IL GAS RADON (1)

IL GAS RADON
a cura di Prof. Geol. Massimo Moroni - Consulente Ambientale
Download: "Guida al Radon nelle abitazioni" http://www.edilitaly.com/radon/download/guida.pdf

Premessa
Il Radon e' un gas radioattivo incolore estremamente volatile prodotto dal decadimento di tre nuclidi capostipiti che danno luogo a tre diverse famiglie radioattive; essi sono il Thorio 232, l'Uranio 235 e l'Uranio 238. Nella tabella seguente e' riportata la sequenza del decadimento del nuclide piu' abbondante in natura e cioe' l'Uranio 238 responsabile della produzione dell'isotopo Radon 222. Il thorio 232 e l'uranio 235 producono invece rispettivamente il Rn 220 e Rn 219.
Schema di Produzione del Radon 222 - Famiglia dell'Uranio

Isotopo Radiazione Emivita
Uranio 238 alfa 4.5x109 anni
Torio 234 Beta 24.1 giorni
Protoattinio 234Beta 1.2 minuti
Uranio 234 alfa 2.5x105 anni
Torio 230 alfa 7.5x104 anni
Radio 226 alfa 1600 anni
Radon 222 alfa 3.8 giorni
Polonio 218 alfa 3 minuti
Piombo 214 beta 27 minuti
Bismuto 214 alfa e beta 20 minuti
Polonio 214 alfa 1.5x10-4 secondi
Piombo 210 beta 25 anni
Bismuto 210 beta 5 giorni
Polonio 210 alfa 136 giorni
Piombo 206 Stabile

Il Radon viene generato continuamente da alcune rocce della crosta terrestre ed in particolar modo da Lave, tufi, pozzolane, alcuni graniti etc. Sebbene sia lecito immaginare che le concentrazioni di Radon siano maggiori nei materiali di origine vulcanica spesso si riscontrano elevati tenori di radionuclidi anche nelle rocce sedimentarie come marmi, marne, flysh etc.
Come gas disciolto viene veicolato anche a grandi distanze dal luogo di formazione puo' essere presente nelle falde acquifere. Infine e' nota la sua presenza in alcuni materiali da costruzione.
La via che generalmente percorre per giungere all'interno delle abitazioni e' quella che passa attraverso fessure e piccoli fori delle cantine e nei piani seminterrati. L'interazione tra edificio e sito, l'uso di particolari materiali da costruzione, le tipologie edilizie sono pertanto gli elementi piu' rilevanti ai fini della valutazione dell'influenza del Radon sulla qualita' dell'aria interna delle abitazioni ed edifici in genere.
Alcuni studi nell'ultimo decennio hanno dimostrato che l'inalazione di radon ad alte concentrazioni aumenta di molto il rischio di tumore polmonare.
I risultati di tali studi supportano l'opinione che, in alcune regioni europee, il radon può essere la seconda causa in ordine di importanza, di cancro ai polmoni.

Abbiamo i mezzi e le conoscenze per contrastare il pericolo ambientale che l'Organizzazione mondiale della Sanita' attraverso l'IARC ha inserito nel Gruppo 1 degli agenti cancerogeni conosciuti. Le autorità locali possono e devono ricoprire un ruolo essenziale. Noi possiamo indicare tre approcci fondamentali:
• approfondire la comprensione della situazione del luogo riguardo i rischi legati alla presenza di radon;
• fornire informazioni alla popolazione;
• aiutare a realizzare soluzioni al problema del radon non appena esso sia stato identificato.
COS'È IL RADON?
Come gia' detto, il radon si forma in seguito alla disintegrazione dell'uranio, e la sua disintegrazione, a sua volta, dà luogo ad altri elementi radioattivi e infine al piombo, non radioattivo. In termini di classificazione chimica, il radon è uno dei gas rari, come neon, kripton e xeno. Il radon non reagisce con altri elementi chimici. Esso è il più pesante dei gas conosciuti (densità 9.72 g/l a 0°C, 8 volte più denso dell'aria).
Il radon diffonde nell'aria dal suolo e, a volte, dall'acqua (nella quale può disciogliersi). In spazi aperti, è diluito dalle correnti d'aria e raggiunge solo basse concentrazioni. Al contrario, in un ambiente chiuso, come può essere quello di un'abitazione, il radon può accumularsi e raggiungere alte concentrazioni.

BREVE STORIA DEL RADON.
Gli elementi radioattivi naturali sono stati presenti sulla terra dalla sua origine. Gli elementi a vita più breve sono gradualmente scomparsi. Gli elementi radioattivi a vita lunga che sono presenti nel nostro ambiente includono l'uranio, che dà origine al radon. La radioattività non fu scoperta che nel 1898,quando Marie Curie portò avanti le ricerche sul radon . Una parte considerevole del lavoro fu poi compiuta sulla radioattività naturale. Nel 1900, il fisico F. Dorn scoprì che i sali di radio producevano un gas radioattivo, il radon.
In precedente, nel sedicesimo secolo, Paracelso aveva notato l'alta mortalità dovuta a malattie polmonari tra i lavoratori delle miniere d'argento nella regione di Schneeberg in Sassonia (Germania). L'incidenza di questa malattia, in seguito conosciuta come "malattia di Schneeberg", aumentò nei secoli diciassettesimo e diciottesimo, quando l'attività nelle miniere di argento, rame e cobalto si intensificò. Questa malattia fu riconosciuta come cancro ai polmoni nel 1879.
Misure effettuate nel 1901 nelle miniere di Schneeberg rilevarono un'alta concentrazione di radon. Come risultato, fu presto lanciata l'ipotesi di un rapporto causa-effetto tra alti livelli di radon e cancro ai polmoni. Questa ipotesi fu rafforzata da più accurate misure del radon compiute nel 1902 nella miniere di Schneeberg e in altre, in particolare quelle di Jachymov in Boemia, da dove provenivano i minerali usati da Marie Curie. Nondimeno, questi dati non bastarono a convincere tutti, e alcuni scienziati ancora attribuiscono questi tumori ai polmoni ad altri fattori.
L'attività nelle miniere di uranio fu intensificata dal 1940, ma i livelli di radon non furono misurati regolarmente che dal 1950.
Esperimenti su animali compiuti dal 1951 dimostrarono la potenziale carcinogenità del radon per i polmoni delle specie testate. Rilevamenti epidemiologici tra i minatori di uranio, dalla metà degli anni sessanta, hanno infine confermato questo potenziale sull'uomo.
Nel 1967 il Congresso Federale per la Ricerca degli Stati Uniti ha proposto delle raccomandazioni per controllare i rischi correlati alle radiazioni in miniera.
Nonostante non ci fossero più dubbi sulla realtà del pericolo ( l'Organizzazione Mondiale per la Salute confermò ciò nel 1988), fu ancora necessario quantificare il rischio in termini di intensità di esposizione, per definire appropriati livelli di protezione. A tal fine, numerosi rilevamenti epidemiologici sono stati effettuati negli anni '80 in varie nazioni, non solo tra lavoratori di miniere di uranio, ma anche di stagno e di ferro. Tali rilevamenti portarono a conclusioni convergenti. Tuttavia, alcune questioni (quali la rispettiva influenza della durata e dell'intensità dell'esposizione, l'influenza dell'età e precise quantificazioni del rischio), non sono ancora state risolte e richiedono ulteriori studi.
Nonostante il premio Nobel per la fisica Ernest Rutheford aveva fatto notare sin dal 1907 che ognuno inala del radon ogni giorno, misure di radon non furono effettuate nelle case prima del 1956 (in Svezia). L'alto livello di radon rilevato in alcune case riscosse poco interesse in campo internazionale, perché il problema fu considerato esclusivamente locale. Soltanto 20 anni dopo si iniziarono studi sistematici su larga scala in numerose nazioni, che mostrarono che l'esposizione era generale e si potevano raggiungere livelli molto alti, comparabili a quelli delle miniere.
La Commissione Internazionale per la Protezione Radiologica (ICRP) sottolineò la vastità del problema per la salute pubblica e formulò specifiche raccomandazioni sulla pubblicazione numero 65 del 1993.
L'ipotesi di un legame tra alte concentrazioni di radon e cancro ai polmoni fu messa in primo piano molto presto nel ventesimo secolo. La dimostrazione scientifica di questo legame è molto recente ma definitiva. Soltanto negli ultimi 10 anno abbiamo potuto affermare che il radon può essere alla base dei più grandi problemi di salute pubblica. Le autorità locali, sostenute dalle autorità responsabili della salute pubblica, devono valutare l'entità del problema alla luce dell'architettura locale e delle condizioni geologiche e aiutare a realizzare misure preventive per ridurre il rischio.

RADIOATTIVITÀ NATURALE E ARTIFICIALE.
Per provvedere a una migliore valutazione del livello di pericolosità del radon, è utile confrontare l'esposizione dell'uomo alla radioattività dovuta al radon con quella di diversa origine. In generale si puo' affermare che il radon costituisce la maggiore causa di esposizione alle radiazioni.

Radioattività naturale
La radioattività naturale ha una duplice origine: nello spazio, dal quale riceviamo la radiazione cosmica, e nella crosta terrestre, che contiene gli elementi radioattivi primordiali che sono contemporanei alla formazione della terra, compresi quelli che danno origine al radon.
I raggi cosmici e gli elementi radioattivi della crosta terrestre sono la causa di due tipi di esposizione: Interna, tramite l'entrata nel corpo umano di elementi radioattivi, ed esterna, dall'irradiazione.
L'intensità della radiazione cosmica varia con l'altitudine: Le popolazioni che vivono in regioni montane possono ricevere dosi da due a tre volte maggiori di quelle ricevute al livello del mare. Anche i viaggi aerei espongono i passeggeri alle radiazioni cosmiche. Tuttavia, la radiazione cosmica contribuisce ben poco all'esposizione interna.
L'esposizione esterna dovuta agli elementi radioattivi terrestri dipende dalla loro concentrazione nel suolo e quindi varia con la posizione geografica.
Bisognerebbe notare che in una data regione, l'esposizione all'interno degli edifici è relativamente indipendente dal livello prevalente di radiazione all'esterno, nella misura in cui il materiale da costruzione agisce come uno schermo (anche se gli stessi materiali da costruzione possono essere sorgente di radiazione).
L'esposizione interna è dovuta principalmente all'inalazione e all'ingestione. Così come la concentrazione dei vari elementi radioattivi naturali, differisce largamente tra diverse zone, anche l'esposizione interna varia (con alcune eccezioni). Un fattore addizionale in queste variazioni è la diversità della dieta. Per quanto riguarda l'inalazione, il radon e i prodotti del suo decadimento sono gli elementi di gran lunga più importanti.

Radioattività artificiale
La radioattività artificiale ha diverse origini. La più importante è l'irradiazione medica a fini diagnostici e la radioterapia. Il suo contributo all'irradiazione totale può variare di molto, essendo dipendente delle pratiche mediche seguite in ogni Paese.
Altre origini sono.
• elementi radioattivi entrati nell'atmosfera in seguito a esperimenti atomici, cessati nella metà degli anni settanta;
• effluenti dell'industria delle polveri nucleari e attività di ricerca;
• in alcune regioni d'Europa, residui dell'incidente di Chernobyl o altri incidenti.
L'esposizione alla radioattività può essere esterna o interna. Questa esposizione dipende degli elementi radioattivi o dal tipo di radiazione coinvolta.

1. radiazioni gamma dal suolo e dai materiali da costruzione
2. altri
3. medico
4. acqua e cibo
5. radiazione cosmica
6. radon
Il radon e i prodotti del suo decadimento sono la principale causa di esposizione alla radioattività naturale.
La quantità di radioattività associata ad ogni tipo di materiale o ambiente è misurata in bequerels (Bq). 1Bq corrisponde a una disintegrazione al secondo. Una concentrazione di 100 Bq/m3 significa quindi che 100 atomi si disintegrano ogni secondo in 1 m3 di materiale o ambiente in questione.


LE VIE DELL'ESPOSIZIONE AL RADON
Poiché la concentrazione del radon all'aria aperta è bassa e in media le persone in Europa trascorrono la maggior parte del loro tempo in casa, il rischi per la salute pubblica dovuto al radon è essenzialmente correlato all'esposizione a questo gas all'interno delle abitazioni.
Parecchi suoli contengono naturalmente quantità variabili di uranio, che regola la quantità di radon rilasciata. Il radon diffonde attraverso i pori e le spaccature del suolo, trasportato dall'aria o dall'acqua (nella quale è solubile). Dato un certo contenuto di radon nel suolo, la quantità di gas rilasciata varia in dipendenza della permeabilità del suolo (densità, porosità, granulometria), del suo stato (secco, impregnato d'acqua, gelato o coperto di neve) e dalle condizioni meteorologiche (temperature del suolo e dell'aria, pressione barometrica, velocità e direzione del vento). In più, la concentrazione di radon decresce rapidamente con l'altitudine.
L'acqua sotterranea, i gas naturali, il carbone e gli oceani sono altre fonti minori di radiazioni.
E' quindi chiaro che il radon è universalmente presente, ma la velocità di emissione varia significativamente nel tempo, anche per uno stesso luogo.
A livello regionale o locale, indipendentemente dalle condizioni prevalenti in un dato periodo, il fattore che più influenza il rilascio di radon (vedi figura) è la geologia ( p.e. il contenuto di uranio delle rocce). In parole povere è più facile che contengano radon i terreni granitici e vulcanici, così come le argille contenenti alluminio. Ci sono eccezioni a ciò, tuttavia: si possono trovare miniere di uranio in terreni sedimentari, o radon in suoli calcarei.
La maggior parte del radon presente in una casa proviene dal suolo sul quale essa è costruita. Se il basamento ha un pavimento di fango, il radon può penetrare facilmente. Se il pavimento è di cemento, il radon penetra attraverso le spaccature che si formano con il tempo, lungo le tubature o attraverso le giunture tra i muri.
Il radon può ance provenire - in misura minore - dai muri, se essi sono stati edificati utilizzando materiali radioattivi (tufi vulcanici, per esempio) o dai rubinetti, se l'acqua contiene del radon disciolto.
Il radon emesso all'interno di una casa tende a restare lì. Se non si prendono misure speciali, la pressione all'interno di una casa è leggermente più bassa che all'esterno. L'aria interna tende a stagnare piuttosto che a rinnovarsi. Si può facilmente confermare questo in inverno ponendo la mano vicino allo stipite di una finestra: una corrente di aria fresca, più o meno intensa secondo la larghezza della fessura, si può chiaramente percepire all'interno della casa, ma non all'esterno.
Per un dato terreno, e indipendentemente dal tempo, la concentrazione finale di radon in una casa è quindi dipendente dal tipo di costruzione. Dipende anche, in larga misura, dalla ventilazione, sia passiva (cattivo isolamento) che attiva (aprire le finestre a intervalli lunghi o brevi, per esempio).
Il ruolo ricoperto dalle condizioni meteorologiche (vento, pressione barometrica, umidità) spiega non solo le variazioni stagionali della concentrazione di radon in una data casa, ma anche le differenze osservate tra i livelli diurni e notturni.
Cntinua...