tipi di cellule in buona fede, devono essere caratterizzate attentamente per determinare quanto siano realmente "normali".
Altri sistemi in vitro per lo studio della tossicità degli organi bersaglio comportano una crescente complessità. Man mano che i sistemi in vitro progrediscono in complessità dalla singola cellula alla coltura dell'intero organo, diventano più paragonabili all'ambiente in vivo, ma allo stesso tempo diventano molto più difficili da controllare dato l'aumento del numero di variabili. Pertanto, ciò che può essere guadagnato nel passaggio a un livello superiore di organizzazione può essere perso nell'incapacità del ricercatore di controllare l'ambiente sperimentale. La tabella 1 confronta alcune delle caratteristiche di vari sistemi in vitro che sono stati utilizzati per studiare l'epatotossicità.
Tabella 1. Confronto dei sistemi in vitro per gli studi di epatotossicità
Sistema | Complessità (livello di interazione) |
Capacità di mantenere le funzioni specifiche del fegato | Durata potenziale della cultura | Capacità di controllare l'ambiente |
Linee cellulari immortalizzate | da cella a cella (varia con la linea cellulare) | da scarso a buono (varia con la linea cellulare) | indefinito | eccellente |
Colture primarie di epatociti | cellula a cellula | da discreto a eccellente (varia a seconda delle condizioni colturali) | giorni a settimane | eccellente |
Co-colture di cellule epatiche | da cella a cella (tra lo stesso tipo di cella e diversi) | da buono a fantastico | settimana | eccellente |
Fettine di fegato | da cella a cella (tra tutti i tipi di cella) | da buono a fantastico | ore to giorni | buono |
Fegato isolato e perfuso | da cellula a cellula (tra tutti i tipi di cellule) e intra-organo | eccellente | ore | fiera |
Le fette di tessuto tagliate con precisione vengono utilizzate più ampiamente per gli studi tossicologici. Sono disponibili nuovi strumenti che consentono al ricercatore di tagliare fette di tessuto uniforme in un ambiente sterile. Le fette di tessuto offrono qualche vantaggio rispetto ai sistemi di coltura cellulare in quanto sono presenti tutti i tipi di cellule dell'organo e mantengono la loro architettura in vivo e la comunicazione intercellulare. Pertanto, possono essere condotti studi in vitro per determinare il tipo di cellula bersaglio all'interno di un organo nonché per studiare la tossicità specifica dell'organo bersaglio. Uno svantaggio delle fettine è che degenerano rapidamente dopo le prime 24 ore di coltura, principalmente a causa della scarsa diffusione dell'ossigeno alle cellule all'interno delle fettine. Tuttavia, studi recenti hanno indicato che è possibile ottenere un'aerazione più efficiente mediante una leggera rotazione. Questo, insieme all'uso di un mezzo più complesso, consente alle fette di sopravvivere fino a 96 ore.
Gli espianti di tessuto sono simili nel concetto alle fette di tessuto e possono anche essere utilizzati per determinare la tossicità delle sostanze chimiche in specifici organi bersaglio. Gli espianti di tessuto vengono stabiliti rimuovendo un piccolo frammento di tessuto (per gli studi di teratogenicità, un embrione intatto) e ponendolo in coltura per ulteriori studi. Le colture di espianti sono state utili per studi di tossicità a breve termine, tra cui irritazione e corrosività nella pelle, studi sull'amianto nella trachea e studi di neurotossicità nel tessuto cerebrale.
Gli organi perfusi isolati possono anche essere utilizzati per valutare la tossicità dell'organo bersaglio. Questi sistemi offrono un vantaggio simile a quello delle fette di tessuto e degli espianti in quanto sono presenti tutti i tipi di cellule, ma senza lo stress al tessuto introdotto dalle manipolazioni coinvolte nella preparazione delle fette. Inoltre, consentono il mantenimento delle interazioni intra-organo. Uno dei principali svantaggi è la loro fattibilità a breve termine, che ne limita l'uso per i test di tossicità in vitro. In termini di servizio come alternativa, queste colture possono essere considerate un perfezionamento poiché gli animali non subiscono le conseguenze negative del trattamento in vivo con sostanze tossiche. Tuttavia, il loro uso non riduce significativamente il numero di animali richiesti.
In sintesi, sono disponibili diversi tipi di sistemi in vitro per valutare la tossicità degli organi bersaglio. È possibile acquisire molte informazioni sui meccanismi di tossicità utilizzando una o più di queste tecniche. La difficoltà rimane nel saper estrapolare da un sistema in vitro, che rappresenta una parte relativamente piccola del processo tossicologico, all'intero processo che avviene in vivo.
Test in vitro per l'irritazione oculare
Forse il test di tossicità su animali interi più controverso dal punto di vista del benessere degli animali è il test di Draize per l'irritazione oculare, condotto sui conigli. In questo test, una piccola dose fissa di una sostanza chimica viene posta in uno degli occhi del coniglio mentre l'altro occhio viene utilizzato come controllo. Il grado di irritazione e infiammazione viene misurato in vari momenti dopo l'esposizione. Si sta facendo un grande sforzo per sviluppare metodologie per sostituire questo test, che è stato criticato non solo per ragioni umane, ma anche per la soggettività delle osservazioni e la variabilità dei risultati. È interessante notare che, nonostante le dure critiche che il test di Draize ha ricevuto, ha dimostrato di avere un notevole successo nel predire gli irritanti per l'occhio umano, in particolare le sostanze leggermente o moderatamente irritanti, che sono difficili da identificare con altri metodi. Pertanto, le richieste di alternative in vitro sono elevate.
La ricerca di alternative al test di Draize è complicata, anche se si prevede che avrà successo. Sono state sviluppate numerose alternative in vitro e di altro tipo e in alcuni casi sono state implementate. Le alternative di raffinamento al test di Draize, che per definizione sono meno dolorose o angoscianti per gli animali, includono il Low Volume Eye Test, in cui piccole quantità di materiali di prova vengono poste negli occhi dei conigli, non solo per ragioni umane, ma per imitare più da vicino le quantità a cui le persone possono essere effettivamente esposte accidentalmente. Un altro perfezionamento è che le sostanze che hanno un pH inferiore a 2 o superiore a 11.5 non vengono più testate sugli animali poiché sono note per essere gravemente irritanti per gli occhi.
Tra il 1980 e il 1989, è stato stimato un calo dell'87% nel numero di conigli utilizzati per i test di irritazione oculare dei cosmetici. I test in vitro sono stati incorporati come parte di un approccio di test di livello per realizzare questa vasta riduzione dei test su animali interi. Questo approccio è un processo in più fasi che inizia con un esame approfondito dei dati storici sull'irritazione oculare e l'analisi fisica e chimica della sostanza chimica da valutare. Se questi due processi non forniscono informazioni sufficienti, viene eseguita una batteria di test in vitro. I dati aggiuntivi ottenuti dai test in vitro potrebbero quindi essere sufficienti per valutare la sicurezza della sostanza. In caso contrario, il passaggio finale consisterebbe nell'eseguire test in vivo limitati. È facile vedere come questo approccio possa eliminare o almeno ridurre drasticamente il numero di animali necessari per prevedere la sicurezza di una sostanza sperimentale.
La batteria di test in vitro utilizzata come parte di questa strategia di test di livello dipende dalle esigenze del settore specifico. I test di irritazione oculare vengono eseguiti da un'ampia varietà di industrie, dai cosmetici ai prodotti farmaceutici ai prodotti chimici industriali. Il tipo di informazioni richieste da ciascun settore varia e pertanto non è possibile definire un'unica batteria di test in vitro. Una batteria di test è generalmente progettata per valutare cinque parametri: citotossicità, cambiamenti nella fisiologia e biochimica dei tessuti, relazioni quantitative struttura-attività, mediatori dell'infiammazione e recupero e riparazione. Un esempio di test per la citotossicità, che è una possibile causa di irritazione, è il test del rosso neutro che utilizza cellule in coltura (vedi sopra). I cambiamenti nella fisiologia cellulare e nella biochimica risultanti dall'esposizione a una sostanza chimica possono essere analizzati in colture di cellule epiteliali corneali umane. In alternativa, gli investigatori hanno utilizzato anche bulbi oculari di bovini o di pollo intatti o sezionati ottenuti dai macelli. Molti degli endpoint misurati in queste colture di organi interi sono gli stessi di quelli misurati in vivo, come l'opacità corneale e il gonfiore corneale.
L'infiammazione è spesso una componente della lesione oculare indotta da sostanze chimiche e sono disponibili numerosi test per esaminare questo parametro. Vari saggi biochimici rilevano la presenza di mediatori rilasciati durante il processo infiammatorio come l'acido arachidonico e le citochine. Anche la membrana corioallantoidea (CAM) dell'uovo di gallina può essere utilizzata come indicatore di infiammazione. Nel saggio CAM, un piccolo pezzo del guscio di un embrione di pulcino da dieci a 14 giorni viene rimosso per esporre il CAM. La sostanza chimica viene quindi applicata alla CAM e i segni di infiammazione, come l'emorragia vascolare, vengono segnati in vari momenti successivi.
Uno dei processi in vivo più difficili da valutare in vitro è il recupero e la riparazione del danno oculare. Uno strumento di nuova concezione, il microfisiometro al silicio, misura piccoli cambiamenti nel pH extracellulare e può essere utilizzato per monitorare le cellule in coltura in tempo reale. Questa analisi ha dimostrato di correlare abbastanza bene con il recupero in vivo ed è stata utilizzata come test in vitro per questo processo. Questa è stata una breve panoramica dei tipi di test utilizzati come alternative al test di Draize per l'irritazione oculare. È probabile che nei prossimi anni venga definita una serie completa di batterie di test in vitro e ciascuna sarà convalidata per il suo scopo specifico.
Convalida
La chiave per l'accettazione normativa e l'implementazione delle metodologie di test in vitro è la convalida, il processo mediante il quale viene stabilita la credibilità di un test candidato per uno scopo specifico. Gli sforzi per definire e coordinare il processo di convalida sono stati compiuti sia negli Stati Uniti che in Europa. L'Unione Europea ha istituito il Centro europeo per la convalida dei metodi alternativi (ECVAM) nel 1993 per coordinare gli sforzi e per interagire con organizzazioni americane come il Johns Hopkins Center for Alternatives to Animal Testing (CAAT), un centro accademico negli Stati Uniti e il Comitato di coordinamento interagenzia per la convalida di metodi alternativi (ICCVAM), composto da rappresentanti del National Institutes of Health, dell'Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente, della Food and Drug Administration statunitense e della Commissione per la sicurezza dei prodotti di consumo.
La convalida dei test in vitro richiede un'organizzazione e una pianificazione sostanziali. Deve esserci consenso tra le autorità di regolamentazione del governo e gli scienziati industriali e accademici su procedure accettabili e una supervisione sufficiente da parte di un comitato consultivo scientifico per garantire che i protocolli soddisfino gli standard stabiliti. Gli studi di convalida dovrebbero essere eseguiti in una serie di laboratori di riferimento utilizzando serie calibrate di sostanze chimiche provenienti da una banca chimica e cellule o tessuti provenienti da un'unica fonte. Sia la ripetibilità intralaboratorio che la riproducibilità interlaboratorio di una prova candidata devono essere dimostrate ei risultati devono essere sottoposti ad un'analisi statistica appropriata. Una volta raccolti i risultati delle diverse componenti degli studi di convalida, il comitato consultivo scientifico può formulare raccomandazioni sulla validità del/i test candidato/i per uno scopo specifico. Inoltre, i risultati degli studi dovrebbero essere pubblicati su riviste peer-reviewed e inseriti in un database.
La definizione del processo di validazione è attualmente un work in progress. Ogni nuovo studio di validazione fornirà informazioni utili alla progettazione dello studio successivo. La comunicazione e la cooperazione internazionale sono essenziali per il rapido sviluppo di una serie di protocolli ampiamente accettabili, in particolare data la maggiore urgenza imposta dall'approvazione della direttiva CE sui cosmetici. Questa legislazione può effettivamente fornire lo slancio necessario per intraprendere un serio sforzo di convalida. È solo attraverso il completamento di questo processo che può iniziare l'accettazione dei metodi in vitro da parte delle varie comunità di regolamentazione.
Conclusione
Questo articolo ha fornito un'ampia panoramica dello stato attuale dei test di tossicità in vitro. La scienza della tossicologia in vitro è relativamente giovane, ma sta crescendo in modo esponenziale. La sfida per gli anni a venire è incorporare la conoscenza meccanicistica generata dagli studi cellulari e molecolari nel vasto inventario di dati in vivo per fornire una descrizione più completa dei meccanismi tossicologici e stabilire un paradigma con cui i dati in vitro possono essere utilizzati prevedere la tossicità in vivo. Sarà solo attraverso gli sforzi concertati dei tossicologi e dei rappresentanti del governo che si potrà realizzare il valore intrinseco di questi metodi in vitro.
L'analisi delle relazioni struttura-attività (SAR) è l'utilizzo di informazioni sulla struttura molecolare delle sostanze chimiche per prevedere caratteristiche importanti relative a persistenza, distribuzione, assorbimento e assorbimento e tossicità. Il SAR è un metodo alternativo per identificare potenziali sostanze chimiche pericolose, che promette di assistere le industrie e i governi nella definizione delle priorità delle sostanze per un'ulteriore valutazione o per il processo decisionale in fase iniziale per nuove sostanze chimiche. La tossicologia è un'impresa sempre più costosa e ad alta intensità di risorse. Le crescenti preoccupazioni sulla possibilità che le sostanze chimiche causino effetti avversi nelle popolazioni umane esposte hanno spinto le agenzie di regolamentazione e sanitarie ad ampliare la gamma e la sensibilità dei test per rilevare i rischi tossicologici. Allo stesso tempo, gli oneri reali e percepiti della regolamentazione sull'industria hanno provocato preoccupazioni per la praticità dei metodi di test della tossicità e dell'analisi dei dati. Allo stato attuale, la determinazione della cancerogenicità chimica dipende dai test a vita di almeno due specie, entrambi i sessi, a diverse dosi, con un'attenta analisi istopatologica di più organi, nonché dal rilevamento di alterazioni preneoplastiche nelle cellule e negli organi bersaglio. Negli Stati Uniti, si stima che il test biologico del cancro abbia un costo superiore a 3 milioni di dollari (dollari del 1995).
Anche con risorse finanziarie illimitate, l'onere di testare le circa 70,000 sostanze chimiche esistenti prodotte oggi nel mondo supererebbe le risorse disponibili di tossicologi qualificati. Sarebbero necessari secoli per completare anche una valutazione di primo livello di queste sostanze chimiche (NRC 1984). In molti paesi sono aumentate le preoccupazioni etiche sull'uso di animali nei test di tossicità, portando ulteriori pressioni sull'uso di metodi standard di test di tossicità. Il SAR è stato ampiamente utilizzato nell'industria farmaceutica per identificare molecole potenzialmente utili per il trattamento (Hansch e Zhang 1993). Nella politica di salute ambientale e occupazionale, il SAR viene utilizzato per prevedere la dispersione di composti nell'ambiente chimico-fisico e per selezionare nuove sostanze chimiche per un'ulteriore valutazione della potenziale tossicità. Ai sensi del Toxic Substances Control Act (TSCA) degli Stati Uniti, l'EPA ha utilizzato dal 1979 un approccio SAR come "primo screening" di nuove sostanze chimiche nel processo di notifica prefabbricazione (PMN); L'Australia utilizza un approccio simile come parte della sua nuova procedura di notifica delle sostanze chimiche (NICNAS). Negli Stati Uniti l'analisi SAR è una base importante per determinare che esiste una base ragionevole per concludere che la fabbricazione, la lavorazione, la distribuzione, l'uso o lo smaltimento della sostanza presenteranno un rischio irragionevole di danno per la salute umana o per l'ambiente, come richiesto dalla Sezione 5(f) del TSCA. Sulla base di questa constatazione, l'EPA può quindi richiedere test effettivi della sostanza ai sensi della sezione 6 del TSCA.
Razionale per SAR
Il razionale scientifico per SAR si basa sul presupposto che la struttura molecolare di una sostanza chimica predice aspetti importanti del suo comportamento nei sistemi fisico-chimici e biologici (Hansch e Leo 1979).
Processo SAR
Il processo di revisione SAR include l'identificazione della struttura chimica, comprese le formulazioni empiriche e il composto puro; identificazione di sostanze strutturalmente analoghe; ricerca in banche dati e letteratura per informazioni su analoghi strutturali; e analisi della tossicità e altri dati sugli analoghi strutturali. In alcuni rari casi, le informazioni sulla struttura del composto da sole possono essere sufficienti per supportare alcune analisi SAR, basate su meccanismi di tossicità ben noti. Sono stati compilati diversi database su SAR, nonché metodi basati su computer per la previsione della struttura molecolare.
Con queste informazioni, i seguenti endpoint possono essere stimati con SAR:
Va notato che non esistono metodi SAR per endpoint sanitari così importanti come cancerogenicità, tossicità per lo sviluppo, tossicità riproduttiva, neurotossicità, immunotossicità o altri effetti sugli organi bersaglio. Ciò è dovuto a tre fattori: la mancanza di un ampio database su cui testare le ipotesi SAR, la mancanza di conoscenza dei determinanti strutturali dell'azione tossica e la molteplicità delle cellule bersaglio e dei meccanismi coinvolti in questi endpoint (vedere "The United States approccio alla valutazione del rischio di sostanze tossiche per la riproduzione e agenti neurotossici”). Alcuni tentativi limitati di utilizzare il SAR per prevedere la farmacocinetica utilizzando informazioni sui coefficienti di partizione e sulla solubilità (Johanson e Naslund 1988). È stato fatto un SAR quantitativo più ampio per prevedere il metabolismo P450-dipendente di una gamma di composti e il legame di molecole simili a diossina e PCB al recettore citosolico della "diossina" (Hansch e Zhang 1993).
È stato dimostrato che il SAR ha una prevedibilità variabile per alcuni degli endpoint sopra elencati, come mostrato nella tabella 1. Questa tabella presenta i dati di due confronti dell'attività prevista con i risultati effettivi ottenuti mediante misurazione empirica o test di tossicità. Il SAR condotto dagli esperti dell'EPA statunitense ha ottenuto risultati più scarsi nella previsione delle proprietà fisico-chimiche rispetto alla previsione dell'attività biologica, inclusa la biodegradazione. Per gli endpoint di tossicità, SAR ha ottenuto i risultati migliori per prevedere la mutagenicità. Anche Ashby e Tennant (1991) in uno studio più esteso hanno riscontrato una buona prevedibilità della genotossicità a breve termine nella loro analisi delle sostanze chimiche NTP. Questi risultati non sono sorprendenti, data l'attuale comprensione dei meccanismi molecolari della genotossicità (vedi "Tossicologia genetica") e il ruolo dell'elettrofilia nel legame del DNA. Al contrario, il SAR tendeva a sottostimare la tossicità sistemica e subcronica nei mammiferi ea sovrastimare la tossicità acuta per gli organismi acquatici.
Tabella 1. Confronto dei dati SAR e dei test: analisi OCSE/NTP
endpoint | Accordo (%) | Disaccordo (%) | Numero |
Punto di ebollizione | 50 | 50 | 30 |
Pressione del vapore | 63 | 37 | 113 |
Solubilità dell'acqua | 68 | 32 | 133 |
Coefficiente di ripartizione | 61 | 39 | 82 |
La biodegradazione | 93 | 7 | 107 |
Tossicità per i pesci | 77 | 22 | 130 |
Tossicità dafnie | 67 | 33 | 127 |
Tossicità acuta per i mammiferi (LD50 ) | 80 | 201 | 142 |
Irritazione della pelle | 82 | 18 | 144 |
Irritazione agli occhi | 78 | 22 | 144 |
Sensibilizzazione cutanea | 84 | 16 | 144 |
Tossicità subcronica | 57 | 32 | 143 |
Mutagenesi2 | 88 | 12 | 139 |
Mutagenesi3 | 82-944 | 1-10 | 301 |
Cancerogenicità3 : Saggio biologico di due anni | 72-954 | - | 301 |
Fonte: dati OCSE, comunicazione personale C. Auer, US EPA. In questa analisi sono stati utilizzati solo gli endpoint per i quali erano disponibili previsioni SAR comparabili e dati di test effettivi. I dati NTP provengono da Ashby e Tennant 1991.
1 Desta preoccupazione è stata l'incapacità del SAR di prevedere la tossicità acuta nel 12% delle sostanze chimiche testate.
2 Dati OCSE, basati sulla concordanza del test di Ames con SAR
3 Dati NTP, basati su test genetox rispetto alle previsioni SAR per diverse classi di "sostanze chimiche strutturalmente allerta".
4 La concordanza varia con la classe; la maggiore concordanza era con i composti aromatici ammino/nitro; più basso con strutture “varie”.
Per altri endpoint tossici, come notato sopra, SAR ha un'utilità meno dimostrabile. Le previsioni sulla tossicità nei mammiferi sono complicate dalla mancanza di SAR per la tossicocinetica di molecole complesse. Tuttavia, sono stati fatti alcuni tentativi per proporre principi SAR per endpoint complessi di tossicità sui mammiferi (per esempio, vedere Bernstein (1984) per un'analisi SAR di potenziali sostanze tossiche per la riproduzione maschile). Nella maggior parte dei casi, il database è troppo piccolo per consentire test rigorosi delle previsioni basate sulla struttura.
A questo punto si può concludere che il SAR può essere utile principalmente per dare la priorità all'investimento di risorse per i test di tossicità o per sollevare preoccupazioni in merito a potenziali pericoli. Solo nel caso della mutagenicità è probabile che l'analisi SAR da sola possa essere utilizzata con affidabilità per informare altre decisioni. Per nessun endpoint è probabile che SAR possa fornire il tipo di informazioni quantitative richieste ai fini della valutazione del rischio come discusso altrove in questo capitolo e Enciclopedia.
Nella 3a edizione dell'ILO's Enciclopedia, pubblicato nel 1983, l'ergonomia è stata riassunta in un articolo di sole quattro pagine. Dalla pubblicazione della 3a edizione, c'è stato un grande cambiamento nell'enfasi e nella comprensione delle interrelazioni tra sicurezza e salute: il mondo non è più facilmente classificabile in medicina, sicurezza e prevenzione dei rischi. Nell'ultimo decennio quasi tutti i rami dell'industria della produzione e dei servizi hanno profuso grandi sforzi per migliorare la produttività e la qualità. Questo processo di ristrutturazione ha prodotto un'esperienza pratica che dimostra chiaramente che la produttività e la qualità sono direttamente correlate alla progettazione delle condizioni di lavoro. Una misura economica diretta della produttività - i costi dell'assenteismo per malattia - è influenzata dalle condizioni di lavoro. Pertanto dovrebbe essere possibile aumentare la produttività e la qualità ed evitare l'assenteismo prestando maggiore attenzione alla progettazione delle condizioni di lavoro.
In sintesi, la semplice ipotesi dell'ergonomia moderna può essere enunciata così: il dolore e l'esaurimento causano rischi per la salute, produttività sprecata e qualità ridotta, che sono misure dei costi e dei benefici del lavoro umano.
Questa semplice ipotesi può essere contrapposta alla medicina del lavoro che generalmente si limita a stabilire l'eziologia delle malattie professionali. L'obiettivo della medicina del lavoro è stabilire condizioni in cui la probabilità di sviluppare tali malattie sia ridotta al minimo. Utilizzando i principi ergonomici, queste condizioni possono essere formulate più facilmente sotto forma di requisiti e limiti di carico. La medicina del lavoro può essere riassunta come stabilire “limiti attraverso studi medico-scientifici”. L'ergonomia tradizionale considera il suo ruolo quello di formulare i metodi attraverso i quali, attraverso la progettazione e l'organizzazione del lavoro, possono essere messi in pratica i limiti stabiliti dalla medicina del lavoro. L'ergonomia tradizionale potrebbe quindi essere descritta come lo sviluppo di "correzioni attraverso studi scientifici", dove per "correzioni" si intendono tutte le raccomandazioni sulla progettazione del lavoro che richiedono attenzione ai limiti di carico solo al fine di prevenire rischi per la salute. È una caratteristica di tali raccomandazioni correttive che i professionisti siano finalmente lasciati soli con il problema della loro applicazione: non c'è uno sforzo di gruppo multidisciplinare.
L'obiettivo originale di inventare l'ergonomia nel 1857 è in contrasto con questo tipo di "ergonomia per correzione":
... un approccio scientifico che ci permette di raccogliere, a beneficio di noi stessi e degli altri, i migliori frutti del lavoro della vita per il minimo sforzo e la massima soddisfazione (Jastrzebowski 1857).
La radice del termine “ergonomia” deriva dal greco “nomos” che significa regola, ed “ergo” che significa lavoro. Si potrebbe proporre che l'ergonomia dovrebbe sviluppare "regole" per un concetto di design più lungimirante e prospettico. In contrasto con "l'ergonomia correttiva", l'idea di ergonomia prospettica si basa sull'applicazione di raccomandazioni ergonomiche che prendono simultaneamente in considerazione i margini di redditività (Laurig 1992).
Le regole di base per lo sviluppo di questo approccio possono essere dedotte dall'esperienza pratica e rafforzate dai risultati della ricerca sull'igiene e l'ergonomia del lavoro. In altre parole, ergonomia prospettica significa ricercare alternative nella progettazione del lavoro che prevengano la fatica e l'esaurimento da parte del soggetto lavoratore al fine di promuovere la produttività umana (“... a vantaggio di noi stessi e degli altri”). Questo approccio globale di ergonomia prospettica include la progettazione del posto di lavoro e delle attrezzature, nonché la progettazione delle condizioni di lavoro determinate da una crescente quantità di elaborazione delle informazioni e da un'organizzazione del lavoro in evoluzione. Ergonomia prospettica è, quindi, un approccio interdisciplinare di ricercatori e professionisti provenienti da una vasta gamma di campi uniti dallo stesso obiettivo, e una parte di una base generale per una moderna comprensione della sicurezza e della salute sul lavoro (UNESCO 1992).
Sulla base di questa comprensione, il Ergonomia capitolo della 4a edizione dell'ILO Enciclopedia copre i diversi cluster di conoscenze ed esperienze orientate alle caratteristiche e capacità del lavoratore, e finalizzate ad un utilizzo ottimale della risorsa “lavoro umano” rendendo il lavoro più “ergonomico”, cioè più umano.
La scelta degli argomenti e la struttura degli articoli in questo capitolo segue la struttura delle domande tipiche del settore praticate nell'industria. A cominciare dal obiettivi, principi e metodi di ergonomia, gli articoli che seguono coprono i principi fondamentali delle scienze di base, come la fisiologia e la psicologia. Sulla base di questa base, i prossimi articoli introducono i principali aspetti di una progettazione ergonomica delle condizioni di lavoro che vanno dall'organizzazione del lavoro alla progettazione del prodotto. “Progettare per tutti” pone particolare enfasi su un approccio ergonomico basato sulle caratteristiche e capacità del lavoratore, un concetto spesso trascurato nella pratica. L'importanza e la diversità dell'ergonomia è mostrata in due esempi alla fine del capitolo e si può trovare anche nel fatto che molti altri capitoli in questa edizione dell'ILO Enciclopedia sono direttamente correlati all'ergonomia, come ad esempio Caldo e freddo, Rumore, Vibrazione, Unità di visualizzazione visivae praticamente tutti i capitoli nelle sezioni Gestione degli incidenti e della sicurezza ed Gestione e Politica.
Progettazione di sistemi di produzione
Molte aziende investono milioni in sistemi di produzione assistiti da computer e allo stesso tempo non utilizzano appieno le proprie risorse umane, il cui valore può essere notevolmente aumentato attraverso investimenti in formazione. Infatti, l'utilizzo del potenziale qualificato dei dipendenti invece di un'automazione altamente complessa può non solo, in determinate circostanze, ridurre significativamente i costi di investimento, ma può anche aumentare notevolmente la flessibilità e la capacità del sistema.
Cause di uso inefficiente della tecnologia
I miglioramenti che gli investimenti nella moderna tecnologia sono destinati a realizzare spesso non sono raggiunti neanche approssimativamente (Strohm, Kuark e Schilling 1993; Ulich 1994). Le ragioni più importanti di ciò sono dovute a problemi nei settori della tecnologia, dell'organizzazione e delle qualifiche dei dipendenti.
Tre cause principali possono essere identificate per i problemi con la tecnologia:
I problemi con l'organizzazione sono principalmente attribuibili ai continui tentativi di implementare la tecnologia più recente in strutture organizzative inadeguate. Ad esempio, non ha molto senso introdurre computer di terza, quarta e quinta generazione nelle organizzazioni di seconda generazione. Ma questo è esattamente ciò che fanno molte aziende (Savage e Appleton 1988). In molte aziende, una radicale ristrutturazione dell'organizzazione è un prerequisito per l'utilizzo con successo delle nuove tecnologie. Ciò include in particolare un esame dei concetti di pianificazione e controllo della produzione. In definitiva, l'autocontrollo locale da parte di operatori qualificati può in determinate circostanze essere significativamente più efficiente ed economico di un sistema di pianificazione e controllo della produzione tecnicamente altamente sviluppato.
I problemi con le qualifiche dei dipendenti sorgono principalmente perché un gran numero di aziende non riconosce la necessità di misure di qualificazione in concomitanza con l'introduzione di sistemi di produzione supportati da computer. Inoltre, troppo spesso la formazione è considerata un fattore di costo da controllare e minimizzare, piuttosto che un investimento strategico. Infatti, i tempi di inattività del sistema ei costi che ne derivano possono spesso essere efficacemente ridotti consentendo la diagnosi e la risoluzione dei guasti sulla base della competenza degli operatori e delle conoscenze ed esperienze specifiche del sistema. Questo è particolarmente vero negli impianti di produzione strettamente accoppiati (Köhler et al. 1989). Lo stesso vale per l'introduzione di nuovi prodotti o varianti di prodotto. Molti esempi di uso eccessivo e inefficiente della tecnologia testimoniano tali relazioni.
La conseguenza dell'analisi qui brevemente presentata è che l'introduzione di sistemi di produzione assistiti da computer promette successo solo se integrata in un concetto generale che cerca di ottimizzare congiuntamente l'uso della tecnologia, la struttura dell'organizzazione e il miglioramento delle qualifiche del personale .
Dal compito alla progettazione di sistemi socio-tecnici
I concetti psicologici legati al lavoro del design di produzione si basano sul primato di
l'obiettivo. Da un lato, il compito costituisce l'interfaccia tra individuo e organizzazione (Volpert 1987). D'altra parte, il compito collega il sottosistema sociale con il sottosistema tecnico. “Il compito deve essere il punto di articolazione tra il sistema sociale e quello tecnico, collegando il lavoro nel sistema tecnico con il suo comportamento di ruolo correlato, nel sistema sociale” (Blumberg 1988).
Ciò significa che un sistema socio-tecnico, ad esempio un'isola di produzione, è definito principalmente dal compito che deve svolgere. La distribuzione del lavoro tra uomo e macchina gioca un ruolo centrale, perché decide se la persona “funzioni” come il braccio lungo della macchina con una funzione residua in un “buco” di automazione o se la macchina funzioni come il braccio lungo del persona, con funzione di strumento a supporto delle capacità e delle competenze umane. Ci riferiamo a queste opposte posizioni come “orientate alla tecnologia” e “orientate al lavoro” (Ulich 1994).
Il concetto di compito completo
I principio di attività completa (Hacker 1986) o compito completo gioca un ruolo centrale nei concetti psicologici legati al lavoro per definire i compiti di lavoro e per dividere i compiti tra uomo e macchina. Compiti completi sono quelli "su cui l'individuo ha un notevole controllo personale" e che "inducono forti forze all'interno dell'individuo per completarli o per continuarli". Compiti completi contribuiscono allo "sviluppo di ciò che è stato descritto ... come 'orientamento al compito', cioè uno stato di cose in cui l'interesse dell'individuo è suscitato, impegnato e diretto dal carattere del compito" (Emery 1959) . La figura 1 riassume le caratteristiche di completezza che devono essere prese in considerazione per le misure orientate alla progettazione orientata al lavoro dei sistemi di produzione.
Figura 1. Caratteristiche delle attività complete
Queste indicazioni delle conseguenze derivanti dalla realizzazione del principio del compito completo chiariscono due cose: (1) in molti casi, probabilmente anche nella maggior parte dei casi, i compiti completi nel senso descritto nella figura 1 possono essere strutturati solo come compiti di gruppo su conto della complessità che ne deriva e della relativa portata; (2) la ristrutturazione delle mansioni lavorative, in particolare quando è legata all'introduzione del lavoro di gruppo, richiede la loro integrazione in un concetto di ristrutturazione globale che copra tutti i livelli dell'azienda.
I principi strutturali che si applicano ai vari livelli sono riassunti nella tabella 1.
Tabella 1. Principi orientati al lavoro per la strutturazione della produzione
Livello organizzativo |
Principio strutturale |
Azienda |
Decentramento |
Unità organizzativa |
Integrazione funzionale |
Gruppo |
L'autoregolamentazione1 |
Individuale |
Lavoro di produzione qualificato1 |
1 Tenendo conto del principio della progettazione del lavoro differenziale.
Fonte: Ulich 1994.
Le possibilità di realizzazione dei principi di strutturazione produttiva delineati nella tabella 1 sono illustrate dalla proposta di ristrutturazione di un'azienda di produzione mostrata in figura 2. Tale proposta, approvata all'unanimità sia dai responsabili della produzione sia dal gruppo di progetto costituito allo scopo di ristrutturazione, dimostra anche un fondamentale allontanamento dai concetti tayloristici di divisione del lavoro e dell'autorità. Gli esempi di molte aziende mostrano che la ristrutturazione delle strutture del lavoro e dell'organizzazione sulla base di tali modelli è in grado di soddisfare sia i criteri psicologici del lavoro di promozione della salute e dello sviluppo della personalità, sia la domanda di efficienza economica a lungo termine (cfr. Ulich 1994).
Figura 2. Proposta di ristrutturazione di una società di produzione
La linea argomentativa qui privilegiata, solo accennata sommariamente per ragioni di spazio, cerca di chiarire tre cose:
Partecipazione dei lavoratori
Nelle sezioni precedenti sono stati descritti i tipi di organizzazione del lavoro che hanno come caratteristica fondamentale la democratizzazione ai livelli inferiori della gerarchia di un'organizzazione attraverso una maggiore autonomia e libertà decisionale riguardo al contenuto del lavoro e alle condizioni di lavoro in officina. In questa sezione, la democratizzazione viene affrontata da un'angolazione diversa, guardando al processo decisionale partecipativo in generale. In primo luogo, viene presentato un quadro di definizione per la partecipazione, seguito da una discussione della ricerca sugli effetti della partecipazione. Infine, la progettazione di sistemi partecipativi viene esaminata in dettaglio.
Quadro definitorio per la partecipazione
Lo sviluppo organizzativo, la leadership, la progettazione dei sistemi e le relazioni sindacali sono esempi della varietà di compiti e contesti in cui la partecipazione è considerata rilevante. Un denominatore comune che può essere considerato il nucleo della partecipazione è l'opportunità per individui e gruppi di promuovere i propri interessi influenzando la scelta tra azioni alternative in una data situazione (Wilpert 1989). Tuttavia, per descrivere la partecipazione in modo più dettagliato, sono necessarie alcune dimensioni. Le dimensioni frequentemente suggerite sono (a) formale-informale, (b) diretto-indiretto, (c) grado di influenza e (d) contenuto della decisione (ad esempio, Dachler e Wilpert 1978; Locke e Schweiger 1979). La partecipazione formale si riferisce alla partecipazione all'interno di regole legalmente o altrimenti prescritte (ad esempio, procedure di contrattazione, linee guida per la gestione del progetto), mentre la partecipazione informale si basa su scambi non prescritti, ad esempio tra supervisore e subordinato. La partecipazione diretta consente l'influenza diretta delle persone interessate, mentre la partecipazione indiretta funziona attraverso un sistema di rappresentanza. Il grado di influenza è solitamente descritto mediante una scala che va da "nessuna informazione ai dipendenti su una decisione", attraverso "informazioni anticipate ai dipendenti" e "consultazione con i dipendenti" a "decisione comune di tutte le parti coinvolte". Per quanto riguarda il dare informazioni anticipate senza alcuna consultazione o processo decisionale comune, alcuni autori sostengono che questo non è affatto un basso livello di partecipazione, ma semplicemente una forma di "pseudo-partecipazione" (Wall e Lischeron 1977). Infine, è possibile specificare l'area del contenuto per il processo decisionale partecipativo, ad esempio, cambiamento tecnologico o organizzativo, rapporti di lavoro o decisioni operative quotidiane.
Uno schema di classificazione del tutto diverso da quelli derivati dalle dimensioni fin qui presentate è stato sviluppato da Hornby e Clegg (1992). Sulla base del lavoro di Wall e Lischeron (1977), distinguono tre aspetti dei processi partecipativi:
Hanno quindi utilizzato questi aspetti per integrare un quadro suggerito da Gowler e Legge (1978), che descrive la partecipazione come funzione di due variabili organizzative, vale a dire il tipo di struttura (meccanicistica contro organica) e il tipo di processo (stabile contro instabile). Poiché questo modello include una serie di presupposti sulla partecipazione e sulla sua relazione con l'organizzazione, non può essere utilizzato per classificare tipi generali di partecipazione. Viene presentato qui come un tentativo di definire la partecipazione in un contesto più ampio (vedi tabella 2). (Nell'ultima sezione di questo articolo, verrà discusso lo studio di Hornby e Clegg (1992), che mirava anche a verificare le ipotesi del modello.)
Tabella 2. Partecipazione al contesto organizzativo
Struttura organizzativa |
||
meccanicistico |
Organic |
|
Processi organizzativi |
||
Stabile |
Regolamentato |
Apri |
Instabile |
Arbitrario |
Regolamentato |
Fonte: adattato da Hornby e Clegg 1992.
Una dimensione importante di solito non inclusa nelle classificazioni per la partecipazione è l'obiettivo organizzativo dietro la scelta di una strategia partecipativa (Dachler e Wilpert 1978). Fondamentalmente, la partecipazione può avvenire per conformarsi a una norma democratica, indipendentemente dalla sua influenza sull'efficacia del processo decisionale e sulla qualità del risultato e dell'attuazione della decisione. D'altra parte, una procedura partecipativa può essere scelta per beneficiare della conoscenza e dell'esperienza delle persone coinvolte o per garantire l'accettazione di una decisione. Spesso è difficile identificare gli obiettivi alla base della scelta di un approccio partecipativo a una decisione e spesso si troveranno più obiettivi contemporaneamente, quindi questa dimensione non può essere facilmente utilizzata per classificare la partecipazione. Tuttavia, per comprendere i processi partecipativi è una dimensione importante da tenere presente.
Ricerca sugli effetti della partecipazione
Un presupposto ampiamente condiviso sostiene che la soddisfazione così come gli incrementi di produttività possono essere raggiunti fornendo l'opportunità di una partecipazione diretta al processo decisionale. Nel complesso, la ricerca ha supportato questa ipotesi, ma le prove non sono inequivocabili e molti degli studi sono stati criticati su basi teoriche e metodologiche (Cotton et al. 1988; Locke e Schweiger 1979; Wall e Lischeron 1977). Cotone et al. (1988) hanno sostenuto che i risultati incoerenti sono dovuti a differenze nella forma di partecipazione studiata; ad esempio, la partecipazione informale e l'azionariato dei dipendenti sono associati a un'elevata produttività e soddisfazione, mentre la partecipazione a breve termine è inefficace sotto entrambi gli aspetti. Sebbene le loro conclusioni siano state fortemente criticate (Leana, Locke e Schweiger 1990), vi è accordo sul fatto che la ricerca sulla partecipazione sia generalmente caratterizzata da una serie di carenze, che vanno da problemi concettuali come quelli citati da Cotton et al. (1988) a questioni metodologiche come le variazioni nei risultati basate su diverse operazionalizzazioni delle variabili dipendenti (ad esempio, Wagner e Gooding 1987).
Per esemplificare le difficoltà della ricerca sulla partecipazione, viene brevemente descritto il classico studio di Coch e French (1948), seguito dalla critica di Bartlem e Locke (1981). Il focus del primo studio era il superamento della resistenza al cambiamento attraverso la partecipazione. Agli operatori di uno stabilimento tessile in cui si verificavano frequenti trasferimenti tra compiti di lavoro è stata data l'opportunità di partecipare alla progettazione dei loro nuovi posti di lavoro a vari livelli. Un gruppo di operatori ha partecipato alle decisioni (procedure di lavoro dettagliate per nuovi lavori e cottimo) attraverso rappresentanti scelti, cioè diversi operatori del proprio gruppo. In due gruppi più piccoli, tutti gli operatori hanno partecipato a tali decisioni e un quarto gruppo fungeva da controllo senza partecipazione consentita. In precedenza nello stabilimento era stato riscontrato che la maggior parte degli operatori si risentiva per il trasferimento ed era più lenta nel riapprendere i nuovi lavori rispetto all'apprendimento del primo lavoro nello stabilimento e che l'assenteismo e il turnover tra gli operatori trasferiti erano più elevati rispetto agli operatori non trasferiti di recente.
Ciò si è verificato nonostante fosse concesso un bonus di trasferimento per compensare la perdita iniziale di guadagni a cottimo dopo il trasferimento a un nuovo lavoro. Confrontando le tre condizioni sperimentali si è riscontrato che il gruppo senza partecipazione è rimasto a un basso livello di produzione - che era stato fissato come standard di gruppo - per il primo mese dopo il trasferimento, mentre i gruppi con piena partecipazione hanno recuperato la produttività precedente nel giro di pochi giorni e addirittura superato a fine mese. Il terzo gruppo che ha partecipato attraverso rappresentanti scelti non si è ripreso così velocemente, ma ha mostrato la vecchia produttività dopo un mese. (Tuttavia, avevano anche materiale insufficiente su cui lavorare per la prima settimana.) Non si è verificato alcun turnover nei gruppi con partecipazione ed è stata osservata poca aggressività nei confronti della direzione. Il turnover nel gruppo di partecipazione senza partecipazione è stato del 17% e l'atteggiamento nei confronti del management è stato generalmente ostile. Il gruppo senza partecipazione è stato sciolto dopo un mese e riunito nuovamente dopo altri due mesi e mezzo per lavorare su un nuovo lavoro, e questa volta è stata data loro l'opportunità di partecipare alla progettazione del loro lavoro. Hanno quindi mostrato lo stesso modello di recupero e aumento della produttività dei gruppi con la partecipazione al primo esperimento. I risultati sono stati spiegati da Coch e French sulla base di un modello generale di resistenza al cambiamento derivato dal lavoro di Lewin (1951, vedi sotto).
Bartlem e Locke (1981) hanno sostenuto che questi risultati non possono essere interpretati come un supporto per gli effetti positivi della partecipazione perché c'erano differenze importanti tra i gruppi per quanto riguarda la spiegazione della necessità di cambiamenti negli incontri introduttivi con la direzione, la quantità di formazione ricevuto, il modo in cui sono stati effettuati gli studi sul tempo per stabilire il cottimo, la quantità di lavoro disponibile e la dimensione del gruppo. Presumevano che l'equità percepita delle tariffe salariali e la fiducia generale nella direzione contribuissero alla migliore performance dei gruppi di partecipazione, non alla partecipazione di per sé.
Oltre ai problemi associati alla ricerca sugli effetti della partecipazione, si sa molto poco sui processi che portano a questi effetti (ad esempio, Wilpert 1989). In uno studio longitudinale sugli effetti della progettazione partecipativa del lavoro, Baitsch (1985) ha descritto in dettaglio i processi di sviluppo delle competenze in un certo numero di impiegati di fabbrica. Il suo studio può essere collegato alla teoria di Deci (1975) della motivazione intrinseca basata sulla necessità di essere competenti e autodeterminanti. Un quadro teorico incentrato sugli effetti della partecipazione sulla resistenza al cambiamento è stato suggerito da Lewin (1951) che ha sostenuto che i sistemi sociali ottengono un equilibrio quasi stazionario che è disturbato da qualsiasi tentativo di cambiamento. Affinché il cambiamento possa essere realizzato con successo, le forze a favore del cambiamento devono essere più forti delle forze che resistono. La partecipazione aiuta a ridurre le forze di resistenza così come ad aumentare le forze motrici perché le ragioni della resistenza possono essere apertamente discusse e affrontate, e le preoccupazioni e le esigenze individuali possono essere integrate nel cambiamento proposto. Inoltre, Lewin ha ipotizzato che le decisioni comuni risultanti da processi di cambiamento partecipativo forniscano il collegamento tra la motivazione al cambiamento e gli effettivi cambiamenti nel comportamento.
Partecipazione alla progettazione dei sistemi
Dato il supporto empirico, anche se non del tutto coerente, all'efficacia della partecipazione, così come i suoi fondamenti etici nella democrazia industriale, vi è un consenso diffuso sul fatto che, ai fini della progettazione dei sistemi, dovrebbe essere seguita una strategia partecipativa (Greenbaum e Kyng 1991; Majchrzak 1988; Scarbrough e Corbett 1992). Inoltre, una serie di studi di casi sui processi di progettazione partecipativa hanno dimostrato i vantaggi specifici della partecipazione alla progettazione di sistemi, ad esempio, per quanto riguarda la qualità della progettazione risultante, la soddisfazione dell'utente e l'accettazione (vale a dire, l'uso effettivo) del nuovo sistema (Mumford e Henshall 1979; Spinas 1989; Ulich et al. 1991).
La questione importante quindi non è il se, ma il come della partecipazione. Scarbrough e Corbett (1992) hanno fornito una panoramica dei vari tipi di partecipazione nelle varie fasi del processo di progettazione (vedi tabella 3). Come sottolineano, il coinvolgimento degli utenti nella progettazione effettiva della tecnologia è piuttosto raro e spesso non si estende oltre la distribuzione delle informazioni. La partecipazione si verifica principalmente nelle ultime fasi di implementazione e ottimizzazione del sistema tecnico e durante lo sviluppo di opzioni di progettazione socio-tecnica, ovvero opzioni di progettazione organizzativa e lavorativa in combinazione con opzioni per l'uso del sistema tecnico.
Tabella 3. Partecipazione degli utenti al processo tecnologico
Tipo di partecipazione |
||
Fasi del processo tecnologico |
Formale |
Informale |
Design |
Consultazione sindacale |
Riprogettazione dell'utente |
Implementazione |
Nuovi accordi tecnologici |
Contrattazione di competenze |
Usa il |
Progettazione del lavoro |
Riprogettazione del lavoro informale |
Adattato da Scarbrough e Corbett 1992.
Oltre alla resistenza di manager e ingegneri al coinvolgimento degli utenti nella progettazione di sistemi tecnici e alle potenziali restrizioni insite nella struttura di partecipazione formale di un'azienda, un'importante difficoltà riguarda la necessità di metodi che consentano la discussione e la valutazione di sistemi che non esistono (Grote 1994). Nello sviluppo del software, i laboratori di usabilità possono aiutare a superare questa difficoltà in quanto forniscono un'opportunità per i test preliminari da parte degli utenti futuri.
Osservando il processo di progettazione dei sistemi, inclusi i processi partecipativi, Hirschheim e Klein (1989) hanno sottolineato gli effetti delle assunzioni implicite ed esplicite degli sviluppatori e dei gestori di sistemi su argomenti di base come la natura dell'organizzazione sociale, la natura della tecnologia e la loro proprio ruolo nel processo di sviluppo. Il fatto che i progettisti di sistemi si considerino esperti, catalizzatori o emancipatori influenzerà notevolmente il processo di progettazione e implementazione. Inoltre, come accennato in precedenza, deve essere preso in considerazione il contesto organizzativo più ampio in cui si svolge la progettazione partecipativa. Hornby e Clegg (1992) hanno fornito alcune prove della relazione tra le caratteristiche organizzative generali e la forma di partecipazione scelta (o, più precisamente, la forma che si evolve nel corso della progettazione e dell'implementazione del sistema). Hanno studiato l'introduzione di un sistema informativo che è stato realizzato all'interno di una struttura di progetto partecipativo e con impegno esplicito alla partecipazione degli utenti. Tuttavia, gli utenti hanno riferito di avere poche informazioni sui cambiamenti previsti e bassi livelli di influenza sulla progettazione del sistema e su questioni correlate come la progettazione del lavoro e la sicurezza del lavoro. Questo risultato è stato interpretato in termini di struttura meccanicistica e processi instabili dell'organizzazione che hanno favorito la partecipazione "arbitraria" invece della partecipazione aperta desiderata (vedi tabella 2).
In conclusione, ci sono prove sufficienti che dimostrano i vantaggi delle strategie di cambiamento partecipativo. Tuttavia, c'è ancora molto da imparare sui processi sottostanti e sui fattori di influenza che determinano, moderano o prevengono questi effetti positivi.
Il lavoro è essenziale per la vita, lo sviluppo e la realizzazione personale. Sfortunatamente, attività indispensabili come la produzione alimentare, l'estrazione di materie prime, la fabbricazione di beni, la produzione di energia e servizi comportano processi, operazioni e materiali che possono, in misura maggiore o minore, creare pericoli per la salute dei lavoratori e di coloro che vivono nelle comunità vicine , così come all'ambiente generale.
Tuttavia, la generazione e il rilascio di agenti nocivi nell'ambiente di lavoro possono essere prevenuti, attraverso adeguati interventi di controllo dei pericoli, che non solo tutelano la salute dei lavoratori ma limitano anche i danni all'ambiente spesso associati all'industrializzazione. Se una sostanza chimica dannosa viene eliminata da un processo di lavoro, non influirà sui lavoratori né andrà oltre, per inquinare l'ambiente.
La professione che mira specificamente alla prevenzione e al controllo dei rischi derivanti dai processi lavorativi è l'igiene del lavoro. Gli obiettivi dell'igiene del lavoro includono la protezione e la promozione della salute dei lavoratori, la protezione dell'ambiente e il contributo a uno sviluppo sicuro e sostenibile.
La necessità dell'igiene del lavoro nella protezione della salute dei lavoratori non può essere sottovalutata. Anche quando fattibile, la diagnosi e la cura di una malattia professionale non impediranno ulteriori manifestazioni, se l'esposizione all'agente eziologico non cessa. Finché l'ambiente di lavoro malsano rimane invariato, il suo potenziale di danneggiare la salute rimane. Solo il controllo dei rischi per la salute può spezzare il circolo vizioso illustrato nella figura 1.
Figura 1. Interazioni tra le persone e l'ambiente
Tuttavia, l'azione preventiva dovrebbe iniziare molto prima, non solo prima della manifestazione di qualsiasi danno alla salute, ma anche prima che si verifichi effettivamente l'esposizione. L'ambiente di lavoro dovrebbe essere sotto continua sorveglianza in modo che agenti e fattori pericolosi possano essere rilevati e rimossi, o controllati, prima che causino effetti negativi; questo è il ruolo dell'igiene del lavoro.
Inoltre, l'igiene del lavoro può anche contribuire a uno sviluppo sicuro e sostenibile, ovvero "assicurare che (lo sviluppo) soddisfi i bisogni del presente senza compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare i propri bisogni" (World Commission on Environment and Development 1987). Soddisfare i bisogni dell'attuale popolazione mondiale senza esaurire o danneggiare la base di risorse globali e senza causare conseguenze negative per la salute e l'ambiente, richiede conoscenza e mezzi per influenzare l'azione (WHO 1992a); quando è correlato ai processi lavorativi, è strettamente correlato alla pratica dell'igiene del lavoro.
La medicina del lavoro richiede un approccio multidisciplinare e coinvolge discipline fondamentali, una delle quali è l'igiene del lavoro, insieme ad altre che comprendono la medicina del lavoro e infermieristica, l'ergonomia e la psicologia del lavoro. Una rappresentazione schematica degli ambiti di azione dei medici del lavoro e degli igienisti del lavoro è presentata in figura 2.
Figura 2. Ambiti di azione per i medici del lavoro e gli igienisti del lavoro.
È importante che i decisori, i dirigenti e gli stessi lavoratori, nonché tutti i professionisti della medicina del lavoro, comprendano il ruolo essenziale che l'igiene del lavoro svolge nella protezione della salute dei lavoratori e dell'ambiente, nonché la necessità di professionisti specializzati in questo campo. Va inoltre tenuto presente lo stretto legame tra salute sul lavoro e salute ambientale, poiché la prevenzione dell'inquinamento da fonti industriali, attraverso l'adeguata gestione e smaltimento di effluenti e rifiuti pericolosi, dovrebbe essere avviata a livello di luogo di lavoro. (Vedi “Valutazione dell'ambiente di lavoro”).
Concetti e definizioni
Igiene del lavoro
L'igiene del lavoro è la scienza dell'anticipazione, del riconoscimento, della valutazione e del controllo dei pericoli derivanti dal o dal luogo di lavoro, e che potrebbero compromettere la salute e il benessere dei lavoratori, tenendo conto anche del possibile impatto sulle comunità circostanti e sul benessere generale ambiente.
Le definizioni di igiene del lavoro possono essere presentate in modi diversi; tuttavia, esse hanno tutte sostanzialmente lo stesso significato e mirano allo stesso fondamentale obiettivo di tutelare e promuovere la salute e il benessere dei lavoratori, nonché di tutelare l'ambiente in generale, attraverso azioni di prevenzione nei luoghi di lavoro.
L'igiene del lavoro non è ancora universalmente riconosciuta come professione; tuttavia, in molti paesi sta emergendo una legislazione quadro che porterà alla sua istituzione.
Igienista del lavoro
Un igienista del lavoro è un professionista in grado di:
Va tenuto presente che una professione è costituita non solo da un corpus di conoscenze, ma anche da un Codice Etico; le associazioni nazionali di igiene del lavoro, così come l'International Occupational Hygiene Association (IOHA), hanno i propri codici etici (WHO 1992b).
Tecnico di igiene del lavoro
Un tecnico dell'igiene del lavoro è “una persona competente per effettuare misurazioni dell'ambiente di lavoro” ma non “per dare le interpretazioni, i giudizi e le raccomandazioni richieste da un igienista del lavoro”. Il necessario livello di competenza può essere ottenuto in un campo completo o limitato (WHO 1992b).
Associazione internazionale per l'igiene sul lavoro (IOHA)
IOHA è stata formalmente istituita, durante un incontro a Montreal, il 2 giugno 1987. Attualmente IOHA ha la partecipazione di 19 associazioni nazionali di igiene del lavoro, con oltre diciannovemila membri provenienti da diciassette paesi.
L'obiettivo primario di IOHA è quello di promuovere e sviluppare l'igiene del lavoro in tutto il mondo, ad un alto livello di competenza professionale, attraverso mezzi che includono lo scambio di informazioni tra organizzazioni e individui, l'ulteriore sviluppo delle risorse umane e la promozione di un elevato standard della pratica etica. Le attività dell'IOHA comprendono incontri scientifici e la pubblicazione di una newsletter. I membri delle associazioni affiliate sono automaticamente membri di IOHA; è possibile aderire anche come socio individuale, per chi si trova in paesi dove non esiste ancora un'associazione nazionale.
Certificazione
Oltre a una definizione accettata di igiene del lavoro e del ruolo dell'igienista del lavoro, è necessario istituire schemi di certificazione per garantire standard accettabili di competenza e pratica di igiene del lavoro. La certificazione si riferisce a uno schema formale basato su procedure per stabilire e mantenere conoscenze, abilità e competenze dei professionisti (Burdorf 1995).
IOHA ha promosso un'indagine sugli schemi di certificazione nazionali esistenti (Burdorf 1995), insieme a raccomandazioni per la promozione della cooperazione internazionale nell'assicurare la qualità degli igienisti occupazionali professionali, che includono quanto segue:
Altri suggerimenti in questo rapporto includono elementi come: "reciprocità" e "accettazione incrociata delle denominazioni nazionali, mirando in ultima analisi a uno schema ombrello con una designazione accettata a livello internazionale".
La pratica dell'igiene del lavoro
I passaggi classici nella pratica dell'igiene del lavoro sono:
L'approccio ideale alla prevenzione dei pericoli è "un'azione preventiva anticipata e integrata", che dovrebbe includere:
L'importanza di anticipare e prevenire tutti i tipi di inquinamento ambientale non può essere sottovalutata. C'è, fortunatamente, una crescente tendenza a considerare le nuove tecnologie dal punto di vista dei possibili impatti negativi e della loro prevenzione, dalla progettazione e installazione del processo alla gestione degli effluenti e dei rifiuti che ne derivano, nella cosiddetta culla approccio alla tomba. I disastri ambientali, che si sono verificati sia nei paesi sviluppati che in quelli in via di sviluppo, avrebbero potuto essere evitati mediante l'applicazione di adeguate strategie di controllo e procedure di emergenza sul posto di lavoro.
Gli aspetti economici dovrebbero essere visti in termini più ampi rispetto alla consueta considerazione iniziale del costo; opzioni più costose che offrono buona salute e protezione ambientale possono rivelarsi più economiche a lungo termine. La tutela della salute dei lavoratori e dell'ambiente deve iniziare molto prima del solito. Le informazioni tecniche ei consigli sull'igiene del lavoro e dell'ambiente dovrebbero essere sempre a disposizione di coloro che progettano nuovi processi, macchinari, attrezzature e posti di lavoro. Purtroppo tali informazioni sono spesso rese disponibili troppo tardi, quando l'unica soluzione è un costoso e difficile adeguamento, o peggio, quando le conseguenze sono già state disastrose.
Riconoscimento dei pericoli
Il riconoscimento dei pericoli è un passaggio fondamentale nella pratica dell'igiene del lavoro, indispensabile per un'adeguata pianificazione delle strategie di valutazione e controllo dei pericoli, nonché per stabilire le priorità di azione. Per un'adeguata progettazione delle misure di controllo, è inoltre necessario caratterizzare fisicamente le fonti di contaminanti e i percorsi di propagazione dei contaminanti.
Il riconoscimento dei pericoli porta alla determinazione di:
L'identificazione degli agenti pericolosi, delle loro fonti e delle condizioni di esposizione richiede una conoscenza approfondita e un attento studio dei processi e delle operazioni di lavoro, delle materie prime e dei prodotti chimici utilizzati o generati, dei prodotti finali e degli eventuali sottoprodotti, nonché delle possibilità di formazione accidentale di sostanze chimiche, decomposizione di materiali, combustione di combustibili o presenza di impurità. Il riconoscimento della natura e della potenziale entità degli effetti biologici che tali agenti possono causare in caso di sovraesposizione richiede la conoscenza e l'accesso alle informazioni tossicologiche. Le fonti internazionali di informazioni a tale riguardo includono il Programma internazionale sulla sicurezza chimica (IPCS), l'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) e il Registro internazionale delle sostanze chimiche potenzialmente tossiche, Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente (UNEP-IRPTC).
Gli agenti che pongono rischi per la salute nell'ambiente di lavoro includono contaminanti aerodispersi; sostanze chimiche non disperse nell'aria; agenti fisici, come calore e rumore; agenti biologici; fattori ergonomici, come procedure di sollevamento e posture di lavoro inadeguate; e stress psicosociali.
Valutazioni di igiene del lavoro
Le valutazioni di igiene del lavoro vengono eseguite per valutare l'esposizione dei lavoratori, nonché per fornire informazioni per la progettazione o per testare l'efficacia delle misure di controllo.
La valutazione dell'esposizione dei lavoratori ai rischi professionali, come i contaminanti aerodispersi, gli agenti fisici e biologici, è trattata altrove in questo capitolo. Tuttavia, vengono qui fornite alcune considerazioni generali per una migliore comprensione del campo dell'igiene del lavoro.
È importante tenere presente che la valutazione dei pericoli non è fine a se stessa, ma deve essere considerata come parte di una procedura molto più ampia che inizia con la consapevolezza che un determinato agente, in grado di causare danni alla salute, può essere presente nell'opera ambiente e si conclude con il controllo di questo agente in modo che gli venga impedito di causare danni. La valutazione dei pericoli apre la strada, ma non sostituisce, la prevenzione dei rischi.
Valutazione dell'esposizione
La valutazione dell'esposizione mira a determinare a quanto agente sono stati esposti i lavoratori, con quale frequenza e per quanto tempo. Linee guida in questo senso sono state stabilite sia a livello nazionale che internazionale, ad esempio EN 689, preparata dal Comité Européen de Normalization (Comitato europeo di normalizzazione) (CEN 1994).
Nella valutazione dell'esposizione a contaminanti aerodispersi, la procedura più usuale è la valutazione dell'esposizione per inalazione, che richiede la determinazione della concentrazione atmosferica dell'agente a cui sono esposti i lavoratori (o, nel caso di particelle aerodisperse, la concentrazione atmosferica di la frazione rilevante, ad esempio la “frazione respirabile”) e la durata dell'esposizione. Tuttavia, se vie diverse dall'inalazione contribuiscono in modo apprezzabile all'assorbimento di una sostanza chimica, si può formulare un giudizio errato osservando solo l'esposizione per inalazione. In tali casi, l'esposizione totale deve essere valutata e uno strumento molto utile per questo è il monitoraggio biologico.
La pratica dell'igiene del lavoro riguarda tre tipi di situazioni:
Uno dei motivi principali per determinare se esiste una sovraesposizione a un agente pericoloso nell'ambiente di lavoro è decidere se sono necessari interventi. Questo spesso, ma non necessariamente, significa stabilire se c'è conformità con uno standard adottato, che di solito è espresso in termini di un limite di esposizione professionale. La determinazione della situazione di “peggiore esposizione” può essere sufficiente per raggiungere questo scopo. Infatti, se si prevede che le esposizioni siano molto alte o molto basse rispetto ai valori limite accettati, l'accuratezza e la precisione delle valutazioni quantitative possono essere inferiori rispetto a quando si prevede che le esposizioni siano più vicine ai valori limite. Infatti, quando i pericoli sono evidenti, potrebbe essere più saggio investire risorse inizialmente sui controlli e svolgere valutazioni ambientali più precise dopo che i controlli sono stati implementati.
Le valutazioni di follow-up sono spesso necessarie, in particolare se esisteva la necessità di installare o migliorare misure di controllo o se erano previsti cambiamenti nei processi o nei materiali utilizzati. In questi casi, le valutazioni quantitative hanno un importante ruolo di sorveglianza in:
Ogni volta che viene effettuata un'indagine sull'igiene del lavoro in connessione con uno studio epidemiologico al fine di ottenere dati quantitativi sulle relazioni tra esposizione ed effetti sulla salute, l'esposizione deve essere caratterizzata con un elevato livello di accuratezza e precisione. In questo caso, tutti i livelli di esposizione devono essere adeguatamente caratterizzati, poiché non sarebbe sufficiente, ad esempio, caratterizzare solo la situazione di esposizione peggiore. Sarebbe l'ideale, anche se difficile nella pratica, tenere sempre registrazioni precise e accurate della valutazione dell'esposizione poiché potrebbe esserci la necessità futura di disporre di dati storici sull'esposizione.
Per garantire che i dati di valutazione siano rappresentativi dell'esposizione dei lavoratori e che le risorse non vengano sprecate, deve essere progettata e seguita un'adeguata strategia di campionamento, che tenga conto di tutte le possibili fonti di variabilità. Le strategie di campionamento, così come le tecniche di misurazione, sono trattate in "Valutazione dell'ambiente di lavoro".
Interpretazione dei risultati
Il grado di incertezza nella stima di un parametro di esposizione, ad esempio la concentrazione media effettiva di un contaminante aereo, viene determinato attraverso il trattamento statistico dei risultati delle misurazioni (ad esempio campionamento e analisi). Il livello di confidenza sui risultati dipenderà dal coefficiente di variazione del “sistema di misura” e dal numero di misurazioni. Una volta raggiunta una fiducia accettabile, il passo successivo è considerare le implicazioni sanitarie dell'esposizione: cosa significa per la salute dei lavoratori esposti: adesso? nel futuro prossimo? nella loro vita lavorativa? ci sarà un impatto sulle generazioni future?
Il processo di valutazione è completato solo quando i risultati delle misurazioni vengono interpretati alla luce dei dati (a volte indicati come "dati di valutazione del rischio") derivati da studi tossicologici sperimentali, epidemiologici e clinici e, in alcuni casi, studi clinici. Va chiarito che il termine valutazione del rischio è stato utilizzato in relazione a due tipi di valutazione: la valutazione della natura e dell'entità del rischio derivante dall'esposizione a sostanze chimiche o altri agenti, in generale, e la valutazione del rischio per un particolare lavoratore o gruppo di lavoratori, in una specifica situazione lavorativa.
Nella pratica dell'igiene del lavoro, i risultati della valutazione dell'esposizione vengono spesso confrontati con i limiti di esposizione professionale adottati che hanno lo scopo di fornire una guida per la valutazione dei pericoli e per stabilire i livelli obiettivo per il controllo. L'esposizione al di sopra di questi limiti richiede un'immediata azione correttiva attraverso il miglioramento delle misure di controllo esistenti o l'implementazione di nuove misure. Infatti, gli interventi preventivi dovrebbero essere realizzati a “livello di azione”, che varia da paese a paese (ad esempio, metà o un quinto del limite di esposizione professionale). Un basso livello di azione è la migliore garanzia di evitare problemi futuri.
Il confronto dei risultati della valutazione dell'esposizione con i limiti di esposizione professionale è una semplificazione poiché, tra le altre limitazioni, molti fattori che influenzano l'assorbimento di sostanze chimiche (ad es. suscettibilità individuale, attività fisica e corporatura) non sono presi in considerazione da questa procedura. Inoltre, nella maggior parte dei luoghi di lavoro c'è un'esposizione simultanea a molti agenti; quindi una questione molto importante è quella delle esposizioni combinate e delle interazioni tra agenti, perché le conseguenze sulla salute dell'esposizione a un determinato agente da solo possono differire considerevolmente dalle conseguenze dell'esposizione a questo stesso agente in combinazione con altri, in particolare se vi è sinergismo o potenziamento di effetti.
Misure per il controllo
Le misurazioni con lo scopo di indagare la presenza di agenti e gli schemi dei parametri di esposizione nell'ambiente di lavoro possono essere estremamente utili per la pianificazione e la progettazione di misure di controllo e pratiche di lavoro. Gli obiettivi di tali misurazioni includono:
Gli strumenti a lettura diretta sono estremamente utili ai fini del controllo, in particolare quelli che possono essere utilizzati per il campionamento continuo e riflettono ciò che sta accadendo in tempo reale, rivelando così situazioni di esposizione che potrebbero non essere rilevate altrimenti e che devono essere controllate. Esempi di tali strumenti includono: rivelatori a fotoionizzazione, analizzatori a infrarossi, misuratori di aerosol e tubi rivelatori. Quando si esegue il campionamento per ottenere un quadro del comportamento dei contaminanti, dalla fonte in tutto l'ambiente di lavoro, l'accuratezza e la precisione non sono così critiche come lo sarebbero per la valutazione dell'esposizione.
I recenti sviluppi in questo tipo di misurazione per scopi di controllo includono tecniche di visualizzazione, una delle quali è Picture Mix Exposure—PIMEX (Rosen 1993). Questo metodo combina un'immagine video del lavoratore con una scala che mostra le concentrazioni di contaminanti nell'aria, che vengono misurate continuamente, nella zona di respirazione, con uno strumento di monitoraggio in tempo reale, rendendo così possibile visualizzare come varia la concentrazione durante l'esecuzione dell'attività . Ciò fornisce uno strumento eccellente per confrontare l'efficacia relativa di diverse misure di controllo, come la ventilazione e le pratiche di lavoro, contribuendo così a una migliore progettazione.
Le misurazioni sono necessarie anche per valutare l'efficacia delle misure di controllo. In questo caso, il campionamento alla fonte o il campionamento dell'area sono convenienti, da soli o in aggiunta al campionamento personale, per la valutazione dell'esposizione dei lavoratori. Per garantire la validità, le posizioni per il campionamento (o le misurazioni) "prima" e "dopo" e le tecniche utilizzate dovrebbero essere le stesse, o equivalenti, in termini di sensibilità, accuratezza e precisione.
Prevenzione e controllo dei pericoli
L'obiettivo primario dell'igiene del lavoro è l'attuazione di adeguate misure di prevenzione e controllo dei rischi nell'ambiente di lavoro. Gli standard ei regolamenti, se non applicati, sono privi di significato per la protezione della salute dei lavoratori e l'applicazione di solito richiede sia strategie di monitoraggio che di controllo. L'assenza di standard legalmente stabiliti non dovrebbe essere un ostacolo all'attuazione delle misure necessarie per prevenire le esposizioni dannose o controllarle al livello più basso possibile. Quando i pericoli gravi sono evidenti, dovrebbe essere raccomandato il controllo, anche prima che vengano effettuate valutazioni quantitative. A volte può essere necessario cambiare il concetto classico di "riconoscimento-valutazione-controllo" in "riconoscimento-controllo-valutazione", o anche in "riconoscimento-controllo", se non esistono capacità di valutazione dei pericoli. Alcuni esempi di pericoli che richiedono un'ovvia azione senza la necessità di un precedente campionamento ambientale sono la galvanica eseguita in una piccola stanza non ventilata o l'utilizzo di un martello pneumatico o di un'attrezzatura di sabbiatura senza controlli ambientali o dispositivi di protezione. Per tali rischi per la salute riconosciuti, la necessità immediata è il controllo, non la valutazione quantitativa.
L'azione preventiva dovrebbe in qualche modo interrompere la catena attraverso la quale l'agente pericoloso - una sostanza chimica, una polvere, una fonte di energia - viene trasmesso dalla fonte al lavoratore. Esistono tre gruppi principali di misure di controllo: controlli tecnici, pratiche di lavoro e misure personali.
L'approccio di prevenzione dei rischi più efficiente è l'applicazione di misure di controllo ingegneristico che prevengono le esposizioni professionali gestendo l'ambiente di lavoro, riducendo così la necessità di iniziative da parte dei lavoratori o delle persone potenzialmente esposte. Le misure ingegneristiche di solito richiedono alcune modifiche al processo o alle strutture meccaniche e implicano misure tecniche che eliminano o riducono l'uso, la generazione o il rilascio di agenti pericolosi alla fonte o, quando l'eliminazione alla fonte non è possibile, le misure ingegneristiche dovrebbero essere progettate per prevenire o ridurre la diffusione di agenti pericolosi nell'ambiente di lavoro mediante:
Gli interventi di controllo che comportano qualche modifica della fonte sono l'approccio migliore perché l'agente nocivo può essere eliminato o ridotto in concentrazione o intensità. Le misure di riduzione alla fonte includono la sostituzione dei materiali, la sostituzione/modifica dei processi o delle apparecchiature e una migliore manutenzione delle apparecchiature.
Quando le modifiche alla fonte non sono fattibili, o non sono sufficienti per raggiungere il livello di controllo desiderato, allora il rilascio e la diffusione di agenti pericolosi nell'ambiente di lavoro dovrebbero essere prevenuti interrompendo il loro percorso di trasmissione attraverso misure come l'isolamento (ad esempio, sistemi chiusi, recinzioni), ventilazione locale degli scarichi, barriere e schermi, isolamento dei lavoratori.
Altre misure volte a ridurre l'esposizione nell'ambiente di lavoro includono un'adeguata progettazione del posto di lavoro, ventilazione per diluizione o dislocamento, buona pulizia e stoccaggio adeguato. L'etichettatura e i segnali di avvertimento possono aiutare i lavoratori a pratiche di lavoro sicure. I sistemi di monitoraggio e allarme possono essere richiesti in un programma di controllo. Alcuni esempi sono i monitor per il monossido di carbonio attorno ai forni, per l'idrogeno solforato nelle fognature e per la carenza di ossigeno negli spazi chiusi.
Le pratiche di lavoro sono una parte importante del controllo, ad esempio i lavori in cui la postura di lavoro di un lavoratore può influire sull'esposizione, ad esempio se un lavoratore si china sul proprio lavoro. La posizione del lavoratore può influenzare le condizioni di esposizione (es. zona di respirazione in relazione alla fonte di contaminante, possibilità di assorbimento cutaneo).
Infine, l'esposizione professionale può essere evitata o ridotta ponendo una barriera protettiva sul lavoratore, nel punto critico di ingresso dell'agente nocivo in questione (bocca, naso, pelle, orecchio), ovvero l'uso di dispositivi di protezione individuale. Va sottolineato che tutte le altre possibilità di controllo dovrebbero essere esplorate prima di considerare l'uso di dispositivi di protezione individuale, in quanto questo è il mezzo meno soddisfacente per il controllo di routine delle esposizioni, in particolare ai contaminanti aerodispersi.
Altre misure preventive personali comprendono l'istruzione e la formazione, l'igiene personale e la limitazione del tempo di esposizione.
Valutazioni continue, attraverso il monitoraggio ambientale e la sorveglianza sanitaria, dovrebbero far parte di qualsiasi strategia di prevenzione e controllo dei pericoli.
Un'adeguata tecnologia di controllo dell'ambiente di lavoro deve comprendere anche misure per la prevenzione dell'inquinamento ambientale (aria, acqua, suolo), compresa un'adeguata gestione dei rifiuti pericolosi.
Sebbene la maggior parte dei principi di controllo qui menzionati si applichi ai contaminanti aerodispersi, molti sono applicabili anche ad altri tipi di pericoli. Ad esempio, un processo può essere modificato per produrre meno contaminanti dell'aria o per produrre meno rumore o meno calore. Una barriera isolante può isolare i lavoratori da una fonte di rumore, calore o radiazioni.
Troppo spesso la prevenzione si sofferma sulle misure più conosciute, come la ventilazione locale degli scarichi e i dispositivi di protezione individuale, senza un'adeguata considerazione di altre preziose opzioni di controllo, come le tecnologie alternative per la pulizia, la sostituzione dei materiali, la modifica dei processi e le buone pratiche di lavoro. Accade spesso che i processi di lavoro siano considerati immutabili quando, in realtà, possono essere apportati cambiamenti che prevengono efficacemente o almeno riducono i rischi associati.
La prevenzione e il controllo dei rischi nell'ambiente di lavoro richiedono conoscenza e ingegno. Un controllo efficace non richiede necessariamente misure molto costose e complicate. In molti casi, il controllo dei pericoli può essere ottenuto attraverso una tecnologia appropriata, che può essere semplice come un pezzo di materiale impermeabile tra la spalla nuda di un lavoratore portuale e un sacchetto di materiale tossico che può essere assorbito attraverso la pelle. Può anche consistere in semplici miglioramenti come l'inserimento di una barriera mobile tra una fonte di ultravioletti e un lavoratore o la formazione dei lavoratori in pratiche di lavoro sicure.
Gli aspetti da considerare nella scelta delle strategie e della tecnologia di controllo appropriate includono il tipo di agente pericoloso (natura, stato fisico, effetti sulla salute, vie di ingresso nel corpo), il tipo di fonte/i, l'entità e le condizioni di esposizione, le caratteristiche di il luogo di lavoro e relativa ubicazione delle postazioni di lavoro.
Devono essere garantite le competenze e le risorse necessarie per la corretta progettazione, implementazione, esercizio, valutazione e manutenzione dei sistemi di controllo. I sistemi come la ventilazione di scarico locale devono essere valutati dopo l'installazione e successivamente controllati regolarmente. Solo un monitoraggio e una manutenzione regolari possono garantire un'efficienza continua, poiché anche i sistemi ben progettati possono perdere le loro prestazioni iniziali se trascurati.
Le misure di controllo dovrebbero essere integrate nei programmi di prevenzione e controllo dei rischi, con obiettivi chiari e una gestione efficiente, coinvolgendo team multidisciplinari composti da igienisti occupazionali e altro personale addetto alla salute e sicurezza sul lavoro, ingegneri di produzione, dirigenti e lavoratori. I programmi devono includere anche aspetti come la comunicazione dei rischi, l'istruzione e la formazione che coprano pratiche di lavoro sicure e procedure di emergenza.
Dovrebbero essere inclusi anche gli aspetti della promozione della salute, in quanto il luogo di lavoro è un ambiente ideale per promuovere stili di vita sani in generale e per allertare sui pericoli di esposizioni extraprofessionali pericolose causate, ad esempio, dallo sparo senza un'adeguata protezione o dal fumo.
I legami tra igiene del lavoro, valutazione del rischio e gestione del rischio
Valutazione del rischio
La valutazione del rischio è una metodologia che mira a caratterizzare i tipi di effetti sulla salute attesi a seguito di una certa esposizione a un determinato agente, nonché a fornire stime sulla probabilità di accadimento di tali effetti sulla salute, a diversi livelli di esposizione. Viene anche utilizzato per caratterizzare specifiche situazioni di rischio. Implica l'identificazione dei pericoli, la creazione di relazioni esposizione-effetto e la valutazione dell'esposizione, portando alla caratterizzazione del rischio.
Il primo passaggio si riferisce all'identificazione di un agente, ad esempio una sostanza chimica, che provoca un effetto nocivo sulla salute (ad esempio cancro o avvelenamento sistemico). La seconda fase stabilisce quanta esposizione provoca quanto di un dato effetto in quante delle persone esposte. Questa conoscenza è essenziale per l'interpretazione dei dati di valutazione dell'esposizione.
La valutazione dell'esposizione fa parte della valutazione del rischio, sia quando si ottengono dati per caratterizzare una situazione di rischio sia quando si ottengono dati per stabilire relazioni esposizione-effetto da studi epidemiologici. In quest'ultimo caso, l'esposizione che ha portato a un determinato effetto professionale o ambientale deve essere accuratamente caratterizzata per garantire la validità della correlazione.
Sebbene la valutazione del rischio sia fondamentale per molte decisioni che vengono prese nella pratica dell'igiene del lavoro, essa ha un effetto limitato nella tutela della salute dei lavoratori, a meno che non si traduca in vere e proprie azioni preventive sul posto di lavoro.
La valutazione del rischio è un processo dinamico, in quanto le nuove conoscenze spesso rivelano effetti nocivi di sostanze fino ad allora considerate relativamente innocue; pertanto l'igienista del lavoro deve avere, in ogni momento, accesso ad informazioni tossicologiche aggiornate. Un'altra implicazione è che le esposizioni dovrebbero sempre essere controllate al livello più basso possibile.
La Figura 3 è presentata come un'illustrazione dei diversi elementi della valutazione del rischio.
Figura 3. Elementi di valutazione del rischio.
La gestione del rischio nell'ambiente di lavoro
Non sempre è possibile eliminare tutti gli agenti che pongono rischi per la salute sul lavoro perché alcuni sono inerenti a processi lavorativi indispensabili o desiderabili; tuttavia, i rischi possono e devono essere gestiti.
La valutazione del rischio fornisce una base per la gestione del rischio. Tuttavia, mentre la valutazione del rischio è una procedura scientifica, la gestione del rischio è più pragmatica, comportando decisioni e azioni volte a prevenire o ridurre a livelli accettabili la presenza di agenti che possono rappresentare un pericolo per la salute dei lavoratori, delle comunità circostanti e dell'ambiente , tenendo conto anche del contesto socioeconomico e di sanità pubblica.
La gestione del rischio avviene a diversi livelli; le decisioni e le azioni intraprese a livello nazionale aprono la strada alla pratica della gestione del rischio sul posto di lavoro.
La gestione del rischio a livello di luogo di lavoro richiede informazioni e conoscenze su:
servire come base per decisioni che includono:
e che dovrebbe portare ad azioni come:
Tradizionalmente, la professione responsabile della maggior parte di queste decisioni e azioni sul posto di lavoro è l'igiene del lavoro.
Una decisione chiave nella gestione del rischio, quella del rischio accettabile (quale effetto può essere accettato, in quale percentuale della popolazione attiva, se del caso?), è solitamente, ma non sempre, presa a livello di policy-making nazionale e seguita con l'adozione di limiti di esposizione professionale e la promulgazione di norme e standard di salute sul lavoro. Questo porta alla definizione di obiettivi per il controllo, di solito a livello del posto di lavoro da parte dell'igienista del lavoro, che dovrebbe essere a conoscenza dei requisiti legali. Tuttavia, può accadere che le decisioni sul rischio accettabile debbano essere prese dall'igienista occupazionale a livello di luogo di lavoro, ad esempio in situazioni in cui gli standard non sono disponibili o non coprono tutte le potenziali esposizioni.
Tutte queste decisioni e azioni devono essere integrate in un piano realistico, che richiede un coordinamento e una collaborazione multidisciplinari e multisettoriali. Sebbene la gestione del rischio implichi approcci pragmatici, la sua efficienza dovrebbe essere valutata scientificamente. Sfortunatamente le azioni di gestione del rischio sono, nella maggior parte dei casi, un compromesso tra ciò che dovrebbe essere fatto per evitare qualsiasi rischio e il meglio che può essere fatto nella pratica, alla luce delle limitazioni finanziarie e di altro tipo.
La gestione dei rischi relativi all'ambiente di lavoro e all'ambiente in generale dovrebbe essere ben coordinata; non solo ci sono aree sovrapposte, ma, nella maggior parte delle situazioni, il successo dell'uno è interconnesso con il successo dell'altro.
Programmi e servizi di igiene sul lavoro
La volontà politica e il processo decisionale a livello nazionale influenzeranno, direttamente o indirettamente, l'istituzione di programmi o servizi di igiene del lavoro, sia a livello governativo che privato. Va oltre lo scopo di questo articolo fornire modelli dettagliati per tutti i tipi di programmi e servizi di igiene del lavoro; tuttavia, esistono principi generali che sono applicabili a molte situazioni e possono contribuire alla loro efficiente attuazione e operatività.
Un servizio completo di igiene del lavoro dovrebbe avere la capacità di effettuare adeguate indagini preliminari, campionamenti, misurazioni e analisi per la valutazione dei pericoli e per scopi di controllo, e di raccomandare misure di controllo, se non di progettarle.
Gli elementi chiave di un programma o servizio completo di igiene del lavoro sono le risorse umane e finanziarie, le strutture, le attrezzature e i sistemi informativi, ben organizzati e coordinati attraverso un'attenta pianificazione, sotto una gestione efficiente e coinvolgendo anche la garanzia della qualità e la valutazione continua del programma. I programmi di igiene sul lavoro di successo richiedono una base politica e l'impegno da parte dell'alta direzione. L'approvvigionamento di risorse finanziarie esula dall'ambito di applicazione del presente articolo.
Risorse umane
Risorse umane adeguate costituiscono la risorsa principale di qualsiasi programma e dovrebbero essere garantite in via prioritaria. Tutto il personale dovrebbe avere descrizioni e responsabilità chiare del lavoro. Se necessario, dovrebbero essere presi provvedimenti per la formazione e l'istruzione. I requisiti di base per i programmi di igiene del lavoro includono:
Un aspetto importante è la competenza professionale, che deve essere non solo raggiunta ma anche mantenuta. La formazione continua, all'interno o all'esterno del programma o del servizio, dovrebbe coprire, ad esempio, gli aggiornamenti legislativi, i nuovi progressi e le tecniche e le lacune nelle conoscenze. Anche la partecipazione a conferenze, simposi e workshop contribuisce al mantenimento delle competenze.
Salute e sicurezza per il personale
La salute e la sicurezza dovrebbero essere garantite a tutto il personale nelle indagini sul campo, nei laboratori e negli uffici. Gli igienisti occupazionali possono essere esposti a gravi rischi e devono indossare i dispositivi di protezione individuale richiesti. A seconda del tipo di lavoro, potrebbe essere richiesta l'immunizzazione. Se è coinvolto il lavoro rurale, a seconda della regione, dovrebbero essere presi provvedimenti come l'antidoto per i morsi di serpente. La sicurezza del laboratorio è un campo specializzato discusso altrove in questo Enciclopedia.
I rischi professionali negli uffici non devono essere trascurati, ad esempio il lavoro con unità video e fonti di inquinamento indoor come stampanti laser, fotocopiatrici e sistemi di condizionamento dell'aria. Dovrebbero essere considerati anche i fattori ergonomici e psicosociali.
Servizi
Questi includono uffici e sale riunioni, laboratori e attrezzature, sistemi informativi e biblioteca. Le strutture dovrebbero essere ben progettate, tenendo conto delle esigenze future, poiché i successivi spostamenti e adattamenti sono generalmente più costosi e richiedono tempo.
Laboratori e attrezzature per l'igiene del lavoro
I laboratori di igiene del lavoro dovrebbero avere in linea di principio la capacità di effettuare valutazioni qualitative e quantitative dell'esposizione a contaminanti aerodispersi (sostanze chimiche e polveri), agenti fisici (rumore, stress da calore, radiazioni, illuminazione) e agenti biologici. Nel caso della maggior parte degli agenti biologici, le valutazioni qualitative sono sufficienti per raccomandare controlli, eliminando così la necessità delle valutazioni quantitative solitamente difficili.
Sebbene alcuni strumenti di lettura diretta dei contaminanti aerodispersi possano avere limitazioni ai fini della valutazione dell'esposizione, questi sono estremamente utili per il riconoscimento dei pericoli e l'identificazione delle loro fonti, la determinazione dei picchi di concentrazione, la raccolta di dati per le misure di controllo e per il controllo sui controlli come i sistemi di ventilazione. In relazione a quest'ultimo, sono necessari anche strumenti per controllare la velocità dell'aria e la pressione statica.
Una delle possibili strutture comprenderebbe le seguenti unità:
Quando si scelgono le attrezzature per l'igiene del lavoro, oltre alle caratteristiche prestazionali, è necessario considerare gli aspetti pratici in considerazione delle condizioni d'uso previste, ad esempio l'infrastruttura disponibile, il clima, l'ubicazione. Questi aspetti includono la portabilità, la fonte di energia richiesta, i requisiti di calibrazione e manutenzione e la disponibilità delle forniture consumabili richieste.
L'attrezzatura dovrebbe essere acquistata solo se e quando:
La calibrazione di tutti i tipi di misurazioni e campionamenti di igiene del lavoro, così come le apparecchiature analitiche, dovrebbe essere parte integrante di qualsiasi procedura e l'attrezzatura richiesta dovrebbe essere disponibile.
La manutenzione e le riparazioni sono essenziali per evitare che le apparecchiature rimangano inattive per lunghi periodi di tempo e dovrebbero essere garantite dai fabbricanti, sia attraverso l'assistenza diretta sia attraverso la formazione del personale.
Se si sta sviluppando un programma completamente nuovo, inizialmente si dovrebbe acquistare solo l'attrezzatura di base, aggiungendo altri elementi man mano che vengono stabilite le esigenze e vengono garantite le capacità operative. Tuttavia, anche prima che attrezzature e laboratori siano disponibili e operativi, si può ottenere molto ispezionando i luoghi di lavoro per valutare qualitativamente i rischi per la salute e raccomandando misure di controllo per i pericoli riconosciuti. La mancanza di capacità di effettuare valutazioni quantitative dell'esposizione non dovrebbe mai giustificare l'inazione riguardo a esposizioni chiaramente pericolose. Ciò è particolarmente vero per le situazioni in cui i rischi sul posto di lavoro sono incontrollati e le esposizioni intense sono comuni.
Informazioni
Ciò include la biblioteca (libri, periodici e altre pubblicazioni), i database (ad esempio su CD-ROM) e le comunicazioni.
Dovranno essere forniti, ove possibile, personal computer e lettori di CD-ROM, nonché collegamenti a INTERNET. Vi sono possibilità sempre maggiori di server informativi pubblici in rete on-line (World Wide Web e siti GOPHER), che forniscono l'accesso a una ricchezza di fonti di informazioni rilevanti per la salute dei lavoratori, giustificando quindi pienamente gli investimenti in computer e comunicazioni. Tali sistemi dovrebbero includere la posta elettronica, che apre nuovi orizzonti per le comunicazioni e le discussioni, sia individuali che di gruppo, facilitando e promuovendo così lo scambio di informazioni in tutto il mondo.
Pianificazione
Una pianificazione tempestiva e attenta per l'attuazione, la gestione e la valutazione periodica di un programma è essenziale per garantire il raggiungimento degli obiettivi e dei traguardi, utilizzando al meglio le risorse disponibili.
Inizialmente, dovrebbero essere ottenute e analizzate le seguenti informazioni:
I processi di pianificazione e organizzazione comprendono:
I costi operativi non devono essere sottovalutati, poiché la mancanza di risorse può seriamente ostacolare la continuità di un programma. I requisiti che non possono essere trascurati includono:
Le risorse devono essere ottimizzate attraverso un attento studio di tutti gli elementi che devono essere considerati parte integrante di un servizio completo. Un'assegnazione equilibrata delle risorse alle diverse unità (misure sul campo, campionamento, laboratori di analisi, ecc.) ea tutte le componenti (strutture e attrezzature, personale, aspetti operativi) è essenziale per un programma di successo. Inoltre, l'allocazione delle risorse dovrebbe consentire flessibilità, perché i servizi di igiene del lavoro potrebbero dover subire adattamenti per rispondere alle reali esigenze, che dovrebbero essere periodicamente valutate.
Comunicazione, condivisione e collaborazione sono parole chiave per un lavoro di squadra di successo e per migliorare le capacità individuali. Sono necessari efficaci meccanismi di comunicazione, all'interno e all'esterno del programma, per garantire l'approccio multidisciplinare richiesto per la protezione e la promozione della salute dei lavoratori. Dovrebbe esserci una stretta interazione con altri professionisti della salute sul lavoro, in particolare medici e infermieri del lavoro, ergonomi e psicologi del lavoro, nonché professionisti della sicurezza. A livello di posto di lavoro, questo dovrebbe includere lavoratori, personale di produzione e dirigenti.
L'attuazione di programmi di successo è un processo graduale. Pertanto, in fase di progettazione, dovrebbe essere predisposto un calendario realistico, secondo priorità ben definite e in considerazione delle risorse disponibili.
Management
La gestione implica il processo decisionale in merito agli obiettivi da raggiungere e le azioni necessarie per raggiungere efficacemente tali obiettivi, con la partecipazione di tutti gli interessati, nonché la previsione ed evitare, o riconoscere e risolvere, i problemi che possono creare ostacoli al completamento del compiti richiesti. Va tenuto presente che la conoscenza scientifica non è una garanzia della competenza manageriale richiesta per gestire un programma efficiente.
L'importanza di implementare e far rispettare le procedure corrette e la garanzia della qualità non può essere sottovalutata, poiché c'è molta differenza tra il lavoro svolto e il lavoro ben fatto. Inoltre, gli obiettivi reali, non le tappe intermedie, dovrebbero servire da metro di paragone; l'efficacia di un programma di igiene del lavoro dovrebbe essere misurata non dal numero di rilevazioni effettuate, bensì dal numero di rilevazioni che hanno portato a concrete azioni di tutela della salute dei lavoratori.
Una buona gestione dovrebbe essere in grado di distinguere tra ciò che è impressionante e ciò che è importante; indagini molto dettagliate che comportano campionamenti e analisi, che producono risultati molto accurati e precisi, possono essere molto impressionanti, ma ciò che è veramente importante sono le decisioni e le azioni che verranno intraprese in seguito.
Garanzia di qualità
Il concetto di garanzia della qualità, che coinvolge il controllo della qualità e le prove valutative, si riferisce principalmente alle attività che comportano misurazioni. Sebbene questi concetti siano stati considerati più spesso in relazione ai laboratori di analisi, il loro campo di applicazione deve essere esteso per comprendere anche il campionamento e le misurazioni.
Ogni volta che il campionamento e l'analisi sono richiesti, la procedura completa dovrebbe essere considerata come una sola, dal punto di vista della qualità. Poiché nessuna catena è più forte dell'anello più debole, è uno spreco di risorse utilizzare, per le diverse fasi di una stessa procedura di valutazione, strumenti e tecniche di disuguale livello di qualità. L'accuratezza e la precisione di un'ottima bilancia analitica non possono compensare un campionamento della pompa con una portata errata.
Le prestazioni dei laboratori devono essere controllate in modo che le fonti di errore possano essere identificate e corrette. C'è bisogno di un approccio sistematico per tenere sotto controllo i numerosi dettagli coinvolti. È importante stabilire programmi di garanzia della qualità per i laboratori di igiene del lavoro, e questo si riferisce sia al controllo di qualità interno che a valutazioni di qualità esterne (spesso chiamate "prove valutative").
Per quanto riguarda il campionamento, o le misure con strumenti a lettura diretta (anche per la misura degli agenti fisici), la qualità implica adeguata e corretta:
Per quanto riguarda il laboratorio di analisi, la qualità comporta adeguati e corretti:
Per entrambi è indispensabile avere:
Inoltre, è essenziale disporre di un corretto trattamento dei dati ottenuti e dell'interpretazione dei risultati, nonché di rapporti e registrazioni accurate.
L'accreditamento del laboratorio, definito dal CEN (EN 45001) come “riconoscimento formale che un laboratorio di prova è competente a svolgere specifiche prove o specifici tipi di prove” è uno strumento di controllo molto importante e dovrebbe essere promosso. Dovrebbe coprire sia il campionamento che le procedure analitiche.
Valutazione del programma
Il concetto di qualità deve essere applicato a tutte le fasi della pratica dell'igiene del lavoro, dal riconoscimento dei pericoli all'attuazione dei programmi di prevenzione e controllo dei rischi. In quest'ottica, i programmi ei servizi di igiene del lavoro devono essere periodicamente e criticamente valutati, puntando al miglioramento continuo.
Osservazioni conclusive
L'igiene del lavoro è essenziale per la protezione della salute dei lavoratori e dell'ambiente. La sua pratica comporta molti passaggi, che sono interconnessi e che non hanno significato di per sé, ma devono essere integrati in un approccio globale.
La tossicologia svolge un ruolo importante nello sviluppo di regolamenti e altre politiche di salute sul lavoro. Al fine di prevenire gli infortuni sul lavoro e le malattie professionali, le decisioni sono sempre più basate su informazioni ottenibili prima o in assenza dei tipi di esposizione umana che fornirebbero informazioni definitive sul rischio, come gli studi epidemiologici. Inoltre, gli studi tossicologici, descritti in questo capitolo, possono fornire informazioni precise sulla dose e sulla risposta nelle condizioni controllate della ricerca di laboratorio; queste informazioni sono spesso difficili da ottenere nel contesto incontrollato delle esposizioni professionali. Tuttavia, queste informazioni devono essere attentamente valutate al fine di stimare la probabilità di effetti avversi nell'uomo, la natura di questi effetti avversi e la relazione quantitativa tra esposizioni ed effetti.
Particolare attenzione è stata prestata in molti paesi, sin dagli anni '1980, allo sviluppo di metodi oggettivi per l'utilizzo delle informazioni tossicologiche nel processo decisionale normativo. Metodi formali, spesso indicati come valutazione del rischio, sono stati proposti e utilizzati in questi paesi da enti sia governativi che non governativi. La valutazione del rischio è stata variamente definita; fondamentalmente si tratta di un processo di valutazione che incorpora informazioni tossicologiche, epidemiologiche e sull'esposizione per identificare e stimare la probabilità di effetti avversi associati all'esposizione a sostanze o condizioni pericolose. La valutazione del rischio può essere di natura qualitativa, indicando la natura di un effetto avverso e una stima generale della probabilità, oppure può essere quantitativa, con stime del numero di persone interessate a specifici livelli di esposizione. In molti sistemi normativi, la valutazione del rischio si svolge in quattro fasi: identificazione dei pericoli, la descrizione della natura dell'effetto tossico; valutazione dose-risposta, un'analisi semi-quantitativa o quantitativa del rapporto tra esposizione (o dose) e gravità o probabilità di effetto tossico; valutazione dell'esposizione, la valutazione delle informazioni sulla gamma di esposizioni che possono verificarsi per le popolazioni in generale o per sottogruppi all'interno delle popolazioni; caratterizzazione del rischio, la compilazione di tutte le informazioni di cui sopra in un'espressione dell'entità del rischio che si prevede si verificherà in condizioni di esposizione specificate (vedi CNR 1983 per una dichiarazione di questi principi).
In questa sezione, vengono presentati tre approcci alla valutazione del rischio a scopo illustrativo. È impossibile fornire un compendio completo dei metodi di valutazione del rischio utilizzati in tutto il mondo e queste selezioni non devono essere considerate prescrittive. Va notato che ci sono tendenze verso l'armonizzazione dei metodi di valutazione del rischio, in parte in risposta alle disposizioni dei recenti accordi GATT. Sono attualmente in corso due processi di armonizzazione internazionale dei metodi di valutazione del rischio, attraverso il Programma internazionale sulla sicurezza chimica (IPCS) e l'Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE). Queste organizzazioni mantengono anche informazioni aggiornate sugli approcci nazionali alla valutazione del rischio.
L'OMS (Organizzazione Mondiale della Sanità) ha introdotto nel 1980 una classificazione della limitazione funzionale nelle persone; l'ICIDH (Classificazione Internazionale Menomazione, Disabilità e Handicap). In questa classificazione si distingue tra malattia, limitazioni e handicap.
Questo modello di riferimento è stato creato per facilitare la comunicazione internazionale. Il modello è stato presentato da un lato per offrire un quadro di riferimento per i decisori politici e, dall'altro, per offrire un quadro di riferimento per i medici che diagnosticano le persone che soffrono delle conseguenze della malattia.
Perché questo quadro di riferimento? È nato con l'obiettivo di cercare di migliorare e aumentare la partecipazione di persone con capacità limitate a lungo termine. Vengono menzionati due scopi:
Dal 1 gennaio 1994 la classifica è ufficiale. Le attività che ne sono seguite, sono capillari e riguardano soprattutto temi quali: misure informative ed educative per gruppi specifici; norme per la tutela dei lavoratori; o, ad esempio, esige che le aziende impieghino, ad esempio, almeno il 5 per cento dei lavoratori con disabilità. La classificazione stessa porta a lungo termine all'integrazione e alla non discriminazione.
Malattia
La malattia colpisce ognuno di noi. Alcune malattie possono essere prevenute, altre no. Alcune malattie possono essere curate, altre no. Ove possibile, la malattia dovrebbe essere prevenuta e, se possibile, curata.
Menomazione
Per menomazione si intende ogni assenza o anomalia di una struttura o funzione psicologica, fisiologica o anatomica.
Nascere con tre dita invece di cinque non deve portare alla disabilità. Le capacità dell'individuo e il grado di manipolazione possibile con le tre dita determineranno se la persona è disabile o meno. Quando, tuttavia, una discreta quantità di elaborazione del segnale non è possibile a livello centrale nel cervello, allora la menomazione porterà sicuramente alla disabilità poiché al momento non esiste alcun metodo per "curare" (risolvere) questo problema per il paziente.
Invalidità
La disabilità descrive il livello funzionale di un individuo che ha difficoltà nell'esecuzione del compito, ad es. difficoltà ad alzarsi dalla sedia. Queste difficoltà sono ovviamente legate alla menomazione, ma anche alle circostanze che la circondano. Una persona che utilizza una sedia a rotelle e vive in un paese pianeggiante come l'Olanda ha più possibilità di autotrasporto rispetto alla stessa persona che vive in una zona montuosa come il Tibet.
Handicap
Quando i problemi sono posti a livello di handicap, si può determinare in quale campo i problemi principali sono effettivi, ad esempio l'immobilità o la dipendenza fisica. Questi possono influenzare le prestazioni lavorative; per esempio la persona potrebbe non essere in grado di mettersi al lavoro; oppure, una volta al lavoro, potrebbe aver bisogno di assistenza nell'igiene personale, ecc.
Un handicap mostra le conseguenze negative della disabilità e può essere risolto solo eliminando le conseguenze negative.
Sommario e conclusioni
La suddetta classificazione e le relative politiche offrono un quadro operativo internazionale ben definito. Qualsiasi discussione sulla progettazione per gruppi specifici avrà bisogno di un tale quadro per definire le nostre attività e cercare di implementare questi pensieri nel design.
Gli individui sani dormono regolarmente per diverse ore al giorno. Normalmente dormono durante le ore notturne. Trovano molto difficile rimanere svegli durante le ore tra mezzanotte e la mattina presto, quando normalmente dormono. Se un individuo deve rimanere sveglio durante queste ore in tutto o in parte, l'individuo arriva a uno stato di perdita forzata del sonno, o privazione del sonno, che di solito è percepito come stanchezza. Si avverte un bisogno di sonno, con gradi fluttuanti di sonnolenza, che continua fino a quando non si dorme a sufficienza. Questo è il motivo per cui spesso si dice che i periodi di privazione del sonno fanno incorrere una persona deficit di sonno or debito del sonno.
La privazione del sonno presenta un problema particolare per i lavoratori che non possono dormire a sufficienza a causa di orari di lavoro (ad esempio, lavorare di notte) o, per questo motivo, di attività prolungate nel tempo libero. Un lavoratore in un turno di notte rimane privato del sonno fino a quando non si rende disponibile l'opportunità di un periodo di sonno alla fine del turno. Poiché il sonno preso durante le ore diurne è generalmente più breve del necessario, il lavoratore non può riprendersi sufficientemente dalla condizione di perdita di sonno fino a quando non viene preso un lungo periodo di sonno, molto probabilmente un sonno notturno. Fino ad allora, la persona accumula un deficit di sonno. (Una condizione simile—jet lag—sorge dopo aver viaggiato tra fusi orari che differiscono di alcune ore o più. Il viaggiatore tende a essere privato del sonno poiché i periodi di attività nel nuovo fuso orario corrispondono più chiaramente al normale periodo di sonno nel luogo di origine). Pertanto vari gradi di privazione del sonno sono incorporati nella vita quotidiana dei lavoratori che devono lavorare in orari irregolari ed è importante adottare misure per far fronte agli effetti sfavorevoli di tale carenza di sonno. Le principali condizioni di orario di lavoro irregolare che contribuiscono alla privazione del sonno sono riportate nella tabella 1.
Tabella 1. Principali condizioni di orario di lavoro irregolare che contribuiscono alla privazione del sonno di vario grado
Orario di lavoro irregolare |
Condizioni che portano alla privazione del sonno |
Lavoro notturno |
Sonno notturno assente o ridotto |
Servizio mattutino o in tarda serata |
Sonno accorciato, sonno interrotto |
Lunghe ore di lavoro o lavoro su due turni insieme |
Spostamento di fase del sonno |
Turni notturni o al mattino presto |
Spostamento di fase consecutivo del sonno |
Breve periodo tra i turni |
Sonno breve e interrotto |
Lungo intervallo tra i giorni liberi |
Accumulo di carenza di sonno |
Lavora in un fuso orario diverso |
Sonno assente o ridotto durante le ore “notturne” nel luogo di origine (jet lag) |
Periodi di tempo libero sbilanciati |
Sfasamento del sonno, sonno breve |
In condizioni estreme, la privazione del sonno può durare più di un giorno. Quindi la sonnolenza e i cambiamenti nelle prestazioni aumentano man mano che il periodo di privazione del sonno si prolunga. I lavoratori, tuttavia, normalmente prendono una qualche forma di sonno prima che la privazione del sonno diventi troppo prolungata. Se il sonno così preso non è sufficiente, gli effetti della carenza di sonno continuano comunque. Pertanto, è importante conoscere non solo gli effetti della privazione del sonno nelle varie forme, ma anche i modi in cui i lavoratori possono riprendersi da essa.
Figura 1. Performance, rating del sonno e variabili fisiologiche di un gruppo di soggetti esposti a due notti di privazione del sonno
La natura complessa della privazione del sonno è mostrata dalla figura 1, che mostra i dati di studi di laboratorio sugli effetti di due giorni di privazione del sonno (Fröberg 1985). I dati mostrano tre cambiamenti fondamentali derivanti dalla prolungata privazione del sonno:
Il fatto che gli effetti della privazione del sonno siano correlati ai ritmi circadiani fisiologici ci aiuta a comprenderne la complessa natura (Folkard e Akerstedt 1992). Questi effetti dovrebbero essere visti come il risultato di uno sfasamento del ciclo sonno-veglia nella vita quotidiana.
Gli effetti del lavoro continuo o della privazione del sonno includono quindi non solo una riduzione della vigilanza, ma una diminuzione delle capacità prestazionali, una maggiore probabilità di addormentarsi, un abbassamento del benessere e del morale e una compromissione della sicurezza. Quando tali periodi di privazione del sonno si ripetono, come nel caso dei turnisti, la loro salute può risentirne (Rutenfranz 1982; Koller 1983; Costa et al. 1990). Un obiettivo importante della ricerca è quindi determinare in che misura la privazione del sonno danneggia il benessere degli individui e come possiamo utilizzare al meglio la funzione di recupero del sonno per ridurre tali effetti.
Effetti della privazione del sonno
Durante e dopo una notte di privazione del sonno, i fisiologici ritmi circadiani del corpo umano sembrano mantenersi sostenuti. Ad esempio, la curva della temperatura corporea durante il primo giorno di lavoro tra i lavoratori notturni tende a mantenere il suo modello circadiano di base. Durante le ore notturne la temperatura diminuisce verso le prime ore del mattino, riprende a salire durante il giorno successivo e scende nuovamente dopo un picco pomeridiano. È noto che i ritmi fisiologici vengono "adattati" ai cicli sonno-veglia invertiti dei lavoratori del turno di notte solo gradualmente nel corso di diversi giorni di turni notturni ripetuti. Ciò significa che gli effetti sulle prestazioni e sulla sonnolenza sono più significativi durante le ore notturne rispetto a quelle diurne. Gli effetti della privazione del sonno sono quindi variamente associati ai ritmi circadiani originari osservati nelle funzioni fisiologiche e psicologiche.
Gli effetti della privazione del sonno sulle prestazioni dipendono dal tipo di compito da svolgere. Diverse caratteristiche del compito influenzano gli effetti (Fröberg 1985; Folkard e Monk 1985; Folkard e Akerstedt 1992). In generale, un'attività complessa è più vulnerabile di un'attività più semplice. L'esecuzione di un compito che coinvolge un numero crescente di cifre o una codifica più complessa si deteriora maggiormente durante tre giorni di perdita di sonno (Fröberg 1985; Wilkinson 1964). Le attività stimolate a cui è necessario rispondere entro un certo intervallo si deteriorano maggiormente rispetto alle attività autogestite. Esempi pratici di compiti vulnerabili includono reazioni seriali a stimoli definiti, semplici operazioni di smistamento, registrazione di messaggi in codice, copia dattilografica, monitoraggio del display e ispezione continua. Sono noti anche gli effetti della privazione del sonno sulle prestazioni fisiche faticose. Gli effetti tipici della prolungata privazione del sonno sulle prestazioni (su un compito visivo) sono mostrati nella figura 2 (Dinges 1992). Gli effetti sono più pronunciati dopo due notti senza sonno (40-56 ore) che dopo una notte senza sonno (16-40 ore).
Figura 2. Linee di regressione adattate alla velocità di risposta (il reciproco dei tempi di risposta) su un compito visivo semplice e non preparato di 10 minuti somministrato ripetutamente a giovani adulti sani durante nessuna perdita di sonno (5-16 ore), una notte di perdita di sonno (16 -40 ore) e due notti di sonno perso (40-56 ore)
Il grado in cui l'esecuzione dei compiti è influenzata sembra anche dipendere da come è influenzata dalle componenti di "mascheramento" dei ritmi circadiani. Ad esempio, si è scoperto che alcune misure di prestazione, come le attività di ricerca della memoria a cinque obiettivi, si adattano al lavoro notturno molto più rapidamente rispetto alle attività con tempi di reazione seriali, e quindi possono essere relativamente inalterate nei sistemi a turni a rotazione rapida (Folkard et al. 1993). Tali differenze negli effetti dei ritmi fisiologici endogeni dell'orologio biologico e dei loro componenti di mascheramento devono essere presi in considerazione nel considerare la sicurezza e l'accuratezza delle prestazioni sotto l'influenza della privazione del sonno.
Un particolare effetto della privazione del sonno sull'efficienza delle prestazioni è la comparsa di frequenti "cali" o periodi di non risposta (Wilkinson 1964; Empson 1993). Questi cali di prestazioni sono brevi periodi di vigilanza ridotta o sonno leggero. Questo può essere rintracciato in registrazioni di prestazioni videoregistrate, movimenti oculari o elettroencefalogrammi (EEG). Un'attività prolungata (mezz'ora o più), soprattutto quando l'attività viene replicata, può portare più facilmente a tali interruzioni. Compiti monotoni come la ripetizione di reazioni semplici o il monitoraggio di segnali poco frequenti sono molto sensibili a questo proposito. D'altra parte, un nuovo compito è meno influenzato. Anche le prestazioni in situazioni di lavoro mutevoli sono resistenti.
Sebbene ci siano prove di una graduale diminuzione dell'eccitazione nella privazione del sonno, ci si aspetterebbe livelli di prestazioni meno influenzati tra gli intervalli. Questo spiega perché i risultati di alcuni test delle prestazioni mostrano una scarsa influenza della perdita di sonno quando i test vengono eseguiti in un breve periodo di tempo. In un compito con tempo di reazione semplice, gli intervalli porterebbero a tempi di risposta molto lunghi, mentre il resto dei tempi misurati rimarrebbe invariato. È quindi necessaria cautela nell'interpretazione dei risultati dei test riguardanti gli effetti della perdita di sonno in situazioni reali.
I cambiamenti nella sonnolenza durante la privazione del sonno si riferiscono ovviamente ai ritmi circadiani fisiologici così come a tali periodi di sospensione. La sonnolenza aumenta bruscamente con il tempo del primo periodo di lavoro notturno, ma diminuisce durante le successive ore diurne. Se la privazione del sonno continua fino alla seconda notte, la sonnolenza diventa molto avanzata durante le ore notturne (Costa et al. 1990; Matsumoto e Harada 1994). Ci sono momenti in cui il bisogno di dormire è quasi irresistibile; questi momenti corrispondono alla comparsa di laps, così come alla comparsa di interruzioni nelle funzioni cerebrali come evidenziato dalle registrazioni EEG. Dopo un po', si avverte che la sonnolenza si riduce, ma segue un altro periodo di effetti di decadenza. Se i lavoratori vengono interrogati sui vari sentimenti di affaticamento, tuttavia, di solito menzionano livelli crescenti di affaticamento e stanchezza generale che persistono durante il periodo di privazione del sonno e periodi tra un periodo di pausa e l'altro. Un leggero recupero dei livelli di affaticamento soggettivo si osserva durante il giorno dopo una notte di privazione del sonno, ma la sensazione di affaticamento è notevolmente avanzata nella seconda e nelle successive notti di continua privazione del sonno.
Durante la privazione del sonno, la pressione del sonno dall'interazione tra veglia precedente e fase circadiana può essere sempre presente in una certa misura, ma la labilità dello stato nei soggetti assonnati è anche modulata dagli effetti del contesto (Dinges 1992). La sonnolenza è influenzata dalla quantità e dal tipo di stimolazione, dall'interesse offerto dall'ambiente e dal significato della stimolazione per il soggetto. La stimolazione monotona o che richiede un'attenzione prolungata può portare più facilmente a decrementi e interruzioni della vigilanza. Maggiore è la sonnolenza fisiologica dovuta alla mancanza di sonno, più il soggetto è vulnerabile alla monotonia ambientale. La motivazione e l'incentivo possono aiutare a superare questo effetto ambientale, ma solo per un periodo limitato.
Effetti della privazione parziale del sonno e della carenza di sonno accumulata
Se un soggetto lavora ininterrottamente per un'intera notte senza dormire, molte funzioni prestazionali saranno decisamente peggiorate. Se il soggetto va al secondo turno di notte senza dormire, il declino delle prestazioni è molto avanzato. Dopo la terza o quarta notte di privazione totale del sonno, pochissime persone riescono a rimanere sveglie e svolgere compiti anche se fortemente motivate. Nella vita reale, tuttavia, tali condizioni di perdita totale del sonno si verificano raramente. Di solito le persone dormono un po' durante i successivi turni notturni. Ma rapporti provenienti da vari paesi mostrano che il sonno preso durante il giorno è quasi sempre insufficiente per recuperare dal debito di sonno contratto dal lavoro notturno (Knauth e Rutenfranz 1981; Kogi 1981; ILO 1990). Di conseguenza, la carenza di sonno si accumula man mano che i turnisti ripetono i turni notturni. Simili carenze di sonno si verificano anche quando i periodi di sonno vengono ridotti a causa della necessità di seguire gli orari dei turni. Anche se è possibile dormire di notte, è noto che la restrizione del sonno di sole due ore per notte porta a una quantità di sonno insufficiente per la maggior parte delle persone. Tale riduzione del sonno può portare a prestazioni e vigilanza compromesse (Monk 1991).
Esempi di condizioni nei sistemi a turni che contribuiscono all'accumulo di carenza di sonno, o parziale privazione del sonno, sono riportati nella tabella 1. Oltre al lavoro notturno continuato per due o più giorni, brevi periodi tra i turni, ripetizione di un inizio mattutino anticipato turni, turni notturni frequenti e un'assegnazione inappropriata delle ferie accelerano l'accumulo di carenza di sonno.
Anche la scarsa qualità del sonno diurno o il sonno ridotto sono importanti. Il sonno diurno è accompagnato da una maggiore frequenza di risvegli, un sonno meno profondo e ad onde lente e una distribuzione del sonno REM diversa da quella del normale sonno notturno (Torsvall, Akerstedt e Gillberg 1981; Folkard e Monk 1985; Empson 1993). Quindi un sonno diurno potrebbe non essere così sano come un sonno notturno anche in un ambiente favorevole.
Questa difficoltà di prendere un sonno di buona qualità a causa dei diversi orari del sonno in un sistema a turni è illustrata dalla figura 3 che mostra la durata del sonno in funzione del momento dell'inizio del sonno per i lavoratori tedeschi e giapponesi sulla base dei registri del diario (Knauth e Rutenfranz 1981; Kogi 1985). A causa dell'influenza circadiana, il sonno diurno è costretto a essere breve. Molti lavoratori possono dormire frazionati durante il giorno e spesso aggiungono un po' di sonno la sera, ove possibile.
Figura 3. Durata media del sonno in funzione del tempo di inizio del sonno. Confronto dei dati dei turnisti tedeschi e giapponesi.
Nei contesti della vita reale, i turnisti adottano una varietà di misure per far fronte a tale accumulo di carenza di sonno (Wedderburn 1991). Ad esempio, molti di loro cercano di dormire in anticipo prima di un turno di notte o dormono a lungo dopo. Sebbene tali sforzi non siano affatto del tutto efficaci per compensare gli effetti del deficit di sonno, vengono fatti in modo del tutto deliberato. Le attività sociali e culturali possono essere limitate come parte delle misure di coping. Le attività del tempo libero in uscita, ad esempio, vengono svolte meno frequentemente tra due turni notturni. I tempi e la durata del sonno, così come l'effettivo accumulo del deficit di sonno, dipendono quindi sia dalle circostanze lavorative che da quelle sociali.
Recupero dalla privazione del sonno e misure sanitarie
L'unico mezzo efficace per riprendersi dalla privazione del sonno è dormire. Questo effetto ristoratore del sonno è ben noto (Kogi 1982). Poiché il recupero attraverso il sonno può variare a seconda dei tempi e della durata (Costa et al. 1990), è essenziale sapere quando e per quanto tempo le persone dovrebbero dormire. Nella normale vita quotidiana, è sempre meglio dormire una notte intera per accelerare il recupero dal deficit di sonno, ma di solito vengono fatti sforzi per ridurre al minimo il deficit di sonno dormendo in diverse occasioni in sostituzione dei normali sonni notturni di cui si è stati privati . Gli aspetti di tali sonni sostitutivi sono mostrati nella tabella 2.
Tabella 2. Aspetti del sonno anticipato, di ancoraggio e ritardato presi in sostituzione del normale sonno notturno
Aspetto |
Anticipa il sonno |
Ancora sonno |
Ritardare il sonno |
Usato |
Prima di un turno di notte |
Notte intermittente |
Dopo un turno di notte |
Durata |
Di solito breve |
Breve per definizione |
Di solito breve ma |
Qualità |
Maggiore latenza di |
Breve latenza |
Latenza più breve per |
Interazione con |
Ritmi interrotti; |
Favorevole alla |
Ritmi interrotti; |
Per compensare il deficit di sonno notturno, lo sforzo abituale compiuto è quello di prendere il sonno diurno nelle fasi “anticipata” e “tardiva” (cioè, prima e dopo il lavoro notturno). Tale sonno coincide con la fase di attività circadiana. Pertanto il sonno è caratterizzato da una latenza più lunga, sonno ad onde lente accorciato, sonno REM interrotto e disturbi della propria vita sociale. I fattori sociali e ambientali sono importanti nel determinare l'effetto recuperativo di un sonno. Che una conversione completa dei ritmi circadiani sia impossibile per un turnista in una situazione di vita reale dovrebbe essere tenuto presente nel considerare l'efficacia delle funzioni di recupero del sonno.
A questo proposito, sono state riportate interessanti caratteristiche di un breve “sonno di ancoraggio” (Minors e Waterhouse 1981; Kogi 1982; Matsumoto e Harada 1994). Quando parte del consueto sonno quotidiano viene preso durante il normale periodo di sonno notturno e il resto a orari irregolari, i ritmi circadiani della temperatura rettale e della secrezione urinaria di diversi elettroliti possono mantenere un periodo di 24 ore. Ciò significa che un breve sonno notturno preso durante il periodo di sonno notturno può aiutare a preservare i ritmi circadiani originali nei periodi successivi.
Possiamo presumere che i sonni presi in diversi periodi della giornata possano avere alcuni effetti complementari in considerazione delle diverse funzioni di recupero di questi sonni. Un approccio interessante per i lavoratori del turno di notte è l'uso di un pisolino notturno che di solito dura fino a poche ore. I sondaggi mostrano che questo breve sonno preso durante un turno di notte è comune tra alcuni gruppi di lavoratori. Questo tipo di sonno di ancoraggio è efficace nel ridurre l'affaticamento del lavoro notturno (Kogi 1982) e può ridurre la necessità di un sonno di recupero. La Figura 4 confronta le sensazioni soggettive di affaticamento durante due turni notturni consecutivi e il periodo di recupero fuori servizio tra il gruppo che fa un pisolino e il gruppo che non fa un pisolino (Matsumoto e Harada 1994). Gli effetti positivi di un pisolino notturno nel ridurre la fatica erano evidenti. Questi effetti sono continuati per gran parte del periodo di recupero successivo al lavoro notturno. Tra questi due gruppi, non è stata riscontrata alcuna differenza significativa confrontando la durata del sonno diurno del gruppo senza pisolino con il tempo totale di sonno (pisolino notturno più successivo sonno diurno) del gruppo del pisolino. Pertanto un pisolino notturno consente di prendere parte del sonno essenziale prima del sonno diurno successivo al lavoro notturno. Si può quindi suggerire che i sonnellini presi durante il lavoro notturno possono in una certa misura favorire il recupero dalla fatica causata da quel lavoro e dalla privazione del sonno che accompagna (Sakai et al. 1984; Saito e Matsumoto 1988).
Figura 4. Punteggi medi per le sensazioni soggettive di affaticamento durante due turni notturni consecutivi e il periodo di recupero fuori servizio per i gruppi pisolino e non pisolino
Bisogna ammettere, però, che non è possibile elaborare strategie ottimali che ogni lavoratore affetto da carenza di sonno possa applicare. Ciò è dimostrato dallo sviluppo delle norme internazionali del lavoro per il lavoro notturno che raccomandano una serie di misure per i lavoratori che svolgono frequentemente lavoro notturno (Kogi e Thurman 1993). La natura varia di queste misure e la tendenza verso una maggiore flessibilità nei sistemi a turni riflettono chiaramente uno sforzo per sviluppare strategie di sonno flessibili (Kogi 1991). L'età, la forma fisica, le abitudini del sonno e altre differenze individuali nella tolleranza possono giocare un ruolo importante (Folkard e Monk 1985; Costa et al. 1990; Härmä 1993). A questo proposito è utile aumentare la flessibilità degli orari di lavoro in combinazione con una migliore progettazione del lavoro (Kogi 1991).
Le strategie del sonno contro la privazione del sonno dovrebbero dipendere dal tipo di vita lavorativa ed essere abbastanza flessibili da soddisfare le situazioni individuali (Knauth, Rohmert e Rutenfranz 1979; Rutenfranz, Knauth e Angersbach 1981; Wedderburn 1991; Monk 1991). Una conclusione generale è che dovremmo ridurre al minimo la privazione del sonno notturno selezionando orari di lavoro appropriati e facilitare il recupero incoraggiando sonni adeguati individualmente, inclusi sonni sostitutivi e un sonno notturno profondo nei primi periodi dopo la privazione del sonno. È importante prevenire l'accumulo di deficit di sonno. Il periodo di lavoro notturno che priva i lavoratori del sonno durante il normale periodo di sonno notturno dovrebbe essere il più breve possibile. Gli intervalli tra i turni dovrebbero essere abbastanza lunghi da consentire un sonno di durata sufficiente. Sono utili anche un ambiente di sonno migliore e misure per far fronte ai bisogni sociali. Pertanto, il sostegno sociale è essenziale nella progettazione dell'orario di lavoro, della progettazione del lavoro e delle strategie individuali di coping per promuovere la salute dei lavoratori che devono affrontare frequenti deficit di sonno.
Un pericolo sul luogo di lavoro può essere definito come qualsiasi condizione che possa influire negativamente sul benessere o sulla salute delle persone esposte. Il riconoscimento dei pericoli in qualsiasi attività professionale implica la caratterizzazione del luogo di lavoro mediante l'identificazione di agenti pericolosi e gruppi di lavoratori potenzialmente esposti a tali rischi. I pericoli possono essere di origine chimica, biologica o fisica (vedi tabella 1). Alcuni pericoli nell'ambiente di lavoro sono facili da riconoscere, ad esempio gli irritanti, che hanno un effetto irritante immediato dopo l'esposizione o l'inalazione della pelle. Altri non sono così facili da riconoscere, ad esempio sostanze chimiche che si formano accidentalmente e non hanno proprietà di avvertimento. Alcuni agenti come i metalli (p. es., piombo, mercurio, cadmio, manganese), che possono causare lesioni dopo diversi anni di esposizione, potrebbero essere facilmente identificabili se si è consapevoli del rischio. Un agente tossico può non costituire un pericolo a basse concentrazioni o se nessuno è esposto. Fondamentali per il riconoscimento dei pericoli sono l'identificazione di possibili agenti sul posto di lavoro, la conoscenza dei rischi per la salute di questi agenti e la consapevolezza delle possibili situazioni di esposizione.
Tabella 1. Rischi da agenti chimici, biologici e fisici.
Tipo di pericolo |
Descrizione |
Esempi |
CHIMICO PERICOLI
|
Le sostanze chimiche entrano nel corpo principalmente attraverso l'inalazione, l'assorbimento cutaneo o l'ingestione. L'effetto tossico potrebbe essere acuto, cronico o entrambi., |
|
Corrosione |
Le sostanze chimiche corrosive in realtà causano la distruzione dei tessuti nel sito di contatto. Pelle, occhi e apparato digerente sono le parti del corpo più colpite. |
Acidi e alcali concentrati, fosforo |
Irritazione |
Gli irritanti causano l'infiammazione dei tessuti in cui si depositano. Gli irritanti per la pelle possono causare reazioni come eczema o dermatite. Gravi irritanti delle vie respiratorie possono causare fiato corto, risposte infiammatorie ed edema. |
Pelle: acidi, alcali, solventi, oli Respiratorio: aldeidi, polveri alcaline, ammoniaca, biossido di azoto, fosgene, cloro, bromo, ozono |
Reazioni allergiche |
Allergeni o sensibilizzanti chimici possono causare reazioni allergiche cutanee o respiratorie. |
Pelle: colofonia (colofonia), formaldeide, metalli come cromo o nichel, alcuni coloranti organici, indurenti epossidici, trementina Respiratorio: isocianati, coloranti fibroreattivi, formaldeide, molte polveri di legni tropicali, nichel
|
Asfissia |
Gli asfissianti esercitano i loro effetti interferendo con l'ossigenazione dei tessuti. Gli asfissianti semplici sono gas inerti che diluiscono l'ossigeno atmosferico disponibile al di sotto del livello richiesto per sostenere la vita. Atmosfere carenti di ossigeno possono verificarsi in serbatoi, stive di navi, silos o miniere. La concentrazione di ossigeno nell'aria non deve mai essere inferiore al 19.5% in volume. Gli asfissianti chimici impediscono il trasporto dell'ossigeno e la normale ossigenazione del sangue o impediscono la normale ossigenazione dei tessuti. |
Asfissianti semplici: metano, etano, idrogeno, elio Asfissianti chimici: monossido di carbonio, nitrobenzene, acido cianidrico, acido solfidrico
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Cancro |
Gli agenti cancerogeni per l'uomo noti sono sostanze chimiche di cui è stato chiaramente dimostrato che causano il cancro negli esseri umani. I probabili agenti cancerogeni per l'uomo sono sostanze chimiche di cui è stato chiaramente dimostrato che causano il cancro negli animali o le prove non sono definite negli esseri umani. Fuliggine e catrame di carbone furono le prime sostanze chimiche sospettate di provocare il cancro. |
Noto: benzene (leucemia); cloruro di vinile (angiosarcoma epatico); 2-naftilammina, benzidina (cancro della vescica); amianto (tumore ai polmoni, mesotelioma); polvere di legno duro (adenocarcinoma nasale o del seno nasale) Probabile: formaldeide, tetracloruro di carbonio, dicromati, berillio |
riproduttore effetti
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Le sostanze tossiche per la riproduzione interferiscono con il funzionamento riproduttivo o sessuale di un individuo. |
Manganese, solfuro di carbonio, eteri monometilici ed etilici del glicole etilenico, mercurio |
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Le sostanze tossiche per lo sviluppo sono agenti che possono causare un effetto negativo nella prole delle persone esposte; per esempio, difetti alla nascita. Le sostanze chimiche embriotossiche o fetotossiche possono causare aborti o aborti spontanei. |
Composti organici del mercurio, monossido di carbonio, piombo, talidomide, solventi |
Sistemico veleni
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I veleni sistemici sono agenti che causano lesioni a particolari organi o sistemi corporei. |
Cervello: solventi, piombo, mercurio, manganese Sistema nervoso periferico: n-esano, piombo, arsenico, solfuro di carbonio Sistema di formazione del sangue: benzene, eteri di glicole etilenico Reni: cadmio, piombo, mercurio, idrocarburi clorurati Polmoni: silice, amianto, polvere di carbone (pneumoconiosi)
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BIOLOGICO PERICOLI
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I rischi biologici possono essere definiti come polveri organiche provenienti da diverse fonti di origine biologica come virus, batteri, funghi, proteine di origine animale o sostanze di origine vegetale come i prodotti di degradazione delle fibre naturali. L'agente eziologico potrebbe derivare da un organismo vitale o da contaminanti o costituire un componente specifico della polvere. I rischi biologici sono raggruppati in agenti infettivi e non infettivi. I pericoli non infettivi possono essere ulteriormente suddivisi in organismi vitali, tossine biogeniche e allergeni biogenici. |
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Rischi infettivi |
Le malattie professionali da agenti infettivi sono relativamente rare. I lavoratori a rischio includono dipendenti di ospedali, addetti ai laboratori, allevatori, addetti ai mattatoi, veterinari, custodi di zoo e cuochi. La suscettibilità è molto variabile (p. es., le persone trattate con farmaci immunosoppressori avranno un'elevata sensibilità). |
Epatite B, tubercolosi, antrace, brucella, tetano, clamidia psittaci, salmonella |
Organismi vitali e tossine biogeniche |
Gli organismi vitali includono funghi, spore e micotossine; le tossine biogeniche includono endotossine, aflatossine e batteri. I prodotti del metabolismo batterico e fungino sono complessi e numerosi e influenzati dalla temperatura, dall'umidità e dal tipo di substrato su cui crescono. Chimicamente potrebbero essere costituiti da proteine, lipoproteine o mucopolisaccaridi. Esempi sono batteri Gram positivi e Gram negativi e muffe. I lavoratori a rischio includono i lavoratori del cotonificio, i lavoratori della canapa e del lino, i lavoratori del trattamento delle acque reflue e dei fanghi, i lavoratori dei silo di grano. |
Bissinosi, “febbre del grano”, malattia del legionario |
Allergeni biogeni |
Gli allergeni biogenici includono funghi, proteine di origine animale, terpeni, acari ed enzimi. Una parte considerevole degli allergeni biogenici in agricoltura proviene dalle proteine della pelle degli animali, dal pelo delle pellicce e dalle proteine del materiale fecale e delle urine. Gli allergeni possono essere trovati in molti ambienti industriali, come i processi di fermentazione, la produzione di farmaci, i panifici, la produzione di carta, la lavorazione del legno (segherie, produzione, manifattura) così come nella biotecnologia (produzione di enzimi e vaccini, coltura di tessuti) e nelle spezie produzione. Nelle persone sensibilizzate, l'esposizione agli agenti allergici può indurre sintomi allergici come rinite allergica, congiuntivite o asma. L'alveolite allergica è caratterizzata da sintomi respiratori acuti come tosse, brividi, febbre, mal di testa e dolori muscolari, che possono portare a fibrosi polmonare cronica. |
Asma professionale: lana, pellicce, chicco di grano, farina, cedro rosso, aglio in polvere Alveolite allergica: malattia del contadino, bagassosi, “malattia dell'amatore degli uccelli”, febbre da umidificatore, sequoiosi
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PERICOLI FISICI |
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Rumore |
Il rumore è considerato come qualsiasi suono indesiderato che può influire negativamente sulla salute e sul benessere degli individui o delle popolazioni. Gli aspetti dei pericoli del rumore includono l'energia totale del suono, la distribuzione della frequenza, la durata dell'esposizione e il rumore impulsivo. L'acuità uditiva è generalmente influenzata dapprima con una perdita o un calo a 4000 Hz, seguita da perdite nella gamma di frequenze da 2000 a 6000 Hz. Il rumore potrebbe provocare effetti acuti come problemi di comunicazione, diminuzione della concentrazione, sonnolenza e di conseguenza interferenze con le prestazioni lavorative. L'esposizione a livelli elevati di rumore (solitamente superiori a 85 dBA) o a rumore impulsivo (circa 140 dBC) per un periodo di tempo significativo può causare una perdita dell'udito sia temporanea che cronica. L'ipoacusia permanente è la malattia professionale più comune nelle richieste di risarcimento. |
Fonderie, lavorazione del legno, fabbriche tessili, lavorazione dei metalli |
Vibrazione |
La vibrazione ha diversi parametri in comune con il rumore: frequenza, ampiezza, durata dell'esposizione e se è continua o intermittente. Il metodo di funzionamento e l'abilità dell'operatore sembrano svolgere un ruolo importante nello sviluppo degli effetti dannosi delle vibrazioni. Il lavoro manuale che utilizza strumenti elettrici è associato a sintomi di disturbi circolatori periferici noti come "fenomeno di Raynaud" o "dita bianche indotte da vibrazioni" (VWF). Gli strumenti vibranti possono anche influenzare il sistema nervoso periferico e il sistema muscolo-scheletrico con ridotta forza di presa, lombalgia e disturbi degenerativi della schiena. |
Macchine conto terzi, caricatori da miniera, carrelli elevatori, utensili pneumatici, motoseghe |
ionizzanti radiazione
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L'effetto cronico più importante delle radiazioni ionizzanti è il cancro, inclusa la leucemia. La sovraesposizione da livelli relativamente bassi di radiazioni è stata associata a dermatite della mano ed effetti sul sistema ematologico. I processi o le attività che potrebbero comportare un'esposizione eccessiva alle radiazioni ionizzanti sono molto limitati e regolamentati. |
Reattori nucleari, tubi radiogeni medici e dentistici, acceleratori di particelle, radioisotopi |
Non ionizzante radiazione
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Le radiazioni non ionizzanti sono costituite da radiazioni ultraviolette, radiazioni visibili, infrarossi, laser, campi elettromagnetici (microonde e radiofrequenza) e radiazioni a frequenza estremamente bassa. Le radiazioni IR potrebbero causare la cataratta. I laser ad alta potenza possono causare danni agli occhi e alla pelle. C'è una crescente preoccupazione per l'esposizione a bassi livelli di campi elettromagnetici come causa di cancro e come potenziale causa di esiti riproduttivi avversi tra le donne, in particolare dall'esposizione ai display video. La domanda su un nesso causale con il cancro non ha ancora una risposta. Recenti revisioni delle conoscenze scientifiche disponibili generalmente concludono che non vi è alcuna associazione tra l'uso di videoterminali ed esiti riproduttivi avversi. |
Radiazioni ultraviolette: saldatura e taglio ad arco; Polimerizzazione UV di inchiostri, colle, vernici, ecc.; disinfezione; controllo del prodotto Radiazione infrarossa: forni, soffiatura del vetro Laser: comunicazioni, chirurgia, edilizia
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Identificazione e classificazione dei pericoli
Prima di eseguire qualsiasi indagine sull'igiene del lavoro, lo scopo deve essere chiaramente definito. Lo scopo di un'indagine sull'igiene del lavoro potrebbe essere quello di identificare possibili pericoli, valutare i rischi esistenti sul posto di lavoro, dimostrare la conformità ai requisiti normativi, valutare le misure di controllo o valutare l'esposizione in relazione a un'indagine epidemiologica. Questo articolo è limitato ai programmi finalizzati all'identificazione e alla classificazione dei pericoli sul posto di lavoro. Sono stati sviluppati molti modelli o tecniche per identificare e valutare i pericoli nell'ambiente di lavoro. Differiscono in complessità, da semplici liste di controllo, indagini preliminari sull'igiene industriale, matrici di esposizione lavorativa e studi sui rischi e sull'operabilità, a profili di esposizione lavorativa e programmi di sorveglianza del lavoro (Renes 1978; Gressel e Gideon 1991; Holzner, Hirsh e Perper 1993; Goldberg et al. 1993; Bouyer e Hémon 1993; Panett, Coggon e Acheson 1985; Tait 1992). Nessuna singola tecnica è una scelta chiara per tutti, ma tutte le tecniche hanno parti che sono utili in qualsiasi indagine. L'utilità dei modelli dipende anche dallo scopo dell'indagine, dalle dimensioni del luogo di lavoro, dal tipo di produzione e di attività nonché dalla complessità delle operazioni.
L'identificazione e la classificazione dei pericoli possono essere suddivise in tre elementi fondamentali: caratterizzazione del luogo di lavoro, modello di esposizione e valutazione dei pericoli.
Caratterizzazione del posto di lavoro
Un luogo di lavoro può avere da pochi dipendenti fino a diverse migliaia e avere diverse attività (ad esempio, impianti di produzione, cantieri, edifici per uffici, ospedali o aziende agricole). In un posto di lavoro diverse attività possono essere localizzate in aree speciali come reparti o sezioni. In un processo industriale si possono identificare diverse fasi e operazioni in quanto la produzione viene seguita dalle materie prime ai prodotti finiti.
È necessario ottenere informazioni dettagliate su processi, operazioni o altre attività di interesse, per identificare gli agenti utilizzati, comprese le materie prime, i materiali manipolati o aggiunti nel processo, i prodotti primari, intermedi, prodotti finali, prodotti di reazione e sottoprodotti. Anche additivi e catalizzatori in un processo potrebbero essere interessanti da identificare. La materia prima o il materiale aggiunto che è stato identificato solo dal nome commerciale deve essere valutato dalla composizione chimica. Le informazioni o le schede di dati di sicurezza dovrebbero essere disponibili presso il produttore o il fornitore.
Alcune fasi di un processo potrebbero svolgersi in un sistema chiuso senza che nessuno sia esposto, tranne durante i lavori di manutenzione o il fallimento del processo. Questi eventi devono essere riconosciuti e devono essere prese precauzioni per prevenire l'esposizione ad agenti pericolosi. Altri processi hanno luogo in sistemi aperti, forniti con o senza ventilazione di scarico locale. Deve essere fornita una descrizione generale del sistema di ventilazione, compreso il sistema di scarico locale.
Quando possibile, i pericoli dovrebbero essere identificati nella pianificazione o progettazione di nuovi impianti o processi, quando le modifiche possono essere apportate in una fase iniziale e i pericoli possono essere anticipati ed evitati. Le condizioni e le procedure che possono discostarsi dalla progettazione prevista devono essere identificate e valutate nello stato del processo. Il riconoscimento dei pericoli dovrebbe includere anche le emissioni nell'ambiente esterno ei materiali di scarto. L'ubicazione, le operazioni, le fonti di emissione e gli agenti degli impianti dovrebbero essere raggruppati in modo sistematico per formare unità riconoscibili nell'ulteriore analisi dell'esposizione potenziale. In ciascuna unità, le operazioni e gli agenti dovrebbero essere raggruppati in base agli effetti sulla salute degli agenti e alla stima delle quantità emesse nell'ambiente di lavoro.
Modelli di esposizione
Le principali vie di esposizione per gli agenti chimici e biologici sono l'inalazione e l'assorbimento cutaneo o incidentalmente per ingestione. Il modello di esposizione dipende dalla frequenza del contatto con i pericoli, dall'intensità dell'esposizione e dal tempo di esposizione. Le mansioni lavorative devono essere sistematicamente esaminate. È importante non solo studiare i manuali di lavoro, ma guardare a ciò che accade realmente sul posto di lavoro. I lavoratori potrebbero essere esposti direttamente a causa dell'effettivo svolgimento di compiti o essere esposti indirettamente perché si trovano nella stessa area o posizione generale della fonte di esposizione. Potrebbe essere necessario iniziare concentrandosi su attività lavorative con un alto potenziale di causare danni anche se l'esposizione è di breve durata. Devono essere prese in considerazione le operazioni non di routine e intermittenti (ad es. manutenzione, pulizia e modifiche ai cicli di produzione). Anche le mansioni e le situazioni lavorative possono variare nel corso dell'anno.
All'interno dello stesso titolo di lavoro, l'esposizione o l'assorbimento potrebbero differire perché alcuni lavoratori indossano dispositivi di protezione e altri no. Nei grandi impianti, il riconoscimento dei pericoli o una valutazione qualitativa dei pericoli molto raramente possono essere eseguiti per ogni singolo lavoratore. Pertanto i lavoratori con mansioni lavorative simili devono essere classificati nello stesso gruppo di esposizione. Le differenze nelle mansioni lavorative, nelle tecniche di lavoro e nell'orario di lavoro si tradurranno in un'esposizione notevolmente diversa e dovranno essere prese in considerazione. È stato dimostrato che le persone che lavorano all'aperto e quelle che lavorano senza ventilazione di scarico locale hanno una maggiore variabilità giornaliera rispetto ai gruppi che lavorano al chiuso con ventilazione di scarico locale (Kromhout, Symanski e Rappaport 1993). Processi di lavoro, agenti candidati per quel processo/lavoro o compiti diversi all'interno di un titolo di lavoro potrebbero essere usati, invece del titolo di lavoro, per caratterizzare gruppi con esposizione simile. All'interno dei gruppi, i lavoratori potenzialmente esposti devono essere identificati e classificati in base agli agenti pericolosi, alle vie di esposizione, agli effetti sulla salute degli agenti, alla frequenza di contatto con i pericoli, all'intensità e al tempo di esposizione. I diversi gruppi di esposizione dovrebbero essere classificati in base agli agenti pericolosi e all'esposizione stimata al fine di determinare i lavoratori a maggior rischio.
Valutazione qualitativa dei pericoli
I possibili effetti sulla salute degli agenti chimici, biologici e fisici presenti sul luogo di lavoro dovrebbero essere basati su una valutazione delle ricerche epidemiologiche, tossicologiche, cliniche e ambientali disponibili. Informazioni aggiornate sui pericoli per la salute di prodotti o agenti utilizzati sul posto di lavoro dovrebbero essere ottenute da riviste di salute e sicurezza, banche dati sulla tossicità e sugli effetti sulla salute e dalla letteratura scientifica e tecnica pertinente.
Se necessario, le schede di dati sulla sicurezza dei materiali (MSDS) dovrebbero essere aggiornate. Le schede tecniche documentano le percentuali di ingredienti pericolosi insieme all'identificatore chimico del Chemical Abstracts Service, al numero CAS e al valore limite di soglia (TLV), se presente. Contengono inoltre informazioni sui rischi per la salute, sui dispositivi di protezione, sulle azioni preventive, sul produttore o fornitore e così via. A volte gli ingredienti riportati sono piuttosto rudimentali e devono essere integrati con informazioni più dettagliate.
Dovrebbero essere studiati i dati monitorati e le registrazioni delle misurazioni. Gli agenti con TLV forniscono una guida generale per decidere se la situazione è accettabile o meno, sebbene debba essere tenuto conto di possibili interazioni quando i lavoratori sono esposti a diverse sostanze chimiche. All'interno e tra i diversi gruppi di esposizione, i lavoratori dovrebbero essere classificati in base agli effetti sulla salute degli agenti presenti e all'esposizione stimata (ad esempio, da lievi effetti sulla salute e bassa esposizione a gravi effetti sulla salute e stimata alta esposizione). Quelli con i ranghi più alti meritano la massima priorità. Prima dell'inizio di qualsiasi attività di prevenzione potrebbe essere necessario eseguire un programma di monitoraggio dell'esposizione. Tutti i risultati dovrebbero essere documentati e facilmente raggiungibili. Uno schema di lavoro è illustrato in figura 1.
Figura 1. Elementi di valutazione del rischio
Nelle indagini sull'igiene del lavoro possono essere presi in considerazione anche i pericoli per l'ambiente esterno (ad es. inquinamento ed effetti serra, nonché effetti sullo strato di ozono).
Agenti chimici, biologici e fisici
I pericoli possono essere di origine chimica, biologica o fisica. In questa sezione e nella tabella 1 verrà fornita una breve descrizione dei vari pericoli insieme ad esempi di ambienti o attività in cui si troveranno (Casarett 1980; International Congress on Occupational Health 1985; Jacobs 1992; Leidel, Busch e Lynch 1977; Olishifski 1988; Rylander 1994). Informazioni più dettagliate saranno trovate altrove in questo Enciclopedia.
agenti chimici
Le sostanze chimiche possono essere raggruppate in gas, vapori, liquidi e aerosol (polveri, fumi, nebbie).
gas
I gas sono sostanze che possono essere trasformate allo stato liquido o solido solo dagli effetti combinati di aumento della pressione e diminuzione della temperatura. La manipolazione dei gas comporta sempre un rischio di esposizione a meno che non vengano trattati in sistemi chiusi. I gas nei contenitori o nei tubi di distribuzione potrebbero fuoriuscire accidentalmente. Nei processi con temperature elevate (ad es. operazioni di saldatura e gas di scarico dei motori) si formano gas.
vapori
I vapori sono la forma gassosa di sostanze che normalmente si trovano allo stato liquido o solido a temperatura ambiente e pressione normale. Quando un liquido evapora si trasforma in un gas e si mescola con l'aria circostante. Un vapore può essere considerato come un gas, dove la concentrazione massima di un vapore dipende dalla temperatura e dalla pressione di saturazione della sostanza. Qualsiasi processo che coinvolga la combustione genererà vapori o gas. Le operazioni di sgrassaggio possono essere eseguite mediante sgrassaggio in fase vapore o pulizia per immersione con solventi. Attività lavorative come caricare e miscelare liquidi, verniciare, spruzzare, pulire e lavare a secco possono generare vapori nocivi.
Liquidi
I liquidi possono essere costituiti da una sostanza pura o da una soluzione di due o più sostanze (ad es. solventi, acidi, alcali). Un liquido conservato in un contenitore aperto evaporerà parzialmente nella fase gassosa. La concentrazione nella fase vapore all'equilibrio dipende dalla tensione di vapore della sostanza, dalla sua concentrazione nella fase liquida e dalla temperatura. Operazioni o attività con liquidi possono dar luogo a schizzi o altri contatti con la pelle, oltre a vapori nocivi.
polveri
Le polveri sono costituite da particelle inorganiche e organiche, che possono essere classificate come inalabili, toraciche o respirabili, a seconda della dimensione delle particelle. La maggior parte delle polveri organiche ha origine biologica. Le polveri inorganiche saranno generate in processi meccanici come macinazione, segatura, taglio, frantumazione, vagliatura o setacciatura. Le polveri possono essere disperse quando il materiale polveroso viene maneggiato o sollevato dai movimenti d'aria del traffico. La manipolazione di materiali secchi o polvere mediante pesatura, riempimento, caricamento, trasporto e imballaggio genererà polvere, così come attività come l'isolamento e i lavori di pulizia.
vapore
I fumi sono particelle solide vaporizzate ad alta temperatura e condensate in piccole particelle. La vaporizzazione è spesso accompagnata da una reazione chimica come l'ossidazione. Le singole particelle che compongono un fumo sono estremamente fini, solitamente inferiori a 0.1 μm, e spesso si aggregano in unità più grandi. Ne sono un esempio i fumi di saldatura, taglio al plasma e operazioni simili.
nebbie
Le nebbie sono goccioline liquide in sospensione generate dalla condensazione dallo stato gassoso allo stato liquido o dalla rottura di un liquido in uno stato disperso mediante spruzzi, formazione di schiuma o nebulizzazione. Ne sono esempi le nebbie d'olio provenienti da operazioni di taglio e molatura, nebbie acide da galvanostegia, nebbie acide o alcaline da operazioni di decapaggio o nebbie spray di vernice da operazioni di spruzzatura.
Come in molti altri paesi, in Giappone il rischio dovuto all'esposizione a sostanze chimiche è regolamentato in base alla categoria di sostanze chimiche interessate, come elencato nella tabella 1. Il ministero governativo o l'agenzia responsabile varia. Nel caso dei prodotti chimici industriali in generale, la legge principale che si applica è la legge concernente l'esame e la regolamentazione della fabbricazione, ecc. delle sostanze chimiche o, in breve, la legge sul controllo delle sostanze chimiche (CSCL). Gli enti preposti sono il Ministero del Commercio Internazionale e dell'Industria e il Ministero della Salute e del Welfare. Inoltre, la legge sulla sicurezza e l'igiene del lavoro (del Ministero del lavoro) prevede che le sostanze chimiche industriali debbano essere esaminate per la possibile mutagenicità e, se la sostanza chimica in questione risulta essere mutagena, l'esposizione dei lavoratori alla sostanza chimica dovrebbe essere ridotta al minimo recinzione degli impianti di produzione, installazione di sistemi di scarico locali, uso di dispositivi di protezione e così via.
Tabella 1. Regolamentazione delle sostanze chimiche per legge, Giappone
Categoria | Legge | Ministero |
Alimenti e additivi alimentari | Legge sull'igiene degli alimenti | MHW |
Eccipienti farmaceutici | Diritto farmaceutico | MHW |
Narcotici | Legge sul controllo degli stupefacenti | MHW |
Prodotti chimici agricoli | Legge sul controllo dei prodotti chimici agricoli | MAFF |
Prodotti chimici industriali | Legge sul controllo delle sostanze chimiche | MHW & MITI |
Tutti i prodotti chimici tranne le sostanze radioattive | Legge concernente il regolamento di Contenenti prodotti per la casa Sostanze pericolose Velenoso e deleterio Legge sul controllo delle sostanze Diritto della sicurezza e igiene del lavoro |
MHW MHW MOL |
Sostanze radioattive | Legge sulle sostanze radioattive | S |
Abbreviazioni: MHW—Ministero della Salute e del Welfare; MAFF—Ministero dell'agricoltura, delle foreste e della pesca; MITI—Ministero del Commercio Internazionale e dell'Industria; MOL—Ministero del Lavoro; STA—Agenzia per la scienza e la tecnologia.
Poiché i prodotti chimici industriali pericolosi saranno identificati principalmente dal CSCL, in questa sezione verrà descritto il quadro dei test per l'identificazione dei pericoli ai sensi del CSCL.
Il concetto di legge sul controllo delle sostanze chimiche
Il CSCL originale è stato approvato dalla Dieta (il parlamento del Giappone) nel 1973 ed è entrato in vigore il 16 aprile 1974. La motivazione di base della legge era la prevenzione dell'inquinamento ambientale e dei conseguenti effetti sulla salute umana causati da PCB e sostanze simili ai PCB. I PCB sono caratterizzati da (1) persistenza nell'ambiente (scarsamente biodegradabili), (2) aumento della concentrazione man mano che si risale la catena alimentare (o catena alimentare) (bioaccumulo) e (3) tossicità cronica nell'uomo. Di conseguenza, la legge imponeva che ogni sostanza chimica industriale fosse esaminata per tali caratteristiche prima della commercializzazione in Giappone. Parallelamente all'approvazione della legge, la Dieta ha deciso che l'Agenzia per l'ambiente dovrebbe monitorare l'ambiente generale per un possibile inquinamento chimico. La Legge è stata poi modificata dalla Dieta nel 1986 (emendamento entrato in vigore nel 1987) al fine di armonizzare con le azioni dell'OCSE in materia di salute e ambiente, l'abbassamento delle barriere non tariffarie nel commercio internazionale e soprattutto la fissazione di un minimo set di dati pre-marketing (MPD) e relative linee guida sui test. L'emendamento rifletteva anche l'osservazione dell'epoca, attraverso il monitoraggio dell'ambiente, che sostanze chimiche come il tricloroetilene e il tetracloroetilene, che non sono altamente bioaccumulabili sebbene scarsamente biodegradabili e cronicamente tossiche, possono inquinare l'ambiente; queste sostanze chimiche sono state rilevate nelle acque sotterranee a livello nazionale.
La legge classifica i prodotti chimici industriali in due categorie: prodotti chimici esistenti e nuovi prodotti chimici. Le sostanze chimiche esistenti sono quelle elencate nell'”Inventario delle sostanze chimiche esistenti” (istituito con l'approvazione della legge originaria) e sono circa 20,000, il numero dipende dalla denominazione di alcune sostanze chimiche nell'inventario. Le sostanze chimiche non presenti nell'inventario sono chiamate nuove sostanze chimiche. Il governo è responsabile dell'identificazione dei pericoli delle sostanze chimiche esistenti, mentre l'azienda o altra entità che desidera introdurre una nuova sostanza chimica nel mercato giapponese è responsabile dell'identificazione dei pericoli della nuova sostanza chimica. Due ministeri governativi, il Ministero della Salute e del Welfare (MHW) e il Ministero del Commercio Internazionale e dell'Industria (MITI), sono responsabili della Legge, e l'Agenzia per l'Ambiente può esprimere il proprio parere quando necessario. Le sostanze radioattive, i veleni specificati, gli stimolanti e gli stupefacenti sono esclusi perché regolati da altre leggi.
Sistema di prova sotto CSCL
Lo schema di flusso dell'esame è illustrato nella figura 1, che in linea di principio è un sistema graduale. Tutte le sostanze chimiche (per le eccezioni, vedere di seguito) devono essere esaminate per la biodegradabilità in vitro. Nel caso in cui la sostanza chimica sia facilmente biodegradabile, è considerata "sicura". In caso contrario, la sostanza chimica viene quindi esaminata per il bioaccumulo. Se risulta essere "altamente accumulante", vengono richiesti dati completi sulla tossicità, in base ai quali la sostanza chimica sarà classificata come "sostanza chimica specificata di Classe 1" quando la tossicità è confermata, o come "sicura" in caso contrario. La sostanza chimica con accumulo nullo o basso sarà soggetta a test di screening sulla tossicità, che consistono in test di mutagenicità e somministrazione ripetuta per 28 giorni ad animali da esperimento (per i dettagli, vedere la tabella 2). Dopo una valutazione completa dei dati sulla tossicità, la sostanza chimica sarà classificata come "sostanza chimica designata" se i dati indicano tossicità. Altrimenti, è considerato "sicuro". Quando altri dati suggeriscono che esiste una grande possibilità di inquinamento ambientale con la sostanza chimica in questione, vengono richiesti dati completi sulla tossicità, dai quali la sostanza chimica designata sarà riclassificata come "sostanza chimica specificata di classe 2" se positiva. Altrimenti, è considerato "sicuro". Le caratteristiche tossicologiche ed ecotossicologiche di “Sostanza chimica specifica di classe 1”, “Sostanza chimica specifica di classe 2” e “Sostanza chimica designata” sono elencate nella tabella 3 insieme agli schemi delle azioni normative.
Tabella 2. Elementi di prova ai sensi della legge sul controllo delle sostanze chimiche, Giappone
Articolo | Progettazione di prova |
La biodegradazione | Per 2 settimane in linea di principio, in vitro, con attivato fango |
Bioaccumulazione | Per 8 settimane in linea di principio, con carpe |
Screening tossicologico Test di mutagenicità Sistema batterico Aberrazione cromosomica |
Test di Ames e test con E. coli, miscela ± S9 Celle CHL, ecc., miscela ±S9 |
Dosaggio ripetuto per 28 giorni | Ratti, 3 livelli di dose più controllo per NOEL, Test di recupero di 2 settimane al livello di dose più elevato in aggiunta |
Tabella 3. Caratteristiche delle sostanze chimiche classificate e normative ai sensi della legge giapponese sul controllo delle sostanze chimiche
Sostanza chimica | Caratteristiche | Regolamento |
Sessione 1 determinate sostanze chimiche |
Non biodegradabilità Alto bioaccumulo Tossicità cronica |
Necessaria autorizzazione alla produzione o all'importazione1 Restrizione d'uso |
Sessione 2 determinate sostanze chimiche |
Non biodegradabilità Bioaccumulazione bassa o assente Tossicità cronica Sospetto inquinamento ambientale |
Notifica sulla produzione programmata o sulla quantità di importazione Linee guida tecniche per prevenire effetti di inquinamento/salute |
Sostanze chimiche designate | Non biodegradabilità Bioaccumulazione assente o bassa Sospetta tossicità cronica |
Rapporto sulla quantità di produzione o di importazione Indagine di studio e letteratura |
1 Nessuna autorizzazione in pratica.
I test non sono richiesti per una nuova sostanza chimica con una quantità d'uso limitata (vale a dire, meno di 1,000 kg/azienda/anno e meno di 1,000 kg/anno per tutto il Giappone). I polimeri vengono esaminati seguendo lo schema di flusso dei composti ad alto peso molecolare, sviluppato partendo dal presupposto che le possibilità di assorbimento nel corpo sono remote quando la sostanza chimica ha un peso molecolare superiore a 1,000 ed è stabile nell'ambiente.
Risultati della classificazione dei prodotti chimici industriali, a partire dal 1996
Nei 26 anni dall'entrata in vigore del CSCL nel 1973 alla fine del 1996, 1,087 prodotti chimici esistenti sono stati esaminati in base al CSCL originale e modificato. Tra le 1,087, nove voci (alcune identificate con nomi generici) sono state classificate come “sostanza chimica specificata di classe 1”. Tra quelle rimanenti, 36 sono state classificate come “designate”, di cui 23 sono state riclassificate come “sostanza chimica specificata di classe 2” e altre 13 sono rimaste “designate”. I nomi delle sostanze chimiche specificate di classe 1 e 2 sono elencati nella figura 2. È chiaro dalla tabella che la maggior parte delle sostanze chimiche di classe 1 sono pesticidi organoclorurati oltre al PCB e al suo sostituto, ad eccezione di un killer di alghe. La maggior parte delle sostanze chimiche di classe 2 sono sostanze che distruggono le alghe, con l'eccezione di tre solventi a base di idrocarburi clorurati, un tempo ampiamente utilizzati.
Figura 2. Sostanze chimiche specificate e designate ai sensi della legge giapponese sul controllo delle sostanze chimiche
Nello stesso periodo, dal 1973 alla fine del 1996, sono state presentate per approvazione circa 2,335 nuove sostanze chimiche, di cui 221 (circa il 9.5%) sono state identificate come “designate”, ma nessuna come classe 1 o 2. Altre sostanze chimiche sono state considerate "sicure" e approvate per la produzione o l'importazione.
Sorveglianza dei pericoli e metodi di indagine
La sorveglianza occupazionale prevede programmi attivi per anticipare, osservare, misurare, valutare e controllare l'esposizione a potenziali rischi per la salute sul posto di lavoro. La sorveglianza spesso coinvolge un team di persone che comprende un igienista del lavoro, un medico del lavoro, un infermiere di medicina del lavoro, un addetto alla sicurezza, un tossicologo e un ingegnere. A seconda dell'ambiente e del problema occupazionale, possono essere impiegati tre metodi di sorveglianza: medico, ambientale e biologico. La sorveglianza medica viene utilizzata per rilevare la presenza o l'assenza di effetti nocivi per la salute di un individuo dall'esposizione professionale a contaminanti, eseguendo esami medici e test biologici appropriati. La sorveglianza ambientale viene utilizzata per documentare la potenziale esposizione a contaminanti per un gruppo di dipendenti, misurando la concentrazione di contaminanti nell'aria, in campioni sfusi di materiali e sulle superfici. La sorveglianza biologica viene utilizzata per documentare l'assorbimento di contaminanti nel corpo e correlarli con i livelli di contaminanti ambientali, misurando la concentrazione di sostanze pericolose o dei loro metaboliti nel sangue, nelle urine o nell'alito esalato dei lavoratori.
Sorveglianza medica
La sorveglianza medica viene eseguita perché le malattie possono essere causate o esacerbate dall'esposizione a sostanze pericolose. Richiede un programma attivo con professionisti che siano informati sulle malattie professionali, le diagnosi e il trattamento. I programmi di sorveglianza medica forniscono misure per proteggere, istruire, monitorare e, in alcuni casi, compensare il dipendente. Può includere programmi di screening prima dell'assunzione, visite mediche periodiche, test specializzati per rilevare cambiamenti precoci e menomazioni causate da sostanze pericolose, cure mediche e un'ampia tenuta di registri. Lo screening pre-assunzione prevede la valutazione di questionari di anamnesi occupazionale e medica e risultati di esami fisici. I questionari forniscono informazioni su malattie pregresse e malattie croniche (soprattutto asma, malattie della pelle, polmonari e cardiache) e passate esposizioni professionali. Esistono implicazioni etiche e legali dei programmi di screening pre-assunzione se vengono utilizzati per determinare l'idoneità all'occupazione. Tuttavia, sono di fondamentale importanza quando vengono utilizzati per (1) fornire una registrazione dell'occupazione precedente e delle esposizioni associate, (2) stabilire uno stato di salute di base per un dipendente e (3) testare l'ipersensibilità. Gli esami medici possono includere test audiometrici per la perdita dell'udito, test della vista, test della funzionalità degli organi, valutazione dell'idoneità all'uso di dispositivi di protezione respiratoria e analisi delle urine e del sangue di base. Gli esami medici periodici sono essenziali per valutare e rilevare le tendenze nell'insorgenza di effetti avversi sulla salute e possono includere il monitoraggio biologico per contaminanti specifici e l'uso di altri biomarcatori.
Sorveglianza ambientale e biologica
La sorveglianza ambientale e biologica inizia con un'indagine sull'igiene professionale dell'ambiente di lavoro per identificare potenziali pericoli e fonti di contaminanti e determinare la necessità di monitoraggio. Per gli agenti chimici, il monitoraggio potrebbe comportare il campionamento dell'aria, della massa, della superficie e biologico. Per gli agenti fisici, il monitoraggio potrebbe includere misure di rumore, temperatura e radiazioni. Se è indicato il monitoraggio, l'igienista occupazionale deve sviluppare una strategia di campionamento che includa quali dipendenti, processi, attrezzature o aree campionare, il numero di campioni, per quanto tempo campionare, con quale frequenza campionare e il metodo di campionamento. Le indagini sull'igiene industriale variano in complessità e focalizzazione a seconda dello scopo dell'indagine, del tipo e delle dimensioni dello stabilimento e della natura del problema.
Non esistono formule rigide per l'esecuzione dei sondaggi; tuttavia, un'accurata preparazione prima dell'ispezione in loco aumenta notevolmente l'efficacia e l'efficienza. Le indagini motivate da reclami e malattie dei dipendenti hanno un ulteriore obiettivo di identificare la causa dei problemi di salute. Le indagini sulla qualità dell'aria interna si concentrano sulle fonti di contaminazione interne ed esterne. Indipendentemente dal rischio professionale, l'approccio generale al rilevamento e al campionamento dei luoghi di lavoro è simile; pertanto, questo capitolo utilizzerà gli agenti chimici come modello per la metodologia.
Vie di esposizione
La mera presenza di stress professionali sul posto di lavoro non implica automaticamente che esista un significativo potenziale di esposizione; l'agente deve raggiungere il lavoratore. Per le sostanze chimiche, la forma liquida o di vapore dell'agente deve entrare in contatto e/o essere assorbita dal corpo per indurre un effetto negativo sulla salute. Se l'agente è isolato in un recinto o catturato da un sistema locale di ventilazione di scarico, il potenziale di esposizione sarà basso, indipendentemente dalla tossicità intrinseca della sostanza chimica.
La via di esposizione può influire sul tipo di monitoraggio effettuato nonché sul potenziale di pericolo. Per gli agenti chimici e biologici, i lavoratori sono esposti per inalazione, contatto con la pelle, ingestione e iniezione; le vie più comuni di assorbimento nell'ambiente lavorativo sono attraverso le vie respiratorie e la pelle. Per valutare l'inalazione, l'igienista occupazionale osserva la possibilità che le sostanze chimiche si disperdano nell'aria sotto forma di gas, vapori, polveri, fumi o nebbie.
L'assorbimento cutaneo delle sostanze chimiche è importante soprattutto in caso di contatto diretto con la pelle attraverso schizzi, nebulizzazione, bagnatura o immersione con idrocarburi liposolubili e altri solventi organici. L'immersione include il contatto del corpo con indumenti contaminati, il contatto delle mani con guanti contaminati e il contatto delle mani e delle braccia con liquidi sfusi. Per alcune sostanze, come ammine e fenoli, l'assorbimento cutaneo può essere rapido quanto l'assorbimento attraverso i polmoni per le sostanze che vengono inalate. Per alcuni contaminanti come pesticidi e coloranti benzidinici, l'assorbimento cutaneo è la via principale di assorbimento e l'inalazione è una via secondaria. Tali sostanze chimiche possono facilmente entrare nel corpo attraverso la pelle, aumentare il carico corporeo e causare danni sistemici. Quando reazioni allergiche o ripetuti lavaggi seccano e screpolano la pelle, c'è un drammatico aumento del numero e del tipo di sostanze chimiche che possono essere assorbite dal corpo. L'ingestione, una via di assorbimento non comune per gas e vapori, può essere importante per le particelle, come il piombo. L'ingestione può verificarsi mangiando cibo contaminato, mangiando o fumando con le mani contaminate e tossendo e quindi deglutendo particolato precedentemente inalato.
L'iniezione di materiali direttamente nel flusso sanguigno può avvenire da aghi ipodermici che perforano inavvertitamente la pelle degli operatori sanitari negli ospedali e da proiettili ad alta velocità rilasciati da fonti ad alta pressione e direttamente a contatto con la pelle. Gli spruzzatori di vernice airless e i sistemi idraulici hanno pressioni sufficientemente elevate da perforare la pelle e introdurre sostanze direttamente nel corpo.
L'ispezione walk-through
Lo scopo dell'indagine iniziale, chiamata ispezione walk-through, è raccogliere sistematicamente informazioni per giudicare se esiste una situazione potenzialmente pericolosa e se è indicato il monitoraggio. Un igienista del lavoro inizia il sondaggio walk-through con una riunione di apertura che può includere rappresentanti della direzione, dipendenti, supervisori, infermieri di medicina del lavoro e rappresentanti sindacali. L'igienista occupazionale può avere un forte impatto sul successo dell'indagine e su eventuali successive iniziative di monitoraggio creando un team di persone che comunicano apertamente e onestamente tra loro e comprendono gli obiettivi e la portata dell'ispezione. I lavoratori devono essere coinvolti e informati fin dall'inizio per garantire che la cooperazione, non la paura, domini l'indagine.
Durante l'incontro vengono richiesti diagrammi di flusso di processo, schemi di layout degli impianti, rapporti di controllo ambientale passati, programmi di produzione, programmi di manutenzione delle attrezzature, documentazione dei programmi di protezione individuale e statistiche relative al numero di dipendenti, turni e reclami sanitari. Tutti i materiali pericolosi utilizzati e prodotti da un'operazione sono identificati e quantificati. Viene compilato un inventario chimico di prodotti, sottoprodotti, intermedi e impurità e vengono ottenute tutte le schede di sicurezza dei materiali associate. I programmi di manutenzione, l'età e le condizioni delle apparecchiature sono documentati poiché l'uso di apparecchiature più vecchie può comportare esposizioni più elevate a causa della mancanza di controlli.
Dopo l'incontro, l'igienista del lavoro effettua un sopralluogo visivo del luogo di lavoro, vagliando le operazioni e le pratiche lavorative, con l'obiettivo di identificare potenziali stress professionali, classificare il potenziale di esposizione, identificare la via di esposizione e stimare la durata e frequenza di esposizione. Esempi di stress da lavoro sono riportati nella figura 1. L'igienista del lavoro utilizza l'ispezione di passaggio per osservare il luogo di lavoro e ottenere risposte alle domande. Esempi di osservazioni e domande sono riportati nella figura 2.
Figura 1. Stress occupazionali.
Figura 2. Osservazioni e domande da porre in un sondaggio walk-through.
Oltre alle domande mostrate nella figura 5, dovrebbero essere poste domande che scoprano ciò che non è immediatamente ovvio. Le domande potrebbero riguardare:
Le attività non di routine possono comportare picchi significativi di esposizione a sostanze chimiche difficili da prevedere e misurare durante una tipica giornata lavorativa. I cambiamenti di processo e le sostituzioni chimiche possono alterare il rilascio di sostanze nell'aria e influire sulla successiva esposizione. I cambiamenti nella disposizione fisica di un'area di lavoro possono alterare l'efficacia di un sistema di ventilazione esistente. I cambiamenti nelle funzioni lavorative possono comportare compiti svolti da lavoratori inesperti e maggiori esposizioni. Ristrutturazioni e riparazioni possono introdurre nuovi materiali e sostanze chimiche nell'ambiente di lavoro che liberano sostanze chimiche organiche volatili o sono irritanti.
Indagini sulla qualità dell'aria interna
Le indagini sulla qualità dell'aria interna sono distinte dalle tradizionali indagini sull'igiene del lavoro perché si riscontrano tipicamente nei luoghi di lavoro non industriali e possono comportare esposizioni a miscele di tracce di sostanze chimiche, nessuna delle quali da sola sembra in grado di causare malattie (Ness 1991). L'obiettivo delle indagini sulla qualità dell'aria interna è simile alle indagini sull'igiene del lavoro in termini di identificazione delle fonti di contaminazione e determinazione della necessità di monitoraggio. Tuttavia, le indagini sulla qualità dell'aria interna sono sempre motivate da reclami sulla salute dei dipendenti. In molti casi, i dipendenti hanno una varietà di sintomi tra cui mal di testa, irritazione alla gola, letargia, tosse, prurito, nausea e reazioni di ipersensibilità aspecifiche che scompaiono quando tornano a casa. Quando i problemi di salute non scompaiono dopo che i dipendenti hanno lasciato il lavoro, dovrebbero essere prese in considerazione anche le esposizioni non professionali. Le esposizioni non professionali includono hobby, altri lavori, inquinamento atmosferico urbano, fumo passivo ed esposizioni indoor in casa. Le indagini sulla qualità dell'aria interna utilizzano spesso questionari per documentare i sintomi e i reclami dei dipendenti e collegarli all'ubicazione del lavoro o alla funzione lavorativa all'interno dell'edificio. Le aree con la più alta incidenza di sintomi vengono quindi prese di mira per ulteriori ispezioni.
Le fonti di contaminanti dell'aria interna che sono state documentate nelle indagini sulla qualità dell'aria interna includono:
Per le indagini sulla qualità dell'aria interna, l'ispezione walk-through è essenzialmente un'ispezione dell'edificio e dell'ambiente per determinare potenziali fonti di contaminazione sia all'interno che all'esterno dell'edificio. Le fonti interne all'edificio includono:
Le osservazioni e le domande che possono essere poste durante il sondaggio sono elencate nella figura 3.
Figura 3. Osservazioni e domande per un'indagine walk-through sulla qualità dell'aria interna.
Strategie di campionamento e misurazione
Limiti di esposizione professionale
Dopo che l'ispezione di passaggio è stata completata, l'igienista del lavoro deve determinare se il campionamento è necessario; il campionamento dovrebbe essere eseguito solo se lo scopo è chiaro. L'igienista del lavoro deve chiedere: "Cosa verrà fatto dei risultati del campionamento e a quali domande risponderanno i risultati?" È relativamente facile campionare e ottenere numeri; è molto più difficile interpretarli.
I dati di campionamento dell'aria e biologici vengono solitamente confrontati con i limiti di esposizione professionale (OEL) raccomandati o obbligatori. I limiti di esposizione professionale sono stati sviluppati in molti paesi per l'inalazione e l'esposizione biologica ad agenti chimici e fisici. Ad oggi, su un universo di oltre 60,000 sostanze chimiche utilizzate commercialmente, circa 600 sono state valutate da una varietà di organizzazioni e paesi. Le basi filosofiche per i limiti sono determinate dalle organizzazioni che le hanno sviluppate. I limiti più utilizzati, chiamati valori limite di soglia (TLV), sono quelli emessi negli Stati Uniti dalla Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH). La maggior parte degli OEL utilizzati dalla Occupational Safety and Health Administration (OSHA) negli Stati Uniti si basa sui TLV. Tuttavia, l'Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH) del Dipartimento della salute e dei servizi umani degli Stati Uniti ha suggerito i propri limiti, chiamati limiti di esposizione raccomandati (REL).
Per le esposizioni nell'aria, ci sono tre tipi di TLV: un'esposizione media ponderata nel tempo di otto ore, TLV-TWA, per proteggere dagli effetti cronici sulla salute; un limite medio di esposizione a breve termine di quindici minuti, TLV-STEL, per proteggere dagli effetti acuti sulla salute; e un valore limite istantaneo, TLV-C, per proteggere da asfissianti o sostanze chimiche immediatamente irritanti. Le linee guida per i livelli di esposizione biologica sono chiamate indici di esposizione biologica (BEI). Queste linee guida rappresentano la concentrazione di sostanze chimiche nel corpo che corrisponderebbe all'esposizione per inalazione di un lavoratore sano a una concentrazione specifica nell'aria. Al di fuori degli Stati Uniti, ben 50 paesi o gruppi hanno stabilito OEL, molti dei quali sono identici ai TLV. In Gran Bretagna, i limiti sono chiamati Health and Safety Executive Occupational Exposure Standards (OES), e in Germania gli OEL sono chiamati Maximum Workplace Concentrations (MAKs).
Gli OEL sono stati fissati per esposizioni aeree a gas, vapori e particolato; non esistono per esposizioni aeree ad agenti biologici. Pertanto, la maggior parte delle indagini sull'esposizione al bioaerosol confronta le concentrazioni indoor con quelle outdoor. Se il profilo interno/esterno e la concentrazione di organismi sono diversi, potrebbe esistere un problema di esposizione. Non ci sono OEL per il campionamento della pelle e della superficie e ogni caso deve essere valutato separatamente. Nel caso del campionamento superficiale, le concentrazioni vengono solitamente confrontate con concentrazioni di fondo accettabili che sono state misurate in altri studi o sono state determinate nello studio corrente. Per il campionamento cutaneo, le concentrazioni accettabili sono calcolate in base alla tossicità, al tasso di assorbimento, alla quantità assorbita e alla dose totale. Inoltre, il monitoraggio biologico di un lavoratore può essere utilizzato per studiare l'assorbimento cutaneo.
Strategia di campionamento
Una strategia di campionamento ambientale e biologico è un approccio per ottenere misurazioni dell'esposizione che soddisfi uno scopo. Una strategia attentamente progettata ed efficace è scientificamente difendibile, ottimizza il numero di campioni ottenuti, è conveniente e dà priorità alle esigenze. L'obiettivo della strategia di campionamento guida le decisioni relative a cosa campionare (selezione di agenti chimici), dove campionare (campione personale, di area o fonte), chi campionare (quale lavoratore o gruppo di lavoratori), durata del campionamento (tempo reale o integrato), quanto spesso campionare (quanti giorni), quanti campioni e come campionare (metodo analitico). Tradizionalmente, il campionamento eseguito a fini normativi comporta brevi campagne (uno o due giorni) che si concentrano sulle esposizioni peggiori. Sebbene questa strategia richieda un dispendio minimo di risorse e tempo, spesso acquisisce la quantità minima di informazioni e ha poca applicabilità alla valutazione delle esposizioni professionali a lungo termine. Per valutare le esposizioni croniche in modo che siano utili per i medici del lavoro e gli studi epidemiologici, le strategie di campionamento devono prevedere campionamenti ripetuti nel tempo per un gran numero di lavoratori.
Scopo
L'obiettivo delle strategie di campionamento ambientale e biologico è quello di valutare l'esposizione dei singoli dipendenti o di valutare le fonti di contaminanti. Il monitoraggio dei dipendenti può essere eseguito per:
Il monitoraggio della sorgente e dell'aria ambiente può essere eseguito per:
Durante il monitoraggio dei dipendenti, il campionamento dell'aria fornisce misure sostitutive della dose risultante dall'esposizione per inalazione. Il monitoraggio biologico può fornire la dose effettiva di una sostanza chimica risultante da tutte le vie di assorbimento, comprese l'inalazione, l'ingestione, l'iniezione e la pelle. Pertanto, il monitoraggio biologico può riflettere in modo più accurato il carico corporeo totale e la dose di un individuo rispetto al monitoraggio dell'aria. Quando la relazione tra esposizione aerea e dose interna è nota, il monitoraggio biologico può essere utilizzato per valutare le esposizioni croniche passate e presenti.
Gli obiettivi del monitoraggio biologico sono elencati nella figura 4.
Figura 4. Obiettivi del monitoraggio biologico.
Il monitoraggio biologico ha i suoi limiti e dovrebbe essere eseguito solo se raggiunge obiettivi che non possono essere raggiunti con il solo monitoraggio dell'aria (Fiserova-Bergova 1987). È invasivo e richiede che i campioni vengano prelevati direttamente dai lavoratori. I campioni di sangue generalmente forniscono il mezzo biologico più utile da monitorare; tuttavia, il sangue viene prelevato solo se non sono applicabili test non invasivi come l'urina o il respiro espirato. Per la maggior parte delle sostanze chimiche industriali, i dati relativi al destino delle sostanze chimiche assorbite dall'organismo sono incompleti o inesistenti; pertanto, è disponibile solo un numero limitato di metodi di misurazione analitica e molti non sono sensibili o specifici.
I risultati del monitoraggio biologico possono essere molto variabili tra gli individui esposti alle stesse concentrazioni aeree di sostanze chimiche; l'età, la salute, il peso, lo stato nutrizionale, le droghe, il fumo, il consumo di alcol, i farmaci e la gravidanza possono influenzare l'assorbimento, l'assorbimento, la distribuzione, il metabolismo e l'eliminazione delle sostanze chimiche.
Cosa assaggiare
La maggior parte degli ambienti professionali ha esposizioni a più contaminanti. Gli agenti chimici vengono valutati sia singolarmente sia come aggressioni multiple simultanee ai lavoratori. Gli agenti chimici possono agire indipendentemente all'interno del corpo o interagire in modo da aumentare l'effetto tossico. La questione di cosa misurare e come interpretare i risultati dipende dal meccanismo biologico di azione degli agenti quando sono all'interno del corpo. Gli agenti possono essere valutati separatamente se agiscono indipendentemente su sistemi di organi completamente diversi, come un irritante per gli occhi e una neurotossina. Se agiscono sullo stesso sistema di organi, come due irritanti respiratori, il loro effetto combinato è importante. Se l'effetto tossico della miscela è la somma degli effetti separati dei singoli componenti, si parla di additivo. Se l'effetto tossico della miscela è maggiore della somma degli effetti dei singoli agenti, il loro effetto combinato è detto sinergico. L'esposizione al fumo di sigaretta e all'inalazione di fibre di amianto comporta un rischio molto maggiore di cancro ai polmoni rispetto a un semplice effetto additivo.Il campionamento di tutti gli agenti chimici in un posto di lavoro sarebbe costoso e non necessariamente difendibile. L'igienista occupazionale deve dare la priorità alla lunga lista di potenziali agenti in base al pericolo o al rischio per determinare quali agenti ricevono l'attenzione.
I fattori coinvolti nella classificazione delle sostanze chimiche includono:
Per fornire la migliore stima dell'esposizione dei dipendenti, vengono prelevati campioni d'aria nella zona di respirazione del lavoratore (entro un raggio di 30 cm dalla testa) e sono chiamati campioni personali. Per ottenere campioni della zona respiratoria, il dispositivo di campionamento viene posizionato direttamente sul lavoratore per tutta la durata del campionamento. Se i campioni di aria vengono prelevati vicino al lavoratore, al di fuori della zona di respirazione, vengono chiamati campioni di area. I campioni di area tendono a sottostimare le esposizioni personali e non forniscono buone stime dell'esposizione per inalazione. Tuttavia, i campioni di area sono utili per valutare le fonti di contaminanti e misurare i livelli ambientali di contaminanti. I campioni di area possono essere prelevati mentre si cammina attraverso il posto di lavoro con uno strumento portatile o con stazioni di campionamento fisse. Il campionamento dell'area viene abitualmente utilizzato nei siti di abbattimento dell'amianto per il campionamento della bonifica e per le indagini sull'aria interna.
Chi assaggiare
Idealmente, per valutare l'esposizione professionale, ogni lavoratore dovrebbe essere campionato individualmente per più giorni nel corso di settimane o mesi. Tuttavia, a meno che il posto di lavoro non sia piccolo (<10 dipendenti), di solito non è possibile campionare tutti i lavoratori. Per ridurre al minimo l'onere del campionamento in termini di attrezzature e costi e aumentare l'efficacia del programma di campionamento, viene campionato un sottogruppo di dipendenti dal posto di lavoro e i risultati del monitoraggio vengono utilizzati per rappresentare le esposizioni per la forza lavoro più ampia.
Per selezionare i dipendenti che sono rappresentativi della forza lavoro più ampia, un approccio consiste nel classificare i dipendenti in gruppi con esposizioni attese simili, chiamati gruppi di esposizione omogenei (HEG) (Corn 1985). Dopo la formazione degli HEG, un sottoinsieme di lavoratori viene selezionato casualmente da ciascun gruppo per il campionamento. I metodi per determinare le dimensioni del campione appropriate presuppongono una distribuzione lognormale delle esposizioni, un'esposizione media stimata e una deviazione standard geometrica compresa tra 2.2 e 2.5. I dati di campionamento precedenti potrebbero consentire l'utilizzo di una deviazione standard geometrica inferiore. Per classificare i dipendenti in HEG distinti, la maggior parte degli igienisti occupazionali osserva i lavoratori sul posto di lavoro e prevede qualitativamente le esposizioni.
Esistono molti approcci alla formazione di HEG; in generale, i lavoratori possono essere classificati in base alla somiglianza dell'attività lavorativa o alla somiglianza dell'area di lavoro. Quando vengono utilizzate sia la somiglianza del lavoro che dell'area di lavoro, il metodo di classificazione è chiamato zonizzazione (vedi figura 5). Una volta dispersi nell'aria, gli agenti chimici e biologici possono avere modelli di concentrazione spaziale e temporale complessi e imprevedibili in tutto l'ambiente di lavoro. Pertanto, la vicinanza della fonte rispetto al dipendente potrebbe non essere il miglior indicatore della somiglianza dell'esposizione. Le misurazioni dell'esposizione effettuate su lavoratori inizialmente previsti per esposizioni simili possono mostrare che vi è una variazione maggiore tra i lavoratori del previsto. In questi casi, i gruppi di esposizione dovrebbero essere ricostruiti in insiemi più piccoli di lavoratori e il campionamento dovrebbe continuare a verificare che i lavoratori all'interno di ciascun gruppo abbiano effettivamente esposizioni simili (Rappaport 1995).
Figura 5. Fattori coinvolti nella creazione di HEG utilizzando la suddivisione in zone.
Le esposizioni possono essere stimate per tutti i dipendenti, indipendentemente dal titolo di lavoro o dal rischio, oppure possono essere stimate solo per i dipendenti che si presume abbiano le esposizioni più elevate; questo è chiamato campionamento del caso peggiore. La selezione dei dipendenti per il campionamento nel caso peggiore può essere basata sulla produzione, la vicinanza alla fonte, i dati di campionamento passati, l'inventario e la tossicità chimica. Il metodo del caso peggiore viene utilizzato a fini normativi e non fornisce una misura dell'esposizione media a lungo termine e della variabilità giornaliera. Il campionamento relativo alle attività comporta la selezione di lavoratori con lavori che hanno compiti simili che si verificano su base meno giornaliera.
Ci sono molti fattori che entrano in esposizione e possono influenzare il successo della classificazione HEG, inclusi i seguenti:
Durata del campione
Le concentrazioni di agenti chimici nei campioni di aria vengono misurate direttamente in campo, ottenendo risultati immediati (real-time o grab), oppure raccolte nel tempo in campo su terreni di campionamento o in sacchi di campionamento e misurate in laboratorio (integrato ) (Lynch 1995). Il vantaggio del campionamento in tempo reale è che i risultati vengono ottenuti rapidamente in loco e possono acquisire misurazioni di esposizioni acute a breve termine. Tuttavia, i metodi in tempo reale sono limitati perché non sono disponibili per tutti i contaminanti preoccupanti e potrebbero non essere sufficientemente sensibili dal punto di vista analitico o accurati per quantificare i contaminanti mirati. Il campionamento in tempo reale potrebbe non essere applicabile quando l'igienista del lavoro è interessato alle esposizioni croniche e richiede misurazioni della media ponderata nel tempo da confrontare con gli OEL.Il campionamento in tempo reale viene utilizzato per valutazioni di emergenza, ottenere stime grezze della concentrazione, rilevamento di perdite, monitoraggio dell'aria ambiente e della sorgente, valutazione dei controlli tecnici, monitoraggio delle esposizioni a breve termine inferiori a 15 minuti, monitoraggio delle esposizioni episodiche, monitoraggio di sostanze chimiche altamente tossiche ( monossido di carbonio), miscele esplosive e monitoraggio dei processi. I metodi di campionamento in tempo reale possono catturare concentrazioni variabili nel tempo e fornire informazioni qualitative e quantitative immediate. Il campionamento integrato dell'aria viene solitamente eseguito per il monitoraggio personale, il campionamento dell'area e per confrontare le concentrazioni con gli OEL medi ponderati nel tempo. I vantaggi del campionamento integrato sono che i metodi sono disponibili per un'ampia varietà di contaminanti; può essere utilizzato per identificare sconosciuti; l'accuratezza e la specificità sono elevate e i limiti di rilevamento sono generalmente molto bassi. I campioni integrati che vengono analizzati in un laboratorio devono contenere abbastanza contaminanti per soddisfare i requisiti analitici minimi rilevabili; pertanto, i campioni vengono raccolti in un periodo di tempo predeterminato.
Oltre ai requisiti analitici di un metodo di campionamento, la durata del campionamento dovrebbe essere abbinata allo scopo del campionamento. Per il campionamento alla fonte, la durata si basa sul processo o sul tempo di ciclo o quando sono previsti picchi di concentrazione. Per il campionamento dei picchi, i campioni devono essere raccolti a intervalli regolari durante il giorno per ridurre al minimo i bias e identificare i picchi imprevedibili. Il periodo di campionamento dovrebbe essere sufficientemente breve da identificare i picchi fornendo al contempo un riflesso del periodo di esposizione effettivo.
Per il campionamento personale, la durata è abbinata al limite di esposizione professionale, alla durata dell'attività o all'effetto biologico previsto. I metodi di campionamento in tempo reale sono utilizzati per valutare le esposizioni acute a sostanze irritanti, asfissianti, sensibilizzanti e agenti allergenici. Il cloro, il monossido di carbonio e l'idrogeno solforato sono esempi di sostanze chimiche che possono esercitare i loro effetti rapidamente ea concentrazioni relativamente basse.
Gli agenti di malattie croniche come il piombo e il mercurio vengono solitamente campionati per un intero turno (sette ore o più per campione), utilizzando metodi di campionamento integrati. Per valutare le esposizioni a turno intero, l'igienista occupazionale utilizza un singolo campione o una serie di campioni consecutivi che coprono l'intero turno. La durata del campionamento per le esposizioni che si verificano per meno di un intero turno è solitamente associata a particolari compiti o processi. I lavoratori edili, il personale addetto alla manutenzione degli interni e gli addetti alla manutenzione stradale sono esempi di lavori con esposizioni legate a compiti.
Quanti campioni e quanto spesso campionare?
Le concentrazioni di contaminanti possono variare di minuto in minuto, di giorno in giorno e di stagione in stagione, e la variabilità può verificarsi tra individui e all'interno di un individuo. La variabilità dell'esposizione influenza sia il numero di campioni che l'accuratezza dei risultati. Le variazioni nell'esposizione possono derivare da diverse pratiche di lavoro, cambiamenti nelle emissioni inquinanti, volume di sostanze chimiche utilizzate, quote di produzione, ventilazione, variazioni di temperatura, mobilità dei lavoratori e assegnazioni di compiti. La maggior parte delle campagne di campionamento viene eseguita per un paio di giorni all'anno; pertanto, le misurazioni ottenute non sono rappresentative dell'esposizione. Il periodo durante il quale i campioni vengono raccolti è molto breve rispetto al periodo non campionato; l'igienista del lavoro deve estrapolare dal periodo campionato a quello non campionato. Per il monitoraggio dell'esposizione a lungo termine, ciascun lavoratore selezionato da un HEG dovrebbe essere campionato più volte nel corso di settimane o mesi e le esposizioni dovrebbero essere caratterizzate per tutti i turni. Mentre il turno diurno può essere il più impegnativo, il turno di notte può avere la minima supervisione e potrebbero esserci errori nelle pratiche lavorative.
Tecniche di misurazione
Campionamento attivo e passivo
I contaminanti vengono raccolti sui mezzi di campionamento estraendo attivamente un campione d'aria attraverso il mezzo o consentendo passivamente all'aria di raggiungere il mezzo. Il campionamento attivo utilizza una pompa alimentata a batteria e il campionamento passivo utilizza la diffusione o la gravità per portare i contaminanti nel mezzo di campionamento. Gas, vapori, particolato e bioaerosol sono tutti raccolti mediante metodi di campionamento attivo; gas e vapori possono anche essere raccolti mediante campionamento per diffusione passiva.
Per i gas, i vapori e la maggior parte delle particelle, una volta raccolto il campione, viene misurata la massa del contaminante e la concentrazione viene calcolata dividendo la massa per il volume dell'aria campionata. Per gas e vapori, la concentrazione è espressa in parti per milione (ppm) o mg/m3, e per le particelle la concentrazione è espressa in mg/m3 (Dinardi 1995).
Nel campionamento integrato, le pompe di campionamento dell'aria sono componenti critici del sistema di campionamento poiché le stime della concentrazione richiedono la conoscenza del volume dell'aria campionata. Le pompe vengono selezionate in base alla portata desiderata, alla facilità di manutenzione e calibrazione, alle dimensioni, al costo e all'idoneità per ambienti pericolosi. Il criterio di selezione principale è la portata: le pompe a bassa portata (da 0.5 a 500 ml/min) vengono utilizzate per il campionamento di gas e vapori; le pompe ad alta portata (da 500 a 4,500 ml/min) vengono utilizzate per il campionamento di particolato, bioaerosol e gas e vapori. Per assicurare volumi di campione accurati, le pompe devono essere calibrate accuratamente. La calibrazione viene eseguita utilizzando standard primari come misuratori di bolle di sapone manuali o elettronici, che misurano direttamente il volume, o metodi secondari come misuratori di test a umido, contatori di gas secco e rotametri di precisione che sono calibrati rispetto a metodi primari.
Gas e vapori: mezzi di campionamento
Gas e vapori vengono raccolti utilizzando tubi assorbenti solidi porosi, impinger, monitor passivi e sacchi. I tubi assorbenti sono tubi di vetro cavi che sono stati riempiti con un solido granulare che consente l'adsorbimento di sostanze chimiche inalterate sulla sua superficie. Gli assorbenti solidi sono specifici per gruppi di composti; i sorbenti comunemente usati includono carbone, gel di silice e Tenax. L'assorbente di carbone, una forma amorfa di carbonio, è elettricamente non polare e adsorbe preferenzialmente gas e vapori organici. Il gel di silice, una forma amorfa di silice, viene utilizzato per raccogliere composti organici polari, ammine e alcuni composti inorganici. A causa della sua affinità per i composti polari, adsorbe il vapore acqueo; pertanto, a un'umidità elevata, l'acqua può spostare le sostanze chimiche di interesse meno polari dal gel di silice. Tenax, un polimero poroso, viene utilizzato per il campionamento di concentrazioni molto basse di composti organici volatili non polari.
La capacità di catturare con precisione i contaminanti nell'aria ed evitare la perdita di contaminanti dipende dalla velocità di campionamento, dal volume di campionamento e dalla volatilità e concentrazione del contaminante aereo. L'efficienza di raccolta degli adsorbenti solidi può essere influenzata negativamente dall'aumento di temperatura, umidità, portata, concentrazione, dimensione delle particelle di adsorbente e numero di sostanze chimiche concorrenti. Man mano che l'efficienza della raccolta diminuisce, le sostanze chimiche andranno perse durante il campionamento e le concentrazioni saranno sottostimate. Per rilevare la perdita chimica o la rottura, i tubi assorbenti solidi hanno due sezioni di materiale granulare separate da un tappo di schiuma. La sezione anteriore viene utilizzata per la raccolta del campione e la sezione posteriore viene utilizzata per determinare la penetrazione. La penetrazione si verifica quando almeno dal 20 al 25% del contaminante è presente nella sezione posteriore del tubo. L'analisi dei contaminanti da assorbenti solidi richiede l'estrazione del contaminante dal mezzo utilizzando un solvente. Per ogni lotto di tubi assorbenti e sostanze chimiche raccolte, il laboratorio deve determinare l'efficienza di desorbimento, l'efficienza di rimozione delle sostanze chimiche dall'assorbente da parte del solvente. Per carbone e gel di silice, il solvente più comunemente usato è il solfuro di carbonio. Per Tenax, le sostanze chimiche vengono estratte utilizzando il desorbimento termico direttamente in un gascromatografo.
Gli impinger sono solitamente bottiglie di vetro con un tubo di ingresso che consente all'aria di essere aspirata nella bottiglia attraverso una soluzione che raccoglie i gas e i vapori per assorbimento invariato in soluzione o per reazione chimica. Gli impinger vengono utilizzati sempre meno nel monitoraggio sul posto di lavoro, in particolare per il campionamento personale, perché possono rompersi e il mezzo liquido può riversarsi sul dipendente. Ci sono una varietà di tipi di gorgogliatori, tra cui bottiglie di lavaggio a gas, assorbitori a spirale, colonne di perline di vetro, gorgogliatori nani e gorgogliatori fritti. Tutti gli impinger possono essere utilizzati per raccogliere campioni di area; il impinger più comunemente usato, il midget impinger, può essere utilizzato anche per il campionamento personale.
I monitor passivi o di diffusione sono piccoli, non hanno parti mobili e sono disponibili sia per contaminanti organici che inorganici. La maggior parte dei monitor organici utilizza carbone attivo come mezzo di raccolta. In teoria, qualsiasi composto che può essere campionato da un tubo assorbente di carbone e da una pompa può essere campionato utilizzando un monitor passivo. Ogni monitor ha una geometria dal design unico per fornire una frequenza di campionamento efficace. Il campionamento inizia quando il coperchio del monitor viene rimosso e termina quando il coperchio viene riposizionato. La maggior parte dei monitor di diffusione sono accurati per esposizioni medie ponderate nel tempo di otto ore e non sono appropriati per esposizioni a breve termine.
I sacchetti di campionamento possono essere utilizzati per raccogliere campioni integrati di gas e vapori. Hanno proprietà di permeabilità e adsorbimento che consentono la conservazione per un giorno con perdite minime. I sacchetti sono realizzati in Teflon (politetrafluoroetilene) e Tedlar (polivinilfluoruro).
Mezzo di campionamento: materiali particolati
Il campionamento professionale per materiali particolati, o aerosol, è attualmente in uno stato di cambiamento; i metodi di campionamento tradizionali saranno infine sostituiti da metodi di campionamento selettivo della dimensione delle particelle (PSS). Verranno discussi per primi i metodi di campionamento tradizionali, seguiti dai metodi PSS.
I mezzi più comunemente usati per la raccolta degli aerosol sono i filtri in fibra oa membrana; la rimozione dell'aerosol dal flusso d'aria avviene per collisione e attaccamento delle particelle alla superficie dei filtri. La scelta del mezzo filtrante dipende dalle proprietà fisiche e chimiche degli aerosol da campionare, dal tipo di campionatore e dal tipo di analisi. Quando si selezionano i filtri, è necessario valutarne l'efficienza di raccolta, la caduta di pressione, l'igroscopicità, la contaminazione di fondo, la resistenza e la dimensione dei pori, che possono variare da 0.01 a 10 μm. I filtri a membrana sono prodotti in una varietà di dimensioni dei pori e sono generalmente realizzati in estere di cellulosa, cloruro di polivinile o politetrafluoroetilene. La raccolta delle particelle avviene sulla superficie del filtro; pertanto, i filtri a membrana vengono solitamente utilizzati nelle applicazioni in cui verrà eseguita la microscopia. I filtri in esteri misti di cellulosa possono essere facilmente sciolti con acido e sono solitamente utilizzati per la raccolta di metalli per l'analisi mediante assorbimento atomico. I filtri Nucleopore (policarbonato) sono molto resistenti e termicamente stabili e vengono utilizzati per il campionamento e l'analisi delle fibre di amianto mediante microscopia elettronica a trasmissione. I filtri in fibra sono generalmente realizzati in fibra di vetro e vengono utilizzati per campionare aerosol come pesticidi e piombo.
Per le esposizioni professionali agli aerosol, è possibile campionare un volume noto di aria attraverso i filtri, è possibile misurare l'aumento totale di massa (analisi gravimetrica) (mg/m3 aria), si può contare il numero totale di particelle (fibre/cc) o si possono identificare gli aerosol (analisi chimica). Per i calcoli di massa, è possibile misurare la polvere totale che entra nel campionatore o solo la frazione respirabile. Per la polvere totale, l'aumento di massa rappresenta l'esposizione dalla deposizione in tutte le parti del tratto respiratorio. I campionatori di polvere totale sono soggetti a errori dovuti a forti venti che passano attraverso il campionatore e all'errato orientamento del campionatore. I venti forti e i filtri rivolti verso l'alto possono causare la raccolta di particelle extra e una sovrastima dell'esposizione.
Per il campionamento della polvere respirabile, l'aumento di massa rappresenta l'esposizione dalla deposizione nella regione di scambio gassoso (alveolare) del tratto respiratorio. Per raccogliere solo la frazione respirabile, viene utilizzato un preclassificatore chiamato ciclone per alterare la distribuzione della polvere nell'aria presentata al filtro. Gli aerosol vengono aspirati nel ciclone, accelerati e fatti roteare, provocando l'espulsione delle particelle più pesanti verso il bordo del flusso d'aria e la loro caduta in una sezione di rimozione nella parte inferiore del ciclone. Le particelle respirabili inferiori a 10 μm rimangono nel flusso d'aria e vengono aspirate e raccolte sul filtro per la successiva analisi gravimetrica.
Gli errori di campionamento riscontrati durante l'esecuzione del campionamento delle polveri totali e respirabili determinano misurazioni che non riflettono accuratamente l'esposizione o si riferiscono a effetti nocivi per la salute. Pertanto, il PSS è stato proposto per ridefinire la relazione tra dimensione delle particelle, impatto negativo sulla salute e metodo di campionamento. Nel campionamento PSS, la misurazione delle particelle è correlata alle dimensioni associate a specifici effetti sulla salute. L'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) e l'ACGIH hanno proposto tre frazioni di massa del particolato: massa del particolato inalabile (IPM), massa del particolato toracico (TPM) e massa del particolato respirabile (RPM). IPM si riferisce alle particelle che possono entrare attraverso il naso e la bocca e sostituirebbero la tradizionale frazione di massa totale. TPM si riferisce a particelle che possono penetrare nel sistema respiratorio superiore oltre la laringe. RPM si riferisce a particelle che sono in grado di depositarsi nella regione di scambio gassoso del polmone e sostituirebbe l'attuale frazione di massa respirabile. L'adozione pratica del campionamento PSS richiede lo sviluppo di nuovi metodi di campionamento dell'aerosol e limiti di esposizione professionale specifici per PSS.
Terreni di campionamento: materiali biologici
Esistono pochi metodi standardizzati per il campionamento di materiale biologico o bioaerosol. Sebbene i metodi di campionamento siano simili a quelli utilizzati per altri particolati aerodispersi, la vitalità della maggior parte dei bioaerosol deve essere preservata per garantire la coltivabilità in laboratorio. Pertanto, sono più difficili da raccogliere, archiviare e analizzare. La strategia per il campionamento dei bioaerosol prevede la raccolta direttamente su agar nutriente semisolido o la piastratura dopo la raccolta in fluidi, l'incubazione per diversi giorni e l'identificazione e la quantificazione delle cellule che sono cresciute. I cumuli di cellule che si sono moltiplicati sull'agar possono essere contati come unità formanti colonie (CFU) per batteri o funghi vitali e unità formanti placche (PFU) per virus attivi. Ad eccezione delle spore, i filtri non sono raccomandati per la raccolta di bioaerosol perché la disidratazione provoca danni cellulari.
I microrganismi aerosol vitali vengono raccolti utilizzando impinger interamente in vetro (AGI-30), campionatori a fessura e impattatori inerziali. Gli impinger raccolgono i bioaerosol nel liquido e il campionatore a fessura raccoglie i bioaerosol sui vetrini a volumi e portate elevati. L'impattatore viene utilizzato da uno a sei stadi, ciascuno contenente una capsula di Petri, per consentire la separazione delle particelle in base alle dimensioni.
L'interpretazione dei risultati del campionamento deve essere effettuata caso per caso poiché non esistono limiti di esposizione professionale. I criteri di valutazione devono essere determinati prima del campionamento; per le indagini sull'aria interna, in particolare, i campioni prelevati all'esterno dell'edificio vengono utilizzati come riferimento di base. Una regola empirica è che le concentrazioni dovrebbero essere dieci volte il fondo per sospettare contaminazione. Quando si utilizzano tecniche di piastramento delle colture, le concentrazioni sono probabilmente sottostimate a causa delle perdite di vitalità durante il campionamento e l'incubazione.
Campionamento cutaneo e superficiale
Non esistono metodi standard per valutare l'esposizione cutanea alle sostanze chimiche e prevedere la dose. Il campionamento della superficie viene eseguito principalmente per valutare le pratiche di lavoro e identificare potenziali fonti di assorbimento cutaneo e ingestione. Per valutare il potenziale cutaneo e di ingestione vengono utilizzati due tipi di metodi di campionamento della superficie: metodi diretti, che prevedono il campionamento della pelle di un lavoratore, e metodi indiretti, che comportano il campionamento delle superfici strofinate.
Il campionamento diretto della pelle comporta il posizionamento di garze sulla pelle per assorbire le sostanze chimiche, il risciacquo della pelle con solventi per rimuovere i contaminanti e l'utilizzo della fluorescenza per identificare la contaminazione della pelle. I tamponi di garza sono posizionati su diverse parti del corpo e sono lasciati esposti o sono posti sotto i dispositivi di protezione individuale. Al termine della giornata lavorativa gli assorbenti vengono rimossi e analizzati in laboratorio; la distribuzione delle concentrazioni da diverse parti del corpo viene utilizzata per identificare le aree di esposizione cutanea. Questo metodo è economico e facile da eseguire; tuttavia, i risultati sono limitati perché le garze non sono buoni modelli fisici delle proprietà di assorbimento e ritenzione della pelle e le concentrazioni misurate non sono necessariamente rappresentative dell'intero corpo.
I risciacqui cutanei comportano la pulizia della pelle con solventi o l'inserimento delle mani in sacchetti di plastica riempiti di solventi per misurare la concentrazione di sostanze chimiche sulla superficie. Questo metodo può sottostimare la dose perché viene raccolta solo la frazione non assorbita delle sostanze chimiche.
Il monitoraggio della fluorescenza viene utilizzato per identificare l'esposizione cutanea per sostanze chimiche che emettono naturalmente fluorescenza, come gli aromatici polinucleari, e per identificare le esposizioni per sostanze chimiche in cui sono stati aggiunti intenzionalmente composti fluorescenti. La pelle viene scansionata con una luce ultravioletta per visualizzare la contaminazione. Questa visualizzazione fornisce ai lavoratori la prova dell'effetto delle pratiche lavorative sull'esposizione; sono in corso ricerche per quantificare l'intensità della fluorescenza e metterla in relazione con la dose.
I metodi di campionamento con strofinamento indiretto comportano l'uso di garze, filtri in fibra di vetro o filtri di carta di cellulosa per pulire l'interno di guanti o respiratori o la parte superiore delle superfici. È possibile aggiungere solventi per aumentare l'efficienza della raccolta. Le garze oi filtri vengono poi analizzati in laboratorio. Per standardizzare i risultati e consentire il confronto tra i campioni, viene utilizzato un modello quadrato per campionare un campione di 100 cm2 la zona.
Mezzi biologici
I campioni di sangue, urina e aria espirata sono i campioni più adatti per il monitoraggio biologico di routine, mentre i capelli, il latte, la saliva e le unghie sono usati meno frequentemente. Il monitoraggio biologico viene eseguito raccogliendo campioni di sangue e urina sfusi sul posto di lavoro e analizzandoli in laboratorio. I campioni di aria espirata vengono raccolti in sacche di Tedlar, pipette di vetro appositamente progettate o tubi assorbenti, e vengono analizzati sul campo utilizzando strumenti a lettura diretta o in laboratorio. I campioni di sangue, urina e aria espirata vengono utilizzati principalmente per misurare il composto originario invariato (la stessa sostanza chimica che viene campionata nell'aria sul posto di lavoro), il suo metabolita o un cambiamento biochimico (intermedio) che è stato indotto nel corpo. Ad esempio, il piombo composto originario viene misurato nel sangue per valutare l'esposizione al piombo, il metabolita acido mandelico viene misurato nelle urine sia per lo stirene che per l'etilbenzene e la carbossiemoglobina è l'intermedio misurato nel sangue per l'esposizione sia al monossido di carbonio che al cloruro di metilene. Per il monitoraggio dell'esposizione, la concentrazione di un determinante ideale sarà altamente correlata con l'intensità dell'esposizione. Per il monitoraggio medico, la concentrazione di un determinante ideale sarà altamente correlata con la concentrazione dell'organo bersaglio.
La tempistica della raccolta dei campioni può influire sull'utilità delle misurazioni; i campioni dovrebbero essere raccolti nei momenti che riflettono nel modo più accurato l'esposizione. La tempistica è correlata all'emivita biologica di escrezione di una sostanza chimica, che riflette la rapidità con cui una sostanza chimica viene eliminata dal corpo; questo può variare da ore ad anni. Le concentrazioni negli organi bersaglio di sostanze chimiche con emivite biologiche brevi seguono da vicino la concentrazione ambientale; le concentrazioni di organi bersaglio di sostanze chimiche con lunghe emivite biologiche fluttuano molto poco in risposta alle esposizioni ambientali. Per le sostanze chimiche con un'emivita biologica breve, inferiore a tre ore, viene prelevato un campione immediatamente alla fine della giornata lavorativa, prima che le concentrazioni diminuiscano rapidamente, per riflettere l'esposizione in quel giorno. I campioni possono essere prelevati in qualsiasi momento per sostanze chimiche con tempi di dimezzamento lunghi, come i bifenili policlorurati e il piombo.
Monitor in tempo reale
Gli strumenti a lettura diretta forniscono la quantificazione in tempo reale dei contaminanti; il campione viene analizzato all'interno dell'apparecchiatura e non richiede analisi di laboratorio fuori sede (Maslansky e Maslansky 1993). I composti possono essere misurati senza prima raccoglierli su supporti separati, quindi spedirli, conservarli e analizzarli. La concentrazione viene letta direttamente da un misuratore, display, registratore a nastro e data logger o da un cambio di colore. Gli strumenti a lettura diretta sono utilizzati principalmente per gas e vapori; sono disponibili alcuni strumenti per il monitoraggio del particolato. Gli strumenti variano in termini di costo, complessità, affidabilità, dimensioni, sensibilità e specificità. Includono dispositivi semplici, come tubi colorimetrici, che utilizzano un cambiamento di colore per indicare la concentrazione; strumenti dedicati specifici per una sostanza chimica, come indicatori di monossido di carbonio, indicatori di gas combustibili (esplosimetri) e misuratori di vapori di mercurio; e strumenti di rilevamento, come gli spettrometri a infrarossi, che schermano grandi gruppi di sostanze chimiche. Gli strumenti a lettura diretta utilizzano una varietà di metodi fisici e chimici per analizzare gas e vapori, tra cui conducibilità, ionizzazione, potenziometria, fotometria, traccianti radioattivi e combustione.
Gli strumenti portatili a lettura diretta comunemente usati includono gascromatografi alimentati a batteria, analizzatori di vapori organici e spettrometri a infrarossi. I gascromatografi e i rilevatori di vapori organici sono utilizzati principalmente per il monitoraggio ambientale nei siti di rifiuti pericolosi e per il monitoraggio dell'aria ambiente della comunità. I gascromatografi con rivelatori appropriati sono specifici e sensibili e possono quantificare le sostanze chimiche a concentrazioni molto basse. Gli analizzatori di vapori organici vengono solitamente utilizzati per misurare classi di composti. Gli spettrometri a infrarossi portatili sono utilizzati principalmente per il monitoraggio professionale e il rilevamento delle perdite perché sono sensibili e specifici per un'ampia gamma di composti.
Sono disponibili piccoli monitor personali a lettura diretta per alcuni gas comuni (cloro, acido cianidrico, acido solfidrico, idrazina, ossigeno, fosgene, anidride solforosa, biossido di azoto e monossido di carbonio). Accumulano misurazioni della concentrazione nel corso della giornata e possono fornire una lettura diretta della concentrazione media ponderata nel tempo, oltre a fornire un profilo dettagliato dei contaminanti per la giornata.
I tubi colorimetrici (tubi rivelatori) sono semplici da usare, economici e disponibili per un'ampia varietà di prodotti chimici. Possono essere utilizzati per identificare rapidamente le classi di contaminanti dell'aria e fornire stime approssimative delle concentrazioni che possono essere utilizzate per determinare le portate ei volumi delle pompe. I tubi colorimetrici sono tubi di vetro riempiti con materiale granulare solido che è stato impregnato di un agente chimico che può reagire con un contaminante e creare un cambiamento di colore. Dopo che le due estremità sigillate di un tubo sono state aperte, un'estremità del tubo viene inserita in una pompa a mano. Il volume raccomandato di aria contaminata viene campionato attraverso il tubo utilizzando un numero specificato di corse della pompa per una particolare sostanza chimica. Sul tubo si produce un cambiamento di colore o una macchia, di solito entro due minuti, e la durata della macchia è proporzionale alla concentrazione. Alcuni tubi colorimetrici sono stati adattati per campionamenti di lunga durata e vengono utilizzati con pompe a batteria che possono funzionare per almeno otto ore. Il cambiamento di colore prodotto rappresenta una concentrazione media ponderata nel tempo. I tubi colorimetrici sono adatti sia per l'analisi qualitativa che quantitativa; tuttavia, la loro specificità e accuratezza è limitata. La precisione dei tubi colorimetrici non è così elevata come quella dei metodi di laboratorio o di molti altri strumenti in tempo reale. Esistono centinaia di tubi, molti dei quali hanno sensibilità incrociate e possono rilevare più di una sostanza chimica. Ciò può causare interferenze che modificano le concentrazioni misurate.
I monitor di aerosol a lettura diretta non sono in grado di distinguere tra contaminanti, sono solitamente utilizzati per il conteggio o il dimensionamento delle particelle e sono utilizzati principalmente per lo screening, non per determinare TWA o esposizioni acute. Gli strumenti in tempo reale utilizzano proprietà ottiche o elettriche per determinare la massa totale e respirabile, il conteggio delle particelle e la dimensione delle particelle. I monitor per aerosol a dispersione di luce, o fotometri per aerosol, rilevano la luce diffusa dalle particelle mentre attraversano un volume nell'apparecchiatura. All'aumentare del numero di particelle, la quantità di luce diffusa aumenta ed è proporzionale alla massa. I monitor di aerosol a dispersione di luce non possono essere utilizzati per distinguere tra i tipi di particelle; se invece vengono utilizzati in un ambiente di lavoro dove è presente un numero limitato di polveri, la massa può essere attribuita ad un particolare materiale. I monitor di aerosol fibrosi vengono utilizzati per misurare la concentrazione nell'aria di particelle come l'amianto. Le fibre sono allineate in un campo elettrico oscillante e sono illuminate con un laser a elio neon; gli impulsi di luce risultanti vengono rilevati da un tubo fotomoltiplicatore. I fotometri ad attenuazione della luce misurano l'estinzione della luce da parte delle particelle; il rapporto tra luce incidente e luce misurata è proporzionale alla concentrazione.
Tecniche analitiche
Esistono molti metodi disponibili per l'analisi dei campioni di laboratorio per i contaminanti. Alcune delle tecniche più comunemente utilizzate per quantificare gas e vapori nell'aria includono la gascromatografia, la spettrometria di massa, l'assorbimento atomico, la spettroscopia infrarossa e UV e la polarografia.
La gascromatografia è una tecnica utilizzata per separare e concentrare sostanze chimiche in miscele per la successiva analisi quantitativa. Il sistema è costituito da tre componenti principali: il sistema di iniezione del campione, una colonna e un rivelatore. Un campione liquido o gassoso viene iniettato utilizzando una siringa, in un flusso d'aria che trasporta il campione attraverso una colonna in cui i componenti vengono separati. La colonna è piena di materiali che interagiscono in modo diverso con diverse sostanze chimiche e rallenta il movimento delle sostanze chimiche. L'interazione differenziale fa sì che ogni sostanza chimica viaggi attraverso la colonna a una velocità diversa. Dopo la separazione, le sostanze chimiche entrano direttamente in un rivelatore, come un rivelatore a ionizzazione di fiamma (FID), un rivelatore a fotoionizzazione (PID) o un rivelatore a cattura di elettroni (ECD); un segnale proporzionale alla concentrazione viene registrato su un registratore grafico. Il FID è utilizzato per quasi tutti i composti organici, inclusi: aromatici, idrocarburi a catena lineare, chetoni e alcuni idrocarburi clorurati. La concentrazione è misurata dall'aumento del numero di ioni prodotti quando un idrocarburo volatile viene bruciato da una fiamma di idrogeno. Il PID è utilizzato per sostanze organiche e alcune sostanze inorganiche; è particolarmente utile per composti aromatici come il benzene e può rilevare idrocarburi alifatici, aromatici e alogenati. La concentrazione è misurata dall'aumento del numero di ioni prodotti quando il campione viene bombardato dalla radiazione ultravioletta. L'ECD viene utilizzato principalmente per sostanze chimiche contenenti alogeni; dà una risposta minima agli idrocarburi, alcoli e chetoni. La concentrazione è misurata dal flusso di corrente tra due elettrodi causato dalla ionizzazione del gas per radioattività.
Lo spettrofotometro di massa viene utilizzato per analizzare miscele complesse di sostanze chimiche presenti in tracce. È spesso abbinato a un gascromatografo per la separazione e la quantificazione di diversi contaminanti.
La spettroscopia di assorbimento atomico viene utilizzata principalmente per la quantificazione di metalli come il mercurio. L'assorbimento atomico è l'assorbimento della luce di una particolare lunghezza d'onda da parte di un atomo libero allo stato fondamentale; la quantità di luce assorbita è correlata alla concentrazione. La tecnica è altamente specifica, sensibile e rapida ed è direttamente applicabile a circa 68 elementi. I limiti di rilevamento sono nell'intervallo da sub-ppb a low-ppm.
L'analisi a infrarossi è una tecnica potente, sensibile, specifica e versatile. Utilizza l'assorbimento dell'energia infrarossa per misurare molte sostanze chimiche inorganiche e organiche; la quantità di luce assorbita è proporzionale alla concentrazione. Lo spettro di assorbimento di un composto fornisce informazioni che ne consentono l'identificazione e la quantificazione.
La spettroscopia di assorbimento UV viene utilizzata per l'analisi di idrocarburi aromatici quando le interferenze sono note per essere basse. La quantità di assorbimento della luce UV è direttamente proporzionale alla concentrazione.
I metodi polarografici si basano sull'elettrolisi di una soluzione campione utilizzando un elettrodo facilmente polarizzato e un elettrodo non polarizzabile. Sono utilizzati per l'analisi qualitativa e quantitativa di aldeidi, idrocarburi clorurati e metalli.
La neurotossicità e la tossicità riproduttiva sono aree importanti per la valutazione del rischio, poiché i sistemi nervoso e riproduttivo sono altamente sensibili agli effetti xenobiotici. Molti agenti sono stati identificati come tossici per questi sistemi nell'uomo (Barlow e Sullivan 1982; OTA 1990). Molti pesticidi sono deliberatamente progettati per interrompere la riproduzione e la funzione neurologica negli organismi bersaglio, come gli insetti, attraverso l'interferenza con la biochimica ormonale e la neurotrasmissione.
È difficile identificare sostanze potenzialmente tossiche per questi sistemi per tre motivi correlati: in primo luogo, questi sono tra i sistemi biologici più complessi nell'uomo, e i modelli animali della funzione riproduttiva e neurologica sono generalmente riconosciuti come inadeguati per rappresentare eventi critici come la cognizione o sviluppo embriofetale precoce; secondo, non ci sono test semplici per identificare potenziali tossici riproduttivi o neurologici; e terzo, questi sistemi contengono più tipi di cellule e organi, in modo tale che nessun singolo insieme di meccanismi di tossicità può essere utilizzato per dedurre relazioni dose-risposta o prevedere relazioni struttura-attività (SAR). Inoltre, è noto che la sensibilità sia del sistema nervoso che di quello riproduttivo varia con l'età e che le esposizioni in periodi critici possono avere effetti molto più gravi che in altri periodi.
Valutazione del rischio di neurotossicità
La neurotossicità è un importante problema di salute pubblica. Come mostrato nella tabella 1, ci sono stati diversi episodi di neurotossicità umana che hanno coinvolto migliaia di lavoratori e altre popolazioni esposte attraverso rilasci industriali, cibo contaminato, acqua e altri vettori. Le esposizioni professionali a neurotossine come piombo, mercurio, insetticidi organofosfati e solventi clorurati sono diffuse in tutto il mondo (OTA 1990; Johnson 1978).
Tabella 1. Principali incidenti di neurotossicità selezionati
Anni) | Dove | Sostanza | Commenti |
400 BC | Roma | Portare | Ippocrate riconosce la tossicità del piombo nell'industria mineraria. |
1930 secondi | Stati Uniti (sud-est) | TOCP | Composto spesso aggiunto agli oli lubrificanti contamina "Ginger Jake", una bevanda alcolica; più di 5,000 paralizzati, da 20,000 a 100,000 colpiti. |
1930 secondi | Europa | Apiol (con TOCP) | Il farmaco che induce l'aborto contenente TOCP causa 60 casi di neuropatia. |
1932 | Stati Uniti (California) | Tallio | L'orzo corretto con solfato di tallio, usato come rodenticida, viene rubato e usato per fare le tortillas; 13 familiari ricoverati con sintomi neurologici; 6 morti. |
1937 | Sud Africa | TOCP | 60 sudafricani sviluppano la paralisi dopo aver usato olio da cucina contaminato. |
1946 | - | Piombo tetraetile | Più di 25 persone soffrono di effetti neurologici dopo aver pulito i serbatoi di benzina. |
1950 secondi | Giappone (Minimi) | mercurio | Centinaia ingeriscono pesce e crostacei contaminati con mercurio da impianti chimici; 121 avvelenati, 46 morti, molti neonati con gravi danni al sistema nervoso. |
1950 secondi | Francia | Organostagno | La contaminazione di Stallinon con trietilstagno provoca più di 100 morti. |
1950 secondi | Marocco | Manganese | 150 minatori di minerali soffrono di intossicazione cronica da manganese che comporta gravi problemi neurocomportamentali. |
1950s-1970s | Stati Uniti | AETT | Componente di fragranze risultato essere neurotossico; ritirato dal mercato nel 1978; effetti sulla salute umana sconosciuti. |
1956 | - | Endrin | 49 persone si ammalano dopo aver mangiato cibi da forno preparati con farina contaminata con l'insetticida endrin; in alcuni casi si verificano convulsioni. |
1956 | Turchia | HCB | L'esaclorobenzene, un fungicida per semi di grano, porta all'avvelenamento da 3,000 a 4,000; Tasso di mortalità del 10%. |
1956-1977 | Giappone | Cliochinolo | Farmaco usato per trattare la diarrea dei viaggiatori che causa neuropatia; ben 10,000 colpiti in due decenni. |
1959 | Marocco | TOCP | L'olio da cucina contaminato con olio lubrificante colpisce circa 10,000 persone. |
1960 | Iraq | mercurio | Mercurio usato come fungicida per trattare i semi di grano usati nel pane; più di 1,000 persone colpite. |
1964 | Giappone | mercurio | Il metilmercurio colpisce 646 persone. |
1968 | Giappone | PCB | Bifenili policlorurati filtrati nell'olio di riso; 1,665 persone colpite. |
1969 | Giappone | n-esano | 93 casi di neuropatia si verificano in seguito all'esposizione a n-esano, utilizzato per realizzare sandali in vinile. |
1971 | Stati Uniti | esaclorofene | Dopo anni passati a fare il bagno ai neonati nel 3% di esaclorofene, il disinfettante risulta essere tossico per il sistema nervoso e per altri sistemi. |
1971 | Iraq | mercurio | Il mercurio usato come fungicida per trattare i semi di grano è usato nel pane; più di 5,000 avvelenamenti gravi, 450 decessi in ospedale, effetti su molti neonati esposti prenatalmente non documentati. |
1973 | Stati Uniti (Ohio) | MIBK | Dipendenti dell'impianto di produzione di tessuti esposti a solvente; più di 80 lavoratori soffrono di neuropatia, 180 hanno effetti meno gravi. |
1974-1975 | Stati Uniti (Hopewell, VA) | Clordecone (Kepone) | Dipendenti di impianti chimici esposti a insetticida; più di 20 soffrono di gravi problemi neurologici, più di 40 hanno problemi meno gravi. |
1976 | Stati Uniti (Texas) | Leptofos (Fosvel) | Almeno 9 dipendenti soffrono di gravi problemi neurologici a seguito dell'esposizione a insetticidi durante il processo di produzione. |
1977 | Stati Uniti (California) | Dicloropropene (Telone II) | 24 persone ricoverate dopo l'esposizione al pesticida Telone a seguito di incidente stradale. |
1979-1980 | Stati Uniti (Lancaster, Texas) | BHM (Lucel-7) | Sette dipendenti dell'impianto di produzione di vasche da bagno in plastica hanno avuto seri problemi neurologici a seguito dell'esposizione al BHMH. |
1980 secondi | Stati Uniti | MPTP | L'impurità nella sintesi della droga illecita è risultata causare sintomi identici a quelli del morbo di Parkinson. |
1981 | Spagna | Olio tossico contaminato | 20,000 persone avvelenate dalla sostanza tossica nel petrolio, provocando più di 500 morti; molti soffrono di grave neuropatia. |
1985 | Stati Uniti e Canada | aldicarb | Più di 1,000 persone in California e in altri Stati occidentali e nella Columbia Britannica soffrono di problemi neuromuscolari e cardiaci a seguito dell'ingestione di meloni contaminati dal pesticida aldicarb. |
1987 | Canada | acido domoico | L'ingestione di mitili contaminati con acido domoico provoca 129 malattie e 2 morti; i sintomi includono perdita di memoria, disorientamento e convulsioni. |
Fonte: OTA 1990.
Le sostanze chimiche possono influenzare il sistema nervoso attraverso azioni su uno qualsiasi dei numerosi bersagli cellulari o processi biochimici all'interno del sistema nervoso centrale o periferico. Gli effetti tossici su altri organi possono colpire anche il sistema nervoso, come nell'esempio dell'encefalopatia epatica. Le manifestazioni di neurotossicità includono effetti sull'apprendimento (inclusi memoria, cognizione e prestazioni intellettuali), processi somatosensoriali (inclusi sensazione e propriorecezione), funzione motoria (inclusi equilibrio, andatura e controllo fine del movimento), affettività (inclusi stato di personalità ed emotività) e sistema nervoso autonomo funzione (controllo nervoso della funzione endocrina e dei sistemi di organi interni). Gli effetti tossici delle sostanze chimiche sul sistema nervoso spesso variano in sensibilità ed espressione con l'età: durante lo sviluppo, il sistema nervoso centrale può essere particolarmente suscettibile all'insulto tossico a causa dell'esteso processo di differenziazione cellulare, migrazione e contatto cellula-cellula. che avviene negli esseri umani (OTA 1990). Inoltre, il danno citotossico al sistema nervoso può essere irreversibile perché i neuroni non vengono sostituiti dopo l'embriogenesi. Mentre il sistema nervoso centrale (SNC) è in qualche modo protetto dal contatto con i composti assorbiti attraverso un sistema di cellule strettamente unite (la barriera emato-encefalica, composta da cellule endoteliali capillari che rivestono il sistema vascolare del cervello), le sostanze chimiche tossiche possono accedere a il SNC mediante tre meccanismi: solventi e composti lipofili possono passare attraverso le membrane cellulari; alcuni composti possono legarsi a proteine trasportatrici endogene che servono a fornire nutrienti e biomolecole al SNC; piccole proteine se inalate possono essere captate direttamente dal nervo olfattivo e trasportate al cervello.
autorità di regolamentazione degli Stati Uniti
L'autorità statutaria per la regolamentazione delle sostanze per la neurotossicità è assegnata a quattro agenzie negli Stati Uniti: la Food and Drug Administration (FDA), l'Environmental Protection Agency (EPA), la Occupational Safety and Health Administration (OSHA) e la Consumer Product Safety Commission (CPSC). Mentre l'OSHA regola generalmente le esposizioni professionali a sostanze chimiche neurotossiche (e altre), l'EPA ha l'autorità di regolare le esposizioni professionali e non professionali ai pesticidi ai sensi del Federal Insecticide, Fungicide and Rodenticide Act (FIFRA). L'EPA regola anche le nuove sostanze chimiche prima della produzione e della commercializzazione, il che obbliga l'agenzia a considerare sia i rischi professionali che quelli non professionali.
Identificazione dei pericoli
Gli agenti che influenzano negativamente la fisiologia, la biochimica o l'integrità strutturale del sistema nervoso o la funzione del sistema nervoso espressa a livello comportamentale sono definiti come pericoli neurotossici (EPA 1993). La determinazione della neurotossicità intrinseca è un processo difficile, a causa della complessità del sistema nervoso e delle molteplici espressioni della neurotossicità. Alcuni effetti possono apparire ritardati, come la neurotossicità ritardata di alcuni insetticidi organofosfati. Sono richiesti cautela e giudizio nel determinare il rischio neurotossico, inclusa la considerazione delle condizioni di esposizione, dose, durata e tempistica.
L'identificazione del pericolo si basa solitamente su studi tossicologici di organismi intatti, in cui la funzione comportamentale, cognitiva, motoria e somatosensoriale viene valutata con una serie di strumenti investigativi tra cui biochimica, elettrofisiologia e morfologia (Tilson e Cabe 1978; Spencer e Schaumberg 1980). L'importanza di un'attenta osservazione del comportamento dell'intero organismo non può essere sottovalutata. L'identificazione del pericolo richiede anche la valutazione della tossicità nelle diverse fasi dello sviluppo, compresa la prima infanzia (intrauterina e neonatale) e la senescenza. Nell'uomo, l'identificazione della neurotossicità implica la valutazione clinica utilizzando metodi di valutazione neurologica della funzione motoria, fluenza del linguaggio, riflessi, funzione sensoriale, elettrofisiologia, test neuropsicologici e, in alcuni casi, tecniche avanzate di imaging cerebrale ed elettroencefalografia quantitativa. L'OMS ha sviluppato e convalidato una batteria di test di base neurocomportamentale (NCTB), che contiene sonde di funzione motoria, coordinazione occhio-mano, tempo di reazione, memoria immediata, attenzione e umore. Questa batteria è stata convalidata a livello internazionale da un processo coordinato (Johnson 1978).
L'identificazione dei pericoli utilizzando gli animali dipende anche da attenti metodi di osservazione. L'EPA statunitense ha sviluppato una batteria di osservazione funzionale come test di primo livello progettato per rilevare e quantificare i principali effetti neurotossici manifesti (Moser 1990). Questo approccio è anche incorporato nei metodi di prova della tossicità subcronica e cronica dell'OCSE. Una batteria tipica include le seguenti misure: postura; andatura; mobilità; eccitazione generale e reattività; presenza o assenza di tremore, convulsioni, lacrimazione, piloerezione, salivazione, eccesso di minzione o defecazione, stereotipia, movimenti circolari o altri comportamenti bizzarri. I comportamenti suscitati includono la risposta alla manipolazione, il pizzicotto della coda o i clic; equilibrio, riflesso di raddrizzamento e forza di presa degli arti posteriori. Alcuni test rappresentativi e agenti identificati con questi test sono mostrati nella tabella 2.
Tabella 2. Esempi di test specializzati per misurare la neurotossicità
Funzione | Procedura | Agenti rappresentativi |
Neuromuscolare | ||
Debolezza | Forza di presa; resistenza al nuoto; sospensione dall'asta; funzione motoria discriminativa; divaricazione degli arti posteriori | n-Esano, Metilbutilchetone, Carbaril |
Incoordinazione | Rotorod, misurazioni dell'andatura | 3-acetilpiridina, etanolo |
Tremore | Scala di valutazione, analisi spettrale | Clordecone, Piretroidi di tipo I, DDT |
Mioclonie, spasmi | Scala di valutazione, analisi spettrale | DDT, piretroidi di tipo II |
Sensoriale | ||
Uditorio | Condizionamento discriminante, modifica dei riflessi | Toluene, Trimetilstagno |
Tossicità visiva | Condizionamento discriminante | Metil mercurio |
Tossicità somatosensoriale | Condizionamento discriminante | acrilamide |
Sensibilità al dolore | Condizionamento discriminante (btrazione); batteria di osservazione funzionale | parathion |
Tossicità olfattiva | Condizionamento discriminante | 3-metilbromuro di metile |
Apprendimento, memoria | ||
assuefazione | Riflesso di allarme | Diisopropilfluorofosfato (DFP) |
Condizionamento classico | Membrana nittitante, avversione condizionata al sapore, evitamento passivo, condizionamento olfattivo | Alluminio, Carbaril, Trimetilstagno, IDPN, Trimetilstagno (neonatale) |
Condizionamento operante o strumentale | Evitamento a senso unico, Evitamento a due vie, Evitamento del labirinto a Y, Labirinto acquatico Biol, Labirinto acquatico Morris, Labirinto del braccio radiale, Abbinamento ritardato al campione, Acquisizione ripetuta, Apprendimento della discriminazione visiva | Clordecone, Piombo (neonatale), Ipervitaminosi A, Stirene, DFP, Trimetilstagno, DFP. Carbaril, Piombo |
Fonte: EPA 1993.
Questi test possono essere seguiti da valutazioni più complesse solitamente riservate agli studi meccanicistici piuttosto che all'identificazione dei pericoli. I metodi in vitro per l'identificazione del pericolo di neurotossicità sono limitati poiché non forniscono indicazioni sugli effetti su funzioni complesse, come l'apprendimento, ma possono essere molto utili per definire i siti target di tossicità e migliorare la precisione degli studi dose-risposta del sito target (cfr. OMS 1986 e EPA 1993 per discussioni complete su principi e metodi per l'identificazione di potenziali sostanze neurotossiche).
Valutazione dose-risposta
La relazione tra tossicità e dose può essere basata su dati umani quando disponibili o su test su animali, come descritto sopra. Negli Stati Uniti, per i neurotossici viene generalmente utilizzato un approccio basato sul fattore di incertezza o di sicurezza. Questo processo comporta la determinazione di un "livello senza effetti avversi osservati" (NOAEL) o "livello di effetti avversi più basso osservato" (LOAEL) e quindi la divisione di questo numero per fattori di incertezza o sicurezza (di solito multipli di 10) per consentire considerazioni come l'incompletezza di dati, sensibilità potenzialmente più elevata degli esseri umani e variabilità della risposta umana a causa dell'età o di altri fattori dell'ospite. Il numero risultante è definito dose di riferimento (RfD) o concentrazione di riferimento (RfC). L'effetto che si verifica alla dose più bassa nelle specie animali e nel genere più sensibili viene generalmente utilizzato per determinare il LOAEL o il NOAEL. La conversione della dose animale all'esposizione umana viene effettuata mediante metodi standard di dosimetria interspecie, tenendo conto delle differenze nella durata della vita e della durata dell'esposizione.
L'uso dell'approccio del fattore di incertezza presuppone che esista una soglia o una dose al di sotto della quale non viene indotto alcun effetto avverso. Le soglie per neurotossici specifici possono essere difficili da determinare sperimentalmente; si basano su presupposti relativi al meccanismo d'azione che possono valere o meno per tutti i neurotossici (Silbergeld 1990).
Valutazione dell'esposizione
In questa fase, le informazioni vengono valutate su fonti, vie, dosi e durate dell'esposizione al neurotossico per popolazioni umane, sottopopolazioni o anche individui. Queste informazioni possono essere derivate dal monitoraggio dei mezzi ambientali o dal campionamento umano, o da stime basate su scenari standard (come le condizioni del posto di lavoro e le descrizioni del lavoro) o modelli di destino ambientale e dispersione (vedere EPA 1992 per le linee guida generali sui metodi di valutazione dell'esposizione). In alcuni casi limitati, i marcatori biologici possono essere utilizzati per convalidare le deduzioni e le stime dell'esposizione; tuttavia, ci sono relativamente pochi biomarcatori utilizzabili di sostanze neurotossiche.
Caratterizzazione del rischio
La combinazione di identificazione del pericolo, dose-risposta e valutazione dell'esposizione viene utilizzata per sviluppare la caratterizzazione del rischio. Questo processo comporta ipotesi sull'estrapolazione di dosi da alte a basse, estrapolazione dagli animali all'uomo, e l'adeguatezza delle ipotesi di soglia e l'uso di fattori di incertezza.
Tossicologia riproduttiva: metodi di valutazione del rischio
I rischi riproduttivi possono influenzare più endpoint funzionali e bersagli cellulari all'interno degli esseri umani, con conseguenze per la salute dell'individuo interessato e delle generazioni future. I rischi riproduttivi possono influenzare lo sviluppo del sistema riproduttivo nei maschi o nelle femmine, i comportamenti riproduttivi, la funzione ormonale, l'ipotalamo e l'ipofisi, le gonadi e le cellule germinali, la fertilità, la gravidanza e la durata della funzione riproduttiva (OTA 1985). Inoltre, le sostanze chimiche mutagene possono anche influenzare la funzione riproduttiva danneggiando l'integrità delle cellule germinali (Dixon 1985).
La natura e l'entità degli effetti negativi delle esposizioni chimiche sulla funzione riproduttiva nelle popolazioni umane è in gran parte sconosciuta. Sono disponibili relativamente poche informazioni di sorveglianza su endpoint come la fertilità di uomini o donne, l'età della menopausa nelle donne o il numero di spermatozoi negli uomini. Tuttavia, sia uomini che donne sono impiegati in industrie in cui possono verificarsi esposizioni a rischi riproduttivi (OTA 1985).
Questa sezione non ricapitola quegli elementi comuni alla valutazione del rischio di sostanze tossiche neurotossiche e riproduttive, ma si concentra su questioni specifiche per la valutazione del rischio di sostanze tossiche per la riproduzione. Come per le sostanze neurotossiche, l'autorità di regolamentare le sostanze chimiche per la tossicità riproduttiva è conferita per legge all'EPA, all'OSHA, alla FDA e al CPSC. Di queste agenzie, solo l'EPA ha una serie dichiarata di linee guida per la valutazione del rischio di tossicità riproduttiva. Inoltre, lo stato della California ha sviluppato metodi per la valutazione del rischio di tossicità riproduttiva in risposta a una legge statale, la Proposition 65 (Pease et al. 1991).
Le sostanze tossiche per la riproduzione, come le sostanze neurotossiche, possono agire colpendo uno qualsiasi di un certo numero di organi bersaglio o siti molecolari di azione. La loro valutazione è ulteriormente complessa a causa della necessità di valutare separatamente e insieme tre organismi distinti: il maschio, la femmina e la prole (Mattison e Thomford 1989). Mentre un punto finale importante della funzione riproduttiva è la generazione di un bambino sano, anche la biologia riproduttiva svolge un ruolo nella salute degli organismi in via di sviluppo e maturi, indipendentemente dal loro coinvolgimento nella procreazione. Ad esempio, la perdita della funzione ovulatoria dovuta all'esaurimento naturale o alla rimozione chirurgica degli ovociti ha effetti sostanziali sulla salute delle donne, comportando cambiamenti nella pressione sanguigna, nel metabolismo dei lipidi e nella fisiologia ossea. I cambiamenti nella biochimica degli ormoni possono influenzare la suscettibilità al cancro.
Identificazione dei pericoli
L'identificazione di un pericolo riproduttivo può essere effettuata sulla base di dati umani o animali. In generale, i dati sugli esseri umani sono relativamente scarsi, a causa della necessità di un'attenta sorveglianza per rilevare alterazioni nella funzione riproduttiva, come il numero o la qualità dello sperma, la frequenza ovulatoria e la durata del ciclo o l'età alla pubertà. Rilevare i rischi riproduttivi attraverso la raccolta di informazioni sui tassi di fertilità o dati sull'esito della gravidanza può essere confuso dalla soppressione intenzionale della fertilità esercitata da molte coppie attraverso misure di pianificazione familiare. Un attento monitoraggio di popolazioni selezionate indica che i tassi di fallimento riproduttivo (aborto spontaneo) possono essere molto alti, quando vengono valutati i biomarcatori della gravidanza precoce (Sweeney et al. 1988).
I protocolli di test che utilizzano animali da esperimento sono ampiamente utilizzati per identificare le sostanze tossiche per la riproduzione. Nella maggior parte di questi progetti, sviluppati negli Stati Uniti dalla FDA e dall'EPA ea livello internazionale dal programma di linee guida sui test dell'OCSE, gli effetti degli agenti sospetti vengono rilevati in termini di fertilità dopo l'esposizione maschile e/o femminile; osservazione dei comportamenti sessuali legati all'accoppiamento; ed esame istopatologico delle gonadi e delle ghiandole sessuali accessorie, come le ghiandole mammarie (EPA 1994). Spesso gli studi di tossicità riproduttiva comportano la somministrazione continua di animali per una o più generazioni al fine di rilevare gli effetti sul processo riproduttivo integrato nonché di studiare gli effetti su specifici organi della riproduzione. Si raccomandano studi multigenerazionali perché consentono di rilevare gli effetti che possono essere indotti dall'esposizione durante lo sviluppo del sistema riproduttivo in utero. Uno speciale protocollo di test, il Reproductive Assessment by Continuous Breeding (RACB), è stato sviluppato negli Stati Uniti dal National Toxicology Program. Questo test fornisce dati sui cambiamenti nella spaziatura temporale delle gravidanze (che riflettono la funzione ovulatoria), così come il numero e la dimensione delle cucciolate durante l'intero periodo del test. Se esteso alla vita della femmina, può fornire informazioni sui primi fallimenti riproduttivi. Le misurazioni dello sperma possono essere aggiunte al RACB per rilevare i cambiamenti nella funzione riproduttiva maschile. Un test speciale per rilevare la perdita pre o postimpianto è il test letale dominante, progettato per rilevare effetti mutageni nella spermatogenesi maschile.
Sono stati sviluppati anche test in vitro come screening per la tossicità riproduttiva (e dello sviluppo) (Heindel e Chapin 1993). Questi test sono generalmente utilizzati per integrare i risultati dei test in vivo fornendo maggiori informazioni sul sito bersaglio e sul meccanismo degli effetti osservati.
La tabella 3 mostra i tre tipi di endpoint nella valutazione della tossicità riproduttiva: mediata dalla coppia, specifica per la femmina e specifica per il maschio. Gli endpoint mediati dalla coppia includono quelli rilevabili negli studi multigenerazionali e su un singolo organismo. Generalmente includono anche la valutazione della prole. Va notato che la misurazione della fertilità nei roditori è generalmente poco sensibile, rispetto a tale misurazione negli esseri umani, e che gli effetti avversi sulla funzione riproduttiva possono verificarsi a dosi inferiori rispetto a quelle che influenzano significativamente la fertilità (EPA 1994). Gli endpoint specifici per il maschio possono includere test di letalità dominante, nonché valutazione istopatologica di organi e sperma, misurazione degli ormoni e marcatori dello sviluppo sessuale. La funzione degli spermatozoi può anche essere valutata mediante metodi di fecondazione in vitro per rilevare le proprietà di penetrazione e capacitazione delle cellule germinali; questi test sono preziosi perché sono direttamente paragonabili alle valutazioni in vitro condotte nelle cliniche della fertilità umana, ma non forniscono di per sé informazioni dose-risposta. Gli endpoint specifici per le donne includono, oltre all'istopatologia degli organi e alle misurazioni ormonali, la valutazione delle sequele della riproduzione, compresa l'allattamento e la crescita della prole.
Tabella 3. Endpoint in tossicologia riproduttiva
Endpoint mediati dalla coppia | |
Studi multigenerazionali | Altri endpoint riproduttivi |
Tasso di accoppiamento, tempo di accoppiamento (tempo di gravidanza1) Tasso di gravidanza1 Tasso di consegna1 Durata della gestazione1 Dimensione della cucciolata (totale e viva) Numero di figli vivi e morti (tasso di mortalità fetale1) Genere della prole1 Peso alla nascita1 Pesi postnatali1 Sopravvivenza della prole1 Malformazioni e variazioni esterne1 Riproduzione della prole1 |
Tasso di ovulazione Tasso di fecondazione Perdita preimpianto Numero di impianto Perdita post-impianto1 Malformazioni interne e variazioni1 Sviluppo strutturale e funzionale postnatale1 |
Endpoint specifici per il maschio | |
Pesi d'organo Esame visivo e istopatologia Valutazione dello sperma1 Livelli ormonali1 Dello sviluppo |
Testicoli, epididimi, vescicole seminali, prostata, ipofisi Testicoli, epididimi, vescicole seminali, prostata, ipofisi Numero di spermatozoi (conta) e qualità (morfologia, motilità) Ormone luteinizzante, ormone follicolo-stimolante, testosterone, estrogeni, prolattina Discesa del testicolo1, separazione prepuziale, produzione di spermatozoi1, distanza ano-genitale, normalità dei genitali esterni1 |
Endpoint specifici per le donne | |
Peso corporeo Pesi d'organo Esame visivo e istopatologia Estrale (mestruale1) normalità del ciclo Livelli ormonali1 Lattazione1 Mercato Senescenza (menopausa1) |
Ovaio, utero, vagina, ipofisi Ovaio, utero, vagina, ipofisi, ovidotto, ghiandola mammaria Citologia dello striscio vaginale LH, FSH, estrogeni, progesterone, prolattina Crescita della prole Normalità dei genitali esterni1, apertura vaginale, citologia da striscio vaginale, inizio del comportamento estrale (mestruazioni1) Citologia dello striscio vaginale, istologia ovarica |
1 Endpoint che possono essere ottenuti in modo relativamente non invasivo con gli esseri umani.
Fonte: EPA 1994.
Negli Stati Uniti, l'identificazione del pericolo si conclude con una valutazione qualitativa dei dati sulla tossicità in base alla quale si giudica che le sostanze chimiche abbiano prove di pericolo sufficienti o insufficienti (EPA 1994). Le prove "sufficienti" includono dati epidemiologici che forniscono prove convincenti di una relazione causale (o della sua mancanza), sulla base di studi caso-controllo o di coorte o serie di casi ben supportati. Dati sugli animali sufficienti possono essere accoppiati con dati umani limitati per supportare la scoperta di un rischio riproduttivo: per essere sufficienti, gli studi sperimentali sono generalmente tenuti a utilizzare le linee guida sui test di due generazioni dell'EPA e devono includere un minimo di dati che dimostrino un effetto negativo sulla riproduzione in uno studio appropriato e ben condotto su una specie di prova. I dati umani limitati possono o non possono essere disponibili; non è necessario ai fini dell'identificazione del pericolo. Per escludere un potenziale rischio riproduttivo, i dati sugli animali devono includere una serie adeguata di endpoint da più di uno studio che non mostri alcun effetto riproduttivo avverso a dosi minimamente tossiche per l'animale (EPA 1994).
Valutazione dose-risposta
Come per la valutazione delle sostanze neurotossiche, la dimostrazione degli effetti dose-correlati è una parte importante della valutazione del rischio per le sostanze tossiche per la riproduzione. Due particolari difficoltà nelle analisi dose-risposta sorgono a causa della complicata tossicocinetica durante la gravidanza e dell'importanza di distinguere la tossicità riproduttiva specifica dalla tossicità generale per l'organismo. Gli animali debilitati o gli animali con una sostanziale tossicità non specifica (come la perdita di peso) possono non riuscire a ovulare o ad accoppiarsi. La tossicità materna può influenzare la vitalità della gravidanza o il supporto per l'allattamento. Questi effetti, sebbene siano prove di tossicità, non sono specifici della riproduzione (Kimmel et al. 1986). La valutazione della risposta alla dose per un endpoint specifico, come la fertilità, deve essere effettuata nel contesto di una valutazione complessiva della riproduzione e dello sviluppo. Le relazioni dose-risposta per effetti diversi possono differire in modo significativo, ma interferiscono con il rilevamento. Ad esempio, gli agenti che riducono le dimensioni della cucciolata potrebbero non avere alcun effetto sul peso della cucciolata a causa della ridotta competizione per la nutrizione intrauterina.
Valutazione dell'esposizione
Una componente importante della valutazione dell'esposizione per la valutazione del rischio riproduttivo riguarda le informazioni sui tempi e sulla durata delle esposizioni. Le misure di esposizione cumulativa possono non essere sufficientemente precise, a seconda del processo biologico interessato. È noto che le esposizioni a diversi stadi di sviluppo nei maschi e nelle femmine possono portare a esiti diversi sia nell'uomo che negli animali da esperimento (Gray et al. 1988). Anche la natura temporale della spermatogenesi e dell'ovulazione influisce sull'esito. Gli effetti sulla spermatogenesi possono essere reversibili se cessano le esposizioni; tuttavia, la tossicità degli ovociti non è reversibile poiché le femmine hanno un insieme fisso di cellule germinali a cui attingere per l'ovulazione (Mattison e Thomford 1989).
Caratterizzazione del rischio
Come per le sostanze neurotossiche, per le sostanze tossiche per la riproduzione si assume solitamente l'esistenza di una soglia. Tuttavia, le azioni dei composti mutageni sulle cellule germinali possono essere considerate un'eccezione a questa ipotesi generale. Per altri endpoint, un RfD o un RfC viene calcolato come con le sostanze neurotossiche mediante la determinazione del NOAEL o del LOAEL e l'applicazione di appropriati fattori di incertezza. L'effetto utilizzato per determinare il NOAEL o il LOAEL è l'endpoint riproduttivo avverso più sensibile delle specie di mammiferi più appropriate o più sensibili (EPA 1994). I fattori di incertezza includono la considerazione della variazione interspecie e intraspecie, la capacità di definire un vero NOAEL e la sensibilità dell'endpoint rilevato.
Le caratterizzazioni del rischio dovrebbero anche essere focalizzate su specifiche sottopopolazioni a rischio, possibilmente specificando maschi e femmine, stato di gravidanza ed età. Possono essere presi in considerazione anche individui particolarmente sensibili, come donne che allattano, donne con numero di ovociti ridotto o uomini con numero di spermatozoi ridotto e adolescenti in età prepuberale.
Dopo che un pericolo è stato riconosciuto e valutato, devono essere determinati gli interventi (metodi di controllo) più appropriati per un particolare pericolo. I metodi di controllo di solito rientrano in tre categorie:
Come per qualsiasi cambiamento nei processi di lavoro, è necessario fornire formazione per garantire il successo dei cambiamenti.
I controlli tecnici sono modifiche al processo o all'apparecchiatura che riducono o eliminano l'esposizione a un agente. Ad esempio, la sostituzione di una sostanza chimica meno tossica in un processo o l'installazione di una ventilazione di scarico per rimuovere i vapori generati durante una fase del processo sono esempi di controlli tecnici. Nel caso del controllo del rumore, l'installazione di materiali fonoassorbenti, la costruzione di involucri e l'installazione di silenziatori sulle uscite di scarico dell'aria sono esempi di controlli ingegneristici. Un altro tipo di controllo tecnico potrebbe essere la modifica del processo stesso. Un esempio di questo tipo di controllo sarebbe la rimozione di una o più fasi di sgrassatura in un processo che originariamente richiedeva tre fasi di sgrassatura. Eliminando la necessità dell'attività che ha prodotto l'esposizione, l'esposizione complessiva per il lavoratore è stata controllata. Il vantaggio dei controlli tecnici è il coinvolgimento relativamente ridotto del lavoratore, che può svolgere il lavoro in un ambiente più controllato quando, ad esempio, i contaminanti vengono rimossi automaticamente dall'aria. Confrontate ciò con la situazione in cui il metodo di controllo selezionato è un respiratore che deve essere indossato dal lavoratore durante l'esecuzione dell'attività in un luogo di lavoro "non controllato". Oltre all'installazione attiva da parte del datore di lavoro di controlli tecnici sulle apparecchiature esistenti, è possibile acquistare nuove apparecchiature che contengano i controlli o altri controlli più efficaci. Un approccio combinato è stato spesso efficace (vale a dire, installando ora alcuni controlli tecnici e richiedendo dispositivi di protezione individuale fino all'arrivo di nuovi dispositivi con controlli più efficaci che elimineranno la necessità di dispositivi di protezione individuale). Alcuni esempi comuni di controlli tecnici sono:
L'igienista occupazionale deve essere sensibile alle mansioni lavorative del lavoratore e deve sollecitare la partecipazione del lavoratore durante la progettazione o la selezione dei controlli tecnici. La collocazione di barriere sul posto di lavoro, ad esempio, potrebbe compromettere in modo significativo la capacità di un lavoratore di svolgere il lavoro e potrebbe incoraggiare "aggiramenti". I controlli tecnici sono i metodi più efficaci per ridurre le esposizioni. Sono anche, spesso, i più costosi. Poiché i controlli tecnici sono efficaci e costosi, è importante massimizzare il coinvolgimento dei lavoratori nella selezione e progettazione dei controlli. Ciò dovrebbe comportare una maggiore probabilità che i controlli riducano le esposizioni.
I controlli amministrativi comportano cambiamenti nel modo in cui un lavoratore svolge le mansioni lavorative necessarie, ad esempio, per quanto tempo lavora in un'area in cui si verificano esposizioni o cambiamenti nelle pratiche lavorative come miglioramenti nella posizione del corpo per ridurre le esposizioni. I controlli amministrativi possono aumentare l'efficacia di un intervento ma presentano diversi inconvenienti:
I dispositivi di protezione individuale sono dispositivi forniti al lavoratore e che devono essere indossati durante l'esecuzione di determinate (o tutte) mansioni lavorative. Gli esempi includono respiratori, occhiali chimici, guanti protettivi e visiere. I dispositivi di protezione individuale sono comunemente usati nei casi in cui i controlli tecnici non sono stati efficaci nel controllare l'esposizione a livelli accettabili o dove i controlli tecnici non sono stati ritenuti fattibili (per motivi di costo o operativi). I dispositivi di protezione individuale possono fornire una protezione significativa ai lavoratori se indossati e utilizzati correttamente. Nel caso della protezione delle vie respiratorie, i fattori di protezione (rapporto tra la concentrazione all'esterno del respiratore e quella all'interno) possono essere 1,000 o più per i respiratori ad adduzione d'aria a pressione positiva o dieci per i respiratori a semimaschera con purificazione dell'aria. I guanti (se selezionati in modo appropriato) possono proteggere le mani per ore dai solventi. Gli occhiali possono fornire una protezione efficace dagli schizzi di sostanze chimiche.
Intervento: fattori da considerare
Spesso viene utilizzata una combinazione di controlli per ridurre le esposizioni a livelli accettabili. Qualunque sia il metodo scelto, l'intervento deve ridurre l'esposizione e il pericolo risultante a un livello accettabile. Ci sono, tuttavia, molti altri fattori che devono essere considerati quando si seleziona un intervento. Per esempio:
Efficacia dei controlli
L'efficacia dei controlli è ovviamente una considerazione primaria quando si interviene per ridurre le esposizioni. Quando si confronta un tipo di intervento con un altro, il livello di protezione richiesto deve essere adeguato alla sfida; troppo controllo è uno spreco di risorse. Tali risorse potrebbero essere utilizzate per ridurre altre esposizioni o esposizioni di altri dipendenti. D'altra parte, un controllo troppo scarso lascia il lavoratore esposto a condizioni malsane. Un utile primo passo è classificare gli interventi in base alla loro efficacia, quindi utilizzare questa classifica per valutare la significatività degli altri fattori.
Facilità d'uso
Affinché qualsiasi controllo sia efficace, il lavoratore deve essere in grado di svolgere le proprie mansioni lavorative con il controllo in atto. Ad esempio, se il metodo di controllo selezionato è la sostituzione, il lavoratore deve conoscere i pericoli della nuova sostanza chimica, essere addestrato nelle procedure di manipolazione sicura, comprendere le corrette procedure di smaltimento e così via. Se il controllo è l'isolamento, ponendo un recinto attorno alla sostanza o al lavoratore, il recinto deve consentire al lavoratore di svolgere il proprio lavoro. Se le misure di controllo interferiscono con i compiti del lavoro, il lavoratore sarà riluttante a usarle e potrebbe trovare modi per svolgere i compiti che potrebbero comportare un aumento, non una diminuzione, delle esposizioni.
Costo
Ogni organizzazione ha dei limiti sulle risorse. La sfida è massimizzare l'uso di tali risorse. Quando vengono identificate esposizioni pericolose e viene sviluppata una strategia di intervento, il costo deve essere un fattore. Il "miglior acquisto" molte volte non sarà la soluzione con il costo più basso o più alto. Il costo diventa un fattore solo dopo che sono stati identificati diversi metodi di controllo fattibili. Il costo dei controlli può quindi essere utilizzato per selezionare i controlli che funzioneranno meglio in quella particolare situazione. Se il costo è il fattore determinante all'inizio, possono essere selezionati controlli scadenti o inefficaci o controlli che interferiscono con il processo in cui il dipendente sta lavorando. Non sarebbe saggio selezionare una serie di controlli poco costosi che interferiscono con e rallentano un processo di produzione. Il processo quindi avrebbe un throughput inferiore e un costo più elevato. In tempi brevissimi i costi “reali” di questi controlli “a basso costo” diventerebbero enormi. Gli ingegneri industriali comprendono il layout e il processo generale; gli ingegneri di produzione comprendono le fasi e i processi di produzione; gli analisti finanziari comprendono i problemi di allocazione delle risorse. Gli igienisti occupazionali possono fornire una visione unica di queste discussioni grazie alla loro comprensione delle specifiche mansioni lavorative del dipendente, dell'interazione del dipendente con l'attrezzatura di produzione e di come funzioneranno i controlli in un particolare ambiente. Questo approccio di squadra aumenta la probabilità di selezionare il controllo più appropriato (da una varietà di prospettive).
Adeguatezza delle proprietà di avvertimento
Quando si protegge un lavoratore da un rischio per la salute sul lavoro, è necessario considerare le proprietà di avvertimento del materiale, come l'odore o l'irritazione. Ad esempio, se un lavoratore di semiconduttori lavora in un'area in cui viene utilizzato il gas arsina, l'estrema tossicità del gas rappresenta un potenziale pericolo significativo. La situazione è aggravata dalle pessime proprietà di avvertimento dell'arsina: i lavoratori non possono rilevare il gas di arsina alla vista o all'olfatto finché non è ben al di sopra dei livelli accettabili. In questo caso, i controlli che sono marginalmente efficaci nel mantenere le esposizioni al di sotto dei livelli accettabili non dovrebbero essere presi in considerazione perché le escursioni al di sopra dei livelli accettabili non possono essere rilevate dai lavoratori. In questo caso, dovrebbero essere installati controlli tecnici per isolare il lavoratore dal materiale. Inoltre, dovrebbe essere installato un monitor continuo del gas di arsina per avvertire i lavoratori del fallimento dei controlli tecnici. In situazioni che comportano un'elevata tossicità e scarse proprietà di avvertimento, viene praticata l'igiene professionale preventiva. L'igienista occupazionale deve essere flessibile e premuroso nell'affrontare un problema di esposizione.
Livello accettabile di esposizione
Se si prendono in considerazione controlli per proteggere un lavoratore da una sostanza come l'acetone, dove il livello accettabile di esposizione può essere compreso tra 800 ppm, il controllo fino a un livello di 400 ppm o meno può essere raggiunto in modo relativamente semplice. Confrontare l'esempio del controllo dell'acetone con il controllo del 2-etossietanolo, dove il livello accettabile di esposizione può essere nell'intervallo di 0.5 ppm. Per ottenere la stessa percentuale di riduzione (da 0.5 ppm a 0.25 ppm) sarebbero probabilmente necessari controlli diversi. Infatti, a questi bassi livelli di esposizione, l'isolamento del materiale può diventare il principale mezzo di controllo. A livelli elevati di esposizione, la ventilazione può fornire la necessaria riduzione. Pertanto, il livello accettabile determinato (dal governo, dall'azienda, ecc.) per una sostanza può limitare la selezione dei controlli.
Frequenza di esposizione
Nel valutare la tossicità il modello classico utilizza la seguente relazione:
TEMPO x CONCENTRAZIONE = DOSE
La dose, in questo caso, è la quantità di materiale resa disponibile per l'assorbimento. La discussione precedente si è concentrata sulla minimizzazione (abbassamento) della porzione di concentrazione di questa relazione. Si potrebbe anche ridurre il tempo impiegato per essere esposti (motivo alla base dei controlli amministrativi). Ciò ridurrebbe allo stesso modo la dose. Il problema qui non è il dipendente che trascorre del tempo in una stanza, ma la frequenza con cui viene eseguita un'operazione (attività). La distinzione è importante. Nel primo esempio, l'esposizione è controllata allontanando i lavoratori quando sono esposti a una determinata quantità di sostanza tossica; lo sforzo di intervento non è diretto a controllare la quantità di sostanza tossica (in molte situazioni può esserci un approccio combinato). Nel secondo caso, la frequenza dell'operazione viene utilizzata per fornire i controlli appropriati, non per determinare un programma di lavoro. Ad esempio, se un'operazione come lo sgrassaggio viene eseguita regolarmente da un dipendente, i controlli possono includere la ventilazione, la sostituzione di un solvente meno tossico o persino l'automazione del processo. Se l'operazione viene eseguita raramente (ad es., una volta al trimestre) i dispositivi di protezione individuale possono essere un'opzione (a seconda di molti dei fattori descritti in questa sezione). Come illustrano questi due esempi, la frequenza con cui viene eseguita un'operazione può influenzare direttamente la selezione dei controlli. Qualunque sia la situazione di esposizione, la frequenza con cui un lavoratore svolge le mansioni deve essere considerata e presa in considerazione nella selezione del controllo.
Il percorso di esposizione ovviamente influenzerà il metodo di controllo. Se è presente un irritante delle vie respiratorie, si prenderà in considerazione la ventilazione, i respiratori e così via. La sfida per l'igienista del lavoro è identificare tutte le vie di esposizione. Ad esempio, gli eteri glicolici vengono utilizzati come solvente vettore nelle operazioni di stampa. È possibile misurare le concentrazioni di aria nella zona di respirazione e implementare i controlli. Gli eteri glicolici, tuttavia, vengono assorbiti rapidamente attraverso la pelle intatta. La pelle rappresenta una via di esposizione significativa e deve essere considerata. Infatti, se vengono scelti i guanti sbagliati, l'esposizione cutanea può continuare a lungo dopo che l'esposizione all'aria è diminuita (a causa del fatto che il dipendente continua a utilizzare guanti che hanno subito una rottura). L'igienista deve valutare la sostanza - le sue proprietà fisiche, chimiche e tossicologiche e così via - per determinare quali vie di esposizione sono possibili e plausibili (in base alle mansioni svolte dal dipendente).
In qualsiasi discussione sui controlli, uno dei fattori che devono essere considerati sono i requisiti normativi per i controlli. Potrebbero esserci codici di condotta, regolamenti e così via, che richiedono una serie specifica di controlli. L'igienista occupazionale ha flessibilità al di sopra e al di là dei requisiti normativi, ma devono essere installati i controlli obbligatori minimi. Un altro aspetto dei requisiti normativi è che i controlli obbligatori potrebbero non funzionare altrettanto bene o potrebbero essere in conflitto con il miglior giudizio dell'igienista del lavoro. L'igienista deve essere creativo in queste situazioni e trovare soluzioni che soddisfino gli obiettivi normativi e di best practice dell'organizzazione.
Formazione ed etichettatura
Indipendentemente dalla forma di intervento eventualmente selezionata, è necessario fornire formazione e altre forme di notifica per garantire che i lavoratori comprendano gli interventi, il motivo per cui sono stati selezionati, quali riduzioni dell'esposizione sono previste e il ruolo dei lavoratori nel raggiungimento di tali riduzioni . Senza la partecipazione e la comprensione della forza lavoro, gli interventi probabilmente falliranno o almeno funzioneranno con un'efficienza ridotta. La formazione aumenta la consapevolezza dei rischi nella forza lavoro. Questa nuova consapevolezza può essere preziosa per l'igienista del lavoro nell'identificare e ridurre esposizioni precedentemente non riconosciute o nuove esposizioni.
La formazione, l'etichettatura e le attività correlate possono far parte di un regime di conformità normativa. Sarebbe prudente controllare le normative locali per garantire che qualsiasi tipo di formazione o etichettatura intrapresa soddisfi i requisiti normativi e operativi.
Conclusione
In questa breve trattazione sugli interventi sono state presentate alcune considerazioni generali per stimolare la riflessione. In pratica, queste regole diventano molto complesse e spesso hanno conseguenze significative per la salute dei dipendenti e dell'azienda. Il giudizio professionale dell'igienista del lavoro è essenziale nella selezione dei controlli migliori. Migliore è un termine con molti significati diversi. L'igienista del lavoro deve diventare abile a lavorare in gruppo e sollecitare il contributo dei lavoratori, della direzione e del personale tecnico.
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