Gli studi epidemiologici indicano un nesso causale con le esposizioni ambientali per alcuni eccessi di mortalità e morbosità evidenziati sia nell'area di Taranto e Statte, sia nei quartieri più vicini all'area industriale dell'Ilva, che identificano nel materiale particellare il principale fattore di rischio. Si tratta in particolare del benzopirene, un idrocarburo policiclico aromatico classificato come cancerogeno certo, che caratterizza il quartiere Tamburi, il più vicino all'industria siderurgica. Gli altiforni, la cokeria e l'agglomerato (aree sequestrate dal 26 luglio scorso dalla magistratura) emettono oltre il 99% di benzopirene e quindi sono i potenziali responsabili degli effetti sanitari correlabili al benzopirene. A Taranto si registra la concentrazione media annuale più alta di benzopirene tra le aree urbane italiane (1,8 nanogrammi per metro cubo nel 2010).
Altri inquinanti che caratterizzano il materiale particellare emesso dallo stabilimento, genericamente indicato come pm10, sono le diossine, che nel corso degli anni hanno costretto le autorità sanitarie a interventi drastici sugli allevamenti zootecnici dell'area.
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