Analisi in microscopia elettronica della concentrazione di fibre di amianto aereodisperse in ambiente urbano ed extraurbano in area piemontese

BACKGROUND The presence of airborne asbestos fibres in the environment is known to pose a risk to the health and well-being of the population. Referring to Italy, Piedmont is an area that has suffered particularly badly from environmental exposure, with values of airborne asbestos of around 5-6 ff/L up to forty years ago. The reference method for analysing these fibres has always been SEM, as indicated by the WHO guidelines and, more specifically in Italy, regulated by the Ministerial Decree of 6/9/94. The TEM, on the other hand, is an unusual method for this type of analysis, but one with a higher resolution, which is useful for obtaining more specific insights into the sample. This study analysed ambient air samples from four urban and suburban areas in the city of Turin, using both SEM and the current generation TEM method, with the dual purpose of identifying any fibres in the environment and assessing possible differences in the results obtained with the two instruments. METHODS The SEM, with a resolution power of 10 nm (0.01 μm) and a magnification of up to 30,000x, scans the surface of the sample by releasing electrons and bouncing or scattering them upon impact, whereby the scattered electrons are collected to produce an image. This is why SEM is most widely used in the analysis of the surface of materials. In contrast, TEM, with a resolution power of around 0.2 nm and a magnification of up to 100,000x, processes the sample by directing an electron beam into it, enabling a detailed analysis of its internal structure. In this respect, TEM provides the crystallographic information needed to discriminate fibre types that simple elemental analysis would not be able to distinguish. RESULTS The samples mostly showed the presence of some carbon-like agglomerates, but no fibres. The results found were comparable between the two methods and TEM did not provide any additional information. We therefore found what is to all intents and purposes a positive finding, which can reasonably be considered correct based on the validity of the methods used. On the other hand, we were unable to point out any differences on field analysis by applying TEM microscopy compared to the usual SEM. DISCUSSION In this regard, we consider it useful to proceed in the near future with TEM analysis studies with new low-voltage equipment, to analyse the same samples as in this study, also increasing the number of areas analysed. This intention draws further strength from the new guidelines approved by the European Parliament in autumn 2021, which contain recommendations on the use of TEM as the new reference method for analysing airborne fibres.

BACKGROUND La presenza di fibre di asbesto aerodisperse nell’ambiente rappresenta notoriamente un rischio per la salute e il benessere della popolazione. Riferendoci all’Italia, il Piemonte è un’area che ha subito in modo particolare i danni dell’esposizione ambientale, con valori di asbesto aerodisperso che fino a quarant’anni fa si attestavano sulle 5-6 ff/L. La metodica di riferimento per l’analisi di queste fibre è sempre stata il SEM, come indicato dalle linee guida WHO e, più specificatamente in Italia, normato dal DM 6/9/94. Il TEM invece è una metodica inusuale per questo tipo di analisi, ma dalla risoluzione maggiore, utile ad ottenere degli approfondimenti più specifici su ciò che riguarda il campione. Lo studio ha analizzato campioni di aria ambiente provenienti da 4 zone urbane ed extraurbane della città di Torino, sia con metodica SEM che con metodica TEM di attuale generazione, con il duplice scopo di identificare eventuali fibre nell’ambiente e valutare le possibili differenze nei risultati ottenuti con le due strumentazioni. METODI Il SEM, dal potere di risoluzione di 10 nm (0,01 μm) e un ingrandimento fino a circa 30.000x, scansiona la superficie del campione rilasciando elettroni e facendoli rimbalzare o disperdendoli al momento dell'impatto, e in questo modo gli elettroni dispersi vengono raccolti per produrre un'immagine. Per questo motivo il SEM trova maggior impiego nell’analisi della superficie dei materiali. Invece il TEM, dal potere di risoluzione di circa 0,2 nm e un ingrandimento fino a circa 100.000x, elabora il campione dirigendo al suo interno un fascio di elettroni consentendo un’analisi dettagliata della sua struttura interna. A tal proposito il TEM fornisce informazioni cristallografiche necessarie a discriminare tipologie di fibre che con la semplice analisi elementare non sarebbe possibile distinguere. Il campionamento è stato eseguito su quattro poli della città di Torino, in particolare a Torino Nord, Torino Centro, Colline del Po e Grugliasco. RISULTATI I campioni hanno evidenziato perlopiù la presenza di alcuni agglomerati di tipo carbonioso, ma nessuna fibra. I risultati trovati sono comparabili tra le due metodiche e il TEM non ha fornito alcuna informazione addizionale. Abbiamo dunque rilevato quello che è a tutti gli effetti un dato positivo, che può ragionevolmente ritenersi corretto sulla base della validità delle metodiche utilizzate. Non abbiamo invece potuto evidenziare diversità su analisi di campo applicando la microscopia TEM rispetto alla usuale SEM. CONCLUSIONI A tale proposito riteniamo utile procedere prossimamente a studi di analisi TEM con nuove apparecchiature a basso voltaggio per analizzare gli stessi campioni di questo studio, aumentando anche la numerosità delle aree analizzate. Questa intenzione ricava ulteriore forza dalle nuove linee guida approvate dal Parlamento Europeo nell’autunno 2021, recanti raccomandazioni sull’utilizzo del TEM come nuova metodica di riferimento per l’analisi delle fibre aerodisperse.