PIANO DI MONITORAGGIO DEL GAS RADON E … · Locale 2 piano terra ... produttiva debba procedere...

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIAFACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI

DIPARTIMENTO DI FISICA ED ASTRONOMIA

Master Universitario di II livello inMONITORAGGIO DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI E NON IONIZZANTI

E RISCHIO AMBIENTALEPROGETTO CIP n. 2007.IT.051.PO.003/IV/12/F/9.2.14/1368 - CUP n. E65C10000850009

Direttore: Prof. Antonio Triglia

A.A. 2010-2011Catania - luglio 2012

PIANO DI MONITORAGGIO DEL GAS RADON EVALUTAZIONE DEL RISCHIO ALL'INTERNO

DELL'UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA

ELISA D'AGATA

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DICATANIA

Unione EuropeaFondo Sociale Europeo

"Investiamo per il vostro futuro"

REGIONE SICILIANAAssessorato Regionale dell'Istruzione

e della Formazione ProfessionaleDipartimento Regionale dell'Istruzione

e della Formazione Professionale

Ministero del Lavoroe delle Politiche Sociali

SICILIAFONDO SOCIALE EUROPEOPROGRAMMA OPERATIVO 2007-2013

Dott.ssa M. C. MarinoA.P.S. Università degli Studi di Catania

Prof.ssa G. ImmèUniversità degli Studi di Catania

Tutor:

Ai miei genitori e alle mie sorelle per esser stati un costante

sostegno durante tutto il mio percorso di studi.

INDICE

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INDICE

ELENCO DELLE FIGURE vii ELENCO DELLE TABELLE ix SOMMARIO x RINGRAZIAMENTI xi

1. APS- AREA DELLA PREVENZIONE E DELLA SICUREZZA 1 1.1. Decreto legislativo del 9 Aprile 2008, il “Testo Unico” sulla sicurezza sul lavoro…………………...………………….…….. .......1

1.2. APS- Struttura e compiti .............................................................3 1.3. Settore DVR- Servizio Fisica sanitaria........................................6

2. IL RADON 9 2.1. Gas Radon e pericoli associati……………………… ………9 2.2. Origine del radon……………………………………...….........11 2.3. Normativa italiana……………………………………………. 15 2.4. Monitoraggio Radon………………………………………… 17 2.5 Metodi di misura…………………………………… ………18 2.5.1. Strumentazione attiva………………………………………..19 2.5.2.Strumentazione passiva…………………………………… 20

3. RADON ED EFFETTI SULLA SALUTE 25 3.1. Effetti sulla salute…...………………………….……………...25 3.2. Studi epidemiologici..............................................................…27 3.3. Interazioni del radon con il particolato …………....………….28 3.4. Grandezze dosimetriche….…………………………..…… .…31 3.5. Danno biologico ……..…..……………………………… .......32 3.6. Effetti biologici ……………………....................................….36 3.7. Tessuti biologici a rischio……...…….…… …...................... ...37

3.8. Stima del rischio.... …..…………………………………… .....39 3.8.1. Studi dosimetrici……...….………………………………….40 3.8.2. Studi epidemiologici……………………...…………………40

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vi

4. MONITORAGGIO GAS RADON PRESSO LE STRUTTURE DELL’ATENEO DI CATANIA 43

4.1. Piano di monitoraggio.…………………...…... ……………...43 4.2. Strutture oggetto di studio.…………………….…………….44 4.3. Protocollo di azione…………………………………............. .46 4.4. Tecniche di misura scelte ………………….……...………….47 4.4.1. Misure istantanee…….…………...……………..……. .. ….48 4.4.2. Misure a breve termine.…………………...………….…..... 49

4.4.3. Misure a lungo termine.……………………….................. ...52 4.5. Posizionamento dei dosimetri……………………...… ........... 53 4.6. Relazioni e risultati…………………………...…..…… ........ .54

5. IMPOSTAZIONE DEL NUOVO PIANO DI MONITORAGGIO ALL’INTERNO DELL’UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA 61

5.1. Programmazione delle attività………………….…….......... ...61 5.2. Scelta dei locali da monitorare ………………………..... …...61 5.3. Monitoraggio istantaneo sede del CUTGANA. ...................…64 5.4. Obiettivo finale………...……………...…………..…….....…72

BIBLIOGRAFIA 75

INDICE

vii

ELENCO DELLE FIGURE

FIGURA 2.1. Sequenza di disintegrazione dell’Uranio 238 …...………10

FIGURA 2.2. Diffusione gas radon dai granuli del terreno…………...12

FIGURA 2.3. Diffusione gas radon all’interno degli edifici…………..13

FIGURA 2.4. Dosimetri passivi ............................................................20

FIGURA 2.5. Dosimetri passivi..................................................................21

FIGURA 2.6. Rappresentazione Allil Diglicol Carbonato (ADC)............22

FIGURA 3.1. Inalazione del radon........................................................26

FIGURA 3.2. Frazione particolato ........................................................30

FIGURA 3.3. Danni diretti ed indiretti.......................................................34

FIGURA 3.4. Formazione del perossido di idrogeno ................................35

FIGURA 3.5. Struttura dell’epitelio bronchiale ....................................38

FIGURA 4.1. Alphaguard della Genitron instruments ..........................48

FIGURA 4.2. Dosimetri ad elettrete......................................................49

FIGURA 4.3. Dosimetri ad elettrete......................................................49

FIGURA 4.4. CR-39 Tecnorad..............................................................52

FIGURA 5.1. Esempio di tabella locali ………………………….......63

FIGURA 5.2. Planimetria piano terra....................................................65

FIGURA 5.3. Planimetria seminterrato .................................................66

FIGURA 5.4. Stanza 3 seminterrato......................................................67

FIGURA 5.5. Valori di concentrazione di radon nell’intervallo temporale delle misure…………………………............68

FIGURA 5.6. Locale 8 seminterrato......................................................69

FIGURA 5.7. Valori di concentrazione di radon nell’intervallo temporale delle misure....................................................70

FIGURA 5.8. Locale 2 piano terra ........................................................71

INDICE

viii

FIGURA 5.9. Valori di concentrazione di radon nell’intervallo temporale delle misure ................................................... 72

INDICE

ix

ELENCO DELLE TABELLE

TABELLA 4.1. Facoltà situate al centro storico..................................45

TABELLA 4.2. Facoltà situate alla cittadella universitaria .................45

TABELLA 4.3. Facoltà situate in zona semi- centrale ........................46

TABELLA 4.4. Tabella risultati edifici siti in zona semi- centrale .....55

TABELLA 4.5. Tabella risultati edifici siti al centro storico...............58

TABELLA 4.6. Tabella risultati edifici siti alla cittadella universitaria....................................................................................58

TABELLA 5.1. Risultati concentrazione di radon locale 2 .................68

TABELLA 5.2. Risultati concentrazione radon locale 3 .....................69

TABELLA 5.3. Risultati concentrazione radon locale 8 .....................71

SOMMARIO

x

Sommario Nei luoghi di lavoro il Decreto Legislativo 81/08 prevede che il

datore di lavoro sia tenuto ad osservare misure di tutela per la protezione della salute e della sicurezza dei lavoratori. A tal fine viene elaborato un documento di valutazione dei rischi. Per la protezione dal rischio da Radon il D.Lgs. 81/08 prevede che, come per tutte le problematiche connesse alle radiazioni ionizzanti, si faccia riferimento al Decreto Legislativo 26 maggio 2000, n. 241 "Attuazione della direttiva 96/29/EURATOM in materia di protezione sanitaria della popolazione e dei lavoratori contro i rischi derivanti dalle radiazioni ionizzanti".

Il D. Lgs 241/2000 stabilisce che il datore di lavoro entro 24 mesi dall’inizio dell’attività produttiva debba procedere alla misurazione della concentrazione di radon, elaborando poi una relazione finale. Il massimo “livello di azione” non deve superare i 500 Bq/ m3 inteso come concentrazione media annua di Radon negli ambienti di lavoro.

L’APS, cioè l’Area di Prevenzione e della Sicurezza dell’Università di Catania, si occupa di prevenire e proteggere i lavoratori dell’ateneo dai possibili rischi connessi alle strutture universitarie. In particolare è il settore DVR- Servizio fisica sanitaria ad occuparsi della valutazione dei rischi derivanti dagli agenti fisici compreso il rischio legato alla presenza di radon.

La tesi si propone di analizzare il piano di monitoraggio del Radon dell’Ateneo di Catania, puntualizzando sulle aree in cui in passato sono stati riscontrati valori elevati, per procedere con l’impostazione di un nuovo piano di monitoraggio. Oggetto della tesi sarà anche la valutazione dei rischi associati alla presenza di radon, analisi essenziale per la redazione del documento di valutazione dei rischi.

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RINGRAZIAMENTI

Ringraziamenti Giunta al termine della mia tesi desidero ringraziare tutte le

persone che, in modi diversi, mi sono state vicine e hanno permesso e incoraggiato la realizzazione e stesura di questo lavoro.

Desidero ringraziare sentitamente la tutor aziendale, la dott.ssa geol. Maria Marino per avermi permesso di lavorare su questo progetto e per la sua continua prontezza nei chiarimenti e suggerimenti.

Ringrazio la prof.ssa Josette Immè per la disponibilità avuta nei miei confronti. Ringrazio Giusy e Valeria, colleghe ma anche amiche, per avermi aiutato e sostenuto in questo anno di studi trascorsi insieme.

xi

CAPITOLO 1 APS- AREA DELLA PREVENZIONE E DELLA SICUREZZA

1

1. APS AREA DELLA PREVENZIONE E DELLA SICUREZZA

1.1 Decreto legislativo del 9 Aprile 2008, il “Testo Unico” sulla sicurezza sul lavoro. [1] Il D. Lgs. 81/08 prescrive le misure per la tutela della salute e per

la sicurezza dei lavoratori, in tutti i settori di attività privati o pubblici e sostituisce il D.lgs 626/94.

Sicurezza negli ambienti di lavoro significa tutela dell'incolumità e della salute dei lavoratori durante il lavoro.

Con il Decreto legislativo n. 626 del 19 settembre 1994 (in vigore dal 1996) e successivamente con il D.Lgs. 81/08 (in vigore dal 1° gennaio 2009) è stata data una svolta al concetto di sicurezza in azienda. L'innovazione sta nel fatto che deve essere obbligatoriamente fatta una valutazione dei rischi in azienda e quindi di conseguenza adottati una serie di interventi per il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori come ad esempio l'adeguamento di macchine e impianti, la sostituzione di sostanze pericolose, il controllo sanitario, i corsi di formazione, ecc.

Gli adeguamenti al D.Lgs. 81/2008 sono obbligatori in tutte quelle realtà lavorative (Aziende, Ditte individuali, Studi professionali, Uffici, Università, ecc.) nelle quali vi è la presenza di almeno una persona che presta il proprio lavoro alle dipendenze di un Datore di lavoro, a prescindere dal tipo di contratto lavorativo posto in essere. Anche i soci lavoratori sono considerati lavoratori a tutti gli effetti e fanno scattare gli obblighi di applicazione del decreto.

Il D. Lgs. 81/08, il cosiddetto “Testo Unico”, integrato e modificato dal 106/2009 costituisce il Nuovo Testo Unico in materia di igiene e sicurezza del lavoro. Il testo è composto da 306 articoli e 51 allegati e abroga, totalmente o in parte, diverse norme che sono adesso ricomprese nel testo dell’attuale decreto.

Il campo di applicazione del Testo Unico comprende nella quasi totalità dei settori di attività e delle tipologie di rischio; si applica a tutti i lavoratori e lavoratrici, subordinati e autonomi.

http://www.sicurezza81.eu/sicurezza_01.htm#ValR


2

Il Decreto individua oltre al lavoratore altre figure, quali il datore di lavoro, i dirigenti, i preposti, il responsabile del Servizio di Prevenzione e Protezione dai rischi ed il medico competente; tali figure collaborano con il datore di lavoro ai fini della sicurezza.

Al datore di lavoro spetta il compito di organizzare il Servizio di Prevenzione e Protezione dai Rischi (SPPR). Si tratta di un organo composto da esperti in materia di sicurezza sul lavoro, coordinati da un responsabile.

I compiti dell’SPPR sono:

1. l'individuazione dei fattori di rischio, la valutazione dei rischi e l'individuazione delle misure per la sicurezza e la salubrità degli ambienti di lavoro nel rispetto della normativa vigente sulla base della specifica conoscenza dell'organizzazione aziendale;

2. elaborare le misure preventive, protettive e di utilizzo dei dispositivi di protezione individuale e dei sistemi di monitoraggio e controllo di tali misure;

3. elaborare le procedure di sicurezza per le varie attività aziendali 4. proporre i programmi di formazione ed informazione dei

lavoratori; 5. partecipare alle consultazioni in materia di tutela della salute e

della sicurezza, riunioni periodiche con il Medico competente, il Datore di lavoro e i Rappresentanti dei lavoratori alla sicurezza;

6. fornire ai lavoratori le informazioni inerenti sicurezza e salute della propria attività;

7. collaborare col Medico competente effettuando con lui i sopralluoghi nei luoghi di lavoro.

Il compito dell’SPPR è quello di valutare i rischi connessi ad una realtà lavorativa; a tal fine viene stilato un Documento di Valutazione dei Rischi (DVR) che consiste in una relazione in cui sono individuati tutti i rischi connessi all’attività lavorativa. Il Documento di Valutazione dei Rischi deve contenere:

A) una relazione sulla valutazione di tutti i rischi per la sicurezza e la salute durante l’attività lavorativa;

http://www.unimib.it/link/page.jsp?id=113616927


3

B) l’indicazione delle misure di prevenzione e di protezione attuate e dei DPI adottati; C) il programma delle misure ritenute opportune per garantire il miglioramento nel tempo dei livelli di sicurezza; D) l’individuazione delle procedure per l’attuazione delle misure da realizzare, nonché dei ruoli dell’organizzazione aziendale che vi debbono provvedere; E) l’indicazione dei nominativi del Datore di Lavoro, responsabile del SPPR, Medico Competente, Rappresentante dei Lavoratori per la sicurezza.

Il SPPR consta di due componenti:

1. Il responsabile del Servizio di Prevenzione e Protezione da Rischi che deve mettere il datore di lavoro nelle condizioni di poter adempiere agli obblighi di prevenzione e protezione dai rischi;

2. L’addetto al servizio di Prevenzione e Protezione dai Rischi.

1.2 APS- Area della Prevenzione e della Sicurezza dell’Università di Catania- struttura e compiti L'Area di Prevenzione e Sicurezza negli Ambienti di Lavoro ha il

compito di tutelare la collettività e i singoli individui dai rischi infortunistici e sanitari connessi agli ambienti di vita e di lavoro.

Gli istituti universitari vengono inseriti all’interno del D.Lgs 81/08. A capo di tale organizzazione, per quanto concerne la sicurezza, troviamo il direttore amministrativo (datore di lavoro), il SPPR e il medico competente; in un gradino più basso troviamo i presidi, i direttori di dipartimento, i dirigenti di area ed i responsabili delle attività di ricerca; infine si trovano i lavoratori rappresentati oltre che dai rappresentanti dei lavoratori per la sicurezza (RLS), anche dagli studenti.

All'interno dell'Ateneo Catanese l’APS-Area della Prevenzione e delle Sicurezza- si occupa del monitoraggio, prevenzione e protezione da tutti i possibili rischi a cui sono esposti sia i lavoratori che gli studenti presenti all'interno delle varie strutture universitarie.


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L’APS nasce nel 1996 come Ufficio Prevenzione e Protezione a seguito delle disposizione del Decreto legislativo 626 del 19 settembre 1994 in materia di sicurezza nei luoghi di lavoro.

Nel corso degli anni l’organizzazione interna dell’ APS di Catania ha subito numerose modifiche. A seguito del Decreto Direttoriale n. 911 del 9 marzo 2012 l’area ha assunto un’organizzazione di tipo gerarchico e si articola in Unità Operative, Uffici e Settori.

L’APS è suddivisa in due unità operative, che a loro volta si ramificano in diversi uffici e settori:

1) Unità operativa SPPR (servizio di prevenzione e protezione dai rischi), gestione antincendio e sicurezza cantieri I) Ufficio DVR (documento per la valutazione dei rischi)

- Settore DVR - luoghi di lavoro

- Settore DVR - laboratori

-Settore DVR - servizio fisica sanitaria

L’Ufficio DVR si occupa essenzialmente della valutazione dei rischi all’interno dei luoghi di lavoro.

II) Ufficio gestione antincendio ed emergenza e sicurezza cantieri

- Settore pratiche antincendio ed emergenza - Settore sistemi prevenzione antincendio - Settore sicurezza cantieri

2) Unità operativa Servizi tecnici di laboratorio

Tale unità operativa svolge attività di gestione e controllo, ai fini della sicurezza, dei numerosi laboratori che si trovano all’interno dell’Università degli Studi di Catania e si articola in tre uffici:


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I) Ufficio tecnico laboratori II) Ufficio gestione servizi di laboratorio :

-Servizi di laboratorio edificio 1 (settore) -Servizi di laboratorio edificio 2 (settore) -Servizi di laboratorio edificio 6 (settore) -Servizi di laboratorio edifici 3/4/10/13 (settore) -Servizi di laboratorio Orto Botanico (settore) -Servizi di laboratorio Palazzo Ramondetta (settore) -Servizi di laboratorio Valdisavoia (settore) -Servizi di laboratorio Bioscientifico (settore)

-Servizi di laboratorio Cittadella via Androne (settore) -Servizi di laboratorio Comparto 10 (settore)

III) Ufficio Gestione SUU (stabilimento utilizzatore unico)

Al di fuori delle due unità operative principali vi sono altri Uffici:

• Ufficio ambiente: coordina, gestisce le procedure di smaltimento dei rifiuti speciali prodotti nell’ateneo.

• Ufficio RiSPE, Rischio Sismico Patrimonio Edilizio e lavori per la sicurezza: valuta il rischio sismico ed effettua una stima relativa agli aspetti della solidità degli edifici in relazione ai rischi sismici.

• Ufficio eventi culturali: valuta l’idoneità, in relazione alla sicurezza, di un evento con svolgimento all’interno dell’Ateneo..

• Servizi provveditorali per la sicurezza: si occupa dell’organizzazione amministrativa di interventi immediati a carico dell’Area per importi inferiori ad una soglia predefinita (25.000 euro).


• Ufficio del medico competente: si occupa della sorveglianza sanitaria dei lavoratori universitari.

• Ufficio di segreteria: svolge mansioni amministrative relative al personale dipendente dell’area stessa.

L’APS è inoltre costituito da un Ufficio staff della direzione che assiste il dirigente dell’Area nelle sue funzioni di responsabile del Servizio di Prevenzione e Protezione dai Rischi.

1.3 Settore DVR- Servizio Fisica Sanitaria

Nella legislazione italiana il D.Lgs. 230/95 e s.m.i. ed il D.Lgs. 626/94 prevedono che il datore di lavoro che esercita attività con l'impiego di radiazioni ionizzanti, debba provvedere alla sorveglianza fisica dei lavoratori, curata dagli Esperti Qualificati, persone che hanno la competenza e l'abilitazione necessaria allo svolgimento della radioprotezione.

Il Servizio di Fisica Sanitaria si occupa della sicurezza legata alla presenza di agenti fisici nei vari laboratori Vengono valutati, periodicamente, gli aspetti radioprotezionistici in relazione alle sorgenti utilizzate, alle modalità di lavoro e agli ambienti interessati, nel rispetto dei limiti e delle cautele previste dalla normativa. Il Servizio controlla l’esposizione ambientale, valuta la dose individuale assorbita dai lavoratori, controlla periodicamente i dispositivi tecnici di protezione.

Per quanto riguarda le radiazioni ionizzanti il Settore DVR- Servizio Fisica Sanitaria si occupa anche di monitorare i livelli di gas radon all’interno dei locali dell’Università di Catania ed intervenire in caso di elevate concentrazioni del gas.

Tale settore si occupa inoltre della gestione delle sostanze radioattive (sorgenti sigillate e non sigillate), dall'acquisto, all'utilizzo e allo smaltimento finale.

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7

Per quanto concerne le radiazioni non ionizzanti vengono effettuati misure di campi elettromagnetici effettuando un confronto con i valori prescritti dalla normativa di riferimento.

Inoltre, in relazione alle radiazioni non ionizzanti, il Settore DVR – Servizio Fisica Sanitaria svolge attività legate al controllo delle radiazioni ottiche artificiali (roa), con particolare riferimento alla sicurezza dei laser adoperati nei laboratori dell’Università degli Studi di Catania.

CAPITOLO 2 IL RADON

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2. IL RADON

2.1 Gas radon e pericoli associati [2]

Il radon è un gas radioattivo prodotto dal decadimento di tre nuclidi capostipiti che danno luogo a tre diverse famiglie radioattive; essi sono l'uranio-238, il torio-232 e l'uranio-235 . L’ Uranio, progenitore del radon , è un elemento chimico facilmente presente in natura: ne consegue che il radon è un inquinante ubiquitariamente diffuso sulla Terra.

In totale esistono 26 isotopi del radon, compresi tra il Rn-199 ed il Rn-226. Solo tre di questi si riscontrano in natura:

- il radon (Rn-222) deriva dal decadimento dell’uranio (U-238) (t 1/2= 3.825 gg)

- l’attinon (Rn-219) deriva dal decadimento dell’uranio (U-

235) (t 1/2= 3.96 sec)

- il toron (Rn-220) deriva dal decadimento del torio (Th-232) (t 1/2= 55.61 sec)

Dei tre elementi il radon-222 ha emivita più lunga, per questo

diffonde più facilmente degli altri in atmosfera (anche a concentrazioni minori presenti nel terreno).

Il “padre” diretto del radon-222 è il radio 226 (che a sua volta deriva dall’uranio-238) che decade con un tempo di dimezzamento di circa 1600 anni. Trattandosi di un decadimento a due corpi, la particella emessa ha un energia fissa pari a circa 4.48 MeV, mentre l’ energia di rinculo del Radon è di circa 100 KeV.

CAPITOLO 2 IL RADON

Figura 2.1. Sequenza di disintegrazione dell’Uranio 238

In termini di classificazione chimica, il radon è uno dei gas rari, come neon, kripton e xenon e come tale non reagisce con altri elementi chimici.

Esso è un gas inodore, incolore, insapore, chimicamente inerte, elettricamente neutro, più pesante dell’aria e moderatamente solubile in acqua; la solubilità dipende dalla temperatura dell’acqua, minore è la temperatura dell’acqua e maggiore sarà la solubilità di esso. Il radon risulta essere molto solubile nei solventi organici e si adsorbe facilmente su carbone e su gel di silice.

Il radon è un elemento radioattivo, con una emivita di 3,82 giorni e decade con emissione di radiazione α dando origine ad una serie di discendenti radioattivi che emettono radiazioni α, β, γ trasformandosi in altri elementi radioattivi che a loro volta emettono ancora radiazioni. In particolare, il Radon 222 decade emettendo particelle alfa trasformandosi in Po-218. Questo elemento, con tempo di dimezzamento di tre minuti, decade emettendo una ulteriore particella alfa e trasformandosi a sua volta in Pb-214, il quale, nel giro di circa 27 minuti, emette una particella beta e radiazioni gamma e si trasforma in Bi-214. Anche questo elemento è un beta- emettitore e, in un tempo di dimezzamento di 20 minuti, si trasforma in Po 214. Quest’ultimo, alfa-emettitore, in 160 microsecondi, si trasforma in Pb-210. Attraverso altri due decadimenti beta, passando per il Bi-210, nel giro di 22 anni, si arriva al Po-210, ultimo alfa-emettitore della serie, che in un tempo di

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CAPITOLO 2 IL RADON

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dimezzamento di 138 giorni decade nel Pb-206, elemento stabile non radioattivo.

2.2 Origine del radon

II radon viene generato continuamente da alcune rocce della crosta terrestre e in modo particolare da lave, tufi , pozzolane, alcuni graniti, ecc. per la presenza, in queste ultime, di percentuali variabili dei progenitori del radon. Spesso si riscontrano elevati tenori di radionuclidi anche nelle rocce sedimentarie come calcari, marne, flysh, ecc.

La sorgente primaria di radon è l’uranio, e quindi il radio, presente nelle rocce e nei suoli. Indipendentemente dal contenuto di uranio delle rocce però elevate concentrazioni di radon si possono avere quando il gas può essere espulso dal granulo roccioso del minerale che contenevano l’atomo di radio padre. Nel decadimento del radio viene emessa una particella alfa e l’atomo di radon appena formato rincula in direzione opposta. La posizione originaria dell’atomo di radio e la direzione del rinculo determinano la possibilità di fuoriuscita. Possono infatti verificarsi differenti situazioni:

• L’atomo di radon rimane intrappolato nel granulo; • L’atomo di radon migra in un altro granulo; • L’atomo di radon viene espulso dal granulo verso i pori esistenti

tra i granuli delle rocce e successivamente allontanato dai gas del suolo o dall’acqua.

La frazione di atomi che riesce a fuggire nei pori è denominata “potere di emanazione” [3].

CAPITOLO 2 IL RADON

Figura 2.2. Diffusione gas radon dai granuli del terreno

Dopo l’emanazione per rinculo segue il trasporto nell’aria dei pori. Questo può avvenire o per diffusione o convezione. Infine il gas, raggiunge l’atmosfera. La velocità di trasferimento del radon attraverso l’interfaccia tra una fase solida e l’atmosfera è nota come velocità di esalazione, e dipende dall’intensità della sorgente e dalla diluizione, entrambe influenzate dalle condizioni meteorologiche di temperatura, umidità, pressione atmosferica e condizioni del vento sulla superficie. Come conseguenza, la concentrazione di radon varia sia giornalmente che stagionalmente, in modo spesso ciclico.

Naturalmente, il processo di trasporto e diffusione dipende dalla natura del substrato roccioso, in particolare dalle caratteristiche fisiche della roccia, quali [4]: contenuto di uranio; dimensione dei grani, condizioni termiche, microstruttura della roccia e struttura superficiale.

È nota anche la presenza dei progenitori del radon in alcuni materiali da costruzione.

Nell’atmosfera il radon si disperde rapidamente senza quasi mai raggiungere concentrazioni ritenute pericolose. All’aumentare della distanza dal suolo, diminuisce la concentrazione. Solo all’interno degli edifici, o in locali poco areati, il ridotto cambio di aria fa sì che si concentri fino a valori che aumentano di molto il rischio di effetti sanitari [2].

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CAPITOLO 2 IL RADON

La maggior parte del radon presente in un ambiente indoor proviene dal suolo sul quale esso è ubicato. Il radon penetra attraverso le microlesioni, che possono essere presenti nei solai nelle murature (fig. 2.3) e, lungo le tubazioni o attraverso i giunti murari e una volta all’interno il gas tende a rimanervi in quanto la pressione interna è leggermente più bassa rispetto all’esterno.

A livello regionale o locale i fattori che influenzano le concentrazioni di radon rilevate in un ambiente indoor sono:

- Natura geologica del territorio;

- Tipologia edilizia;

- Stile di vita dei residenti.

Figura 2.3. Diffusione gas radon all’interno degli edifici

Più il terreno è permeabile, più il radon sale sino in superficie. Il gas viene trasportato all’interno dell’edificio dall’aria calda ascendente.

La concentrazione di radon in un edificio è anche dipendente dalla tipologia della costruzione, in particolare dalla forma, dalle

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CAPITOLO 2 IL RADON

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dimensioni, dalla presenza di uno o più piani, dal tipo di fondamenta, dalle modalità di impiego dei locali (collegamento seminterrato- piani abitati, ecc), dall’integrità strutturale, dalla ventilazione dell’edificio nonché dal suo stato di manutenzione.

Altre sorgenti sono rappresentate dai materiali da costruzione (tufi, pozzolane, graniti, porfidi e additivi). L’esalazione di radon non dipende solo dal loro contenuto di radio, ma dal potere di emanazione del materiale (dipende dalla porosità) e dal tipo di intonaco con cui le superfici sono state trattate. I valori tipici di radio e torio contenuti nei materiali da costruzione artefatti sono circa 50 Bq/Kg o meno.

In cantina e ai piani inferiori questa aria crea una depressione praticamente impercettibile – ne risulta un effetto di risucchio, che può essere rafforzato dall’azione di camini e ventilatori. La concentrazione di radon diminuisce passando dai piani inferiori ai piani superiori.

La variazione del riscaldamento e della ventilazione interna nonché le condizioni metereologiche, danno luogo ad ampie fluttuazioni del livello di Radon indoor. In linea generale, per un effetto di accumulo dovuto alle condizioni d’uso dei locali, la concentrazione di Radon indoor notturna è più alta che di giorno e d'inverno più che d'estate.

Tuttavia, il radon può essere presente negli impianti idrici per uso domestico, arrivando a contatto dell’uomo attraverso l’ingestione e l’inalazione. L’acqua è una sorgente di importanza generalmente minore, con qualche eccezione relativa ad alcune acque di pozzo, in quanto le concentrazioni di radon variano a seconda del percorso dell’acqua e delle caratteristiche dei materiali attraversati e alle acque termali. Il radon, presente negli impianti idrici per uso domestico, arriva a contatto dell’uomo attraverso l’ingestione e l’inalazione quando il radon, emesso dall’acqua del rubinetto, si disperde nell’ambiente [5].

2.3 Normativa italiana Negli ambienti di lavoro, il D.Lgs 26/05/00 n. 241, che ha

aggiornato il precedente D.Lgs. 230/1995 e che rappresenta il recepimento e l’attuazione della direttiva comunitaria 96/29, ha introdotto il Capo III bis dedicato alla protezione dei lavoratori

CAPITOLO 2 IL RADON

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dall’esposizione a sorgenti naturali di radiazioni; in particolare il D.Lgs fa riferimento a:

1) attività lavorative che prevedono esposizione a radon, toron, radiazioni gamma o ad ogni altra esposizione in particolari luoghi di lavoro quali tunnel, sottovie, catacombe, grotte e, comunque, in tutti i luoghi di lavoro sotterranei ; dove con la definizione di locale o ambiente sotterraneo si intende “un locale o ambiente con almeno tre pareti interamente sotto il piano di campagna, indipendentemente dal fatto che queste siano a diretto contatto con il terreno circostante”. Tale definizione include inoltre i locali che hanno una apertura verso l’esterno (per esempio i locali pubblici che hanno di norma un ingresso sulla strada) ed i locali che sono circondati da una intercapedine aerata. L’esercente procede, entro ventiquattro mesi dall’inizio dell’attività, alle misurazioni (per mezzo di organismi “riconosciuti”) delle concentrazioni di attività di radon medie in un anno, nei locali occupati con continuità dai lavoratori, (locali di servizio, spogliatoi, ambienti di passaggio come i corridoi, lungo il percorso di visita guidata nelle grotte/catacombe o nelle postazioni di guida dei macchinisti nel caso delle metropolitane cittadine).

Per gli ambienti che non rappresentano una vera e propria postazione di lavoro, le misure vanno effettuate solo nel caso in cui il personale vi trascorra almeno 10 ore al mese (magazzini, bunker delle banche etc) .

2) Attività lavorative durante le quali i lavoratori sono esposti a prodotti di decadimento del radon o del toron o a radiazioni gamma o ad ogni altra esposizione in luoghi di lavoro non sotterranei ma in zone ben individuate o con caratteristiche determinate dalle Regioni e dalle Province autonome. Anche in tal caso l’esercente procede, entro ventiquattro mesi dall’individuazione o dall’inizio dell’attività, se posteriore, alle misurazioni (per mezzo di organismi “riconosciuti”) delle concentrazioni di attività di radon medie in un anno.

In questi due casi, se le misurazioni presentano un valore inferiore al valore di azione, pari a 500 Bq/m3, ma superiore all’80% di questo, cioè un valore superiore a 400 Bq/m3, sono necessarie nuove misurazioni nel corso dell’anno successivo. Nel caso di superamento del livello di azione l’esercente, avvalendosi dell’esperto qualificato, è

CAPITOLO 2 IL RADON

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tenuto ad attuare azioni idonee per ridurne il valore, e procede a nuova misurazione per verificare l’efficacia delle azioni correttive. Nel caso queste ultime si siano dimostrate inefficaci, l’esercente adotta le misure di protezione sanitaria dei lavoratori (sorveglianza fisica e medica, ecc.). Tuttavia qualora l’esercente dimostri, avvalendosi dell’esperto qualificato, che nessun lavoratore è esposto ad una dose superiore al livello di azione, non è tenuto ad adottare le azioni di rimedio (es. limitate ore annue di permanenza nei locali dove si superano i 500 Bq/m3).

3) Attività lavorative implicanti l’uso o lo stoccaggio di materiali o la produzione di residui abitualmente non considerati radioattivi ma che contengono radionuclidi naturali e attività lavorative in stabilimenti termali o attività estrattive. In questi casi l’esercente, entro ventiquattro mesi dall’inizio della attività, effettua una valutazione preliminare sulla base delle misurazioni effettuate, per mezzo di esperto qualificato.

Nel caso in cui le esposizioni valutate non superino il livello di azione fissato in 1 mSv/anno di dose efficace per i lavoratori e 0.3 mSv/anno di dose efficace per la popolazione, l’esercente è tenuto alla sola ripetizione delle valutazioni con cadenza triennale o, nel caso di variazioni significative, del ciclo produttivo. Nel caso in cui risulti superato il livello di azione, l’esercente è tenuto ad effettuare l’analisi dei processi lavorativi impiegati. Nel caso in cui risulti superato l’80 per cento del livello di azione, l’esercente è tenuto a ripetere con cadenza annuale le valutazioni.

Il Decreto Legislativo 81/08 prevede che il datore di lavoro sia tenuto all’osservanza delle misure generali di tutela per la protezione della salute e della sicurezza dei lavoratori elaborando, tra l’altro, un documento di valutazione dei rischi. Per la protezione dal rischio radon il D.Lgs. 81/08 prevede che si faccia riferimento alla normativa specifica inerente le radiazioni ionizzanti: il D.Lgs 230/95 integrato dal D.Lgs 241/2000.

CAPITOLO 2 IL RADON

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2.4 Monitoraggio del Radon Ai fini di una corretta prevenzione si deve conoscere la

concentrazione del radon negli ambienti di vita e di lavoro. Va premesso innanzitutto che, a causa delle variazioni dei livelli di radon in ambienti chiusi sia giornaliere, sia stagionali, dovute alle differenti condizioni metereologiche, le valutazioni dovrebbero essere basate su misurazioni della media annua di gas radon o dei suoi prodotti di decadimento, possibilmente suddivisa in due semestri corrispondenti ai periodi caldi (primavera-estate) e freddi (autunno-inverno). Tali misurazioni devono essere effettuate con l’applicazione di tecniche per le quali devono essere garantite, da parte delle autorità competenti, sia l’adeguatezza della qualità sia l’affidabilità.

Esistono molte tecniche e strumenti per la misurazione della concentrazione di radon e dei suoi prodotti di decadimento in aria e in acqua. Tutte le tecniche si basano sulla misurazione delle radiazioni emesse nel decadimento radioattivo. La maggior parte si basano sull’analisi delle emissioni alfa, alcune considerano le radiazioni gamma e ne esistono altre che considerano le emissioni beta. La scelta della tecnica dipende dal tipo di informazione che si vuole ottenere [2].

Nel Sistema Internazionale l' unità di misura della radioattività è il Becquerel (Bq) , che corrisponde all’attività di una sostanza radioattiva che dà luogo a una trasformazione al secondo. Quando l'attività è valutata in rapporto al volume si usa il concetto eli concentrazione di attività; in aria viene espressa normalmente in Bq/m3, in un liquido in Bq/1, in un materiale solido in Bq/kg.

Nel momento in cui si organizza una campagna di monitoraggio occorre aver ben presente il suo obiettivo, in quanto esso determina da una parte il grado di accuratezza delle misure, dall' altra il tipo di tecnica più adatta. Una rilevazione ambientale, mirante a stabilire quale sia la concentrazione in un dato locale o a sostenere una prima valutazione della situazione di rischio , si baserà su tecniche più speditive e generalmente meno costose, mentre uno studio dosimetrico, mirante a rilevare con precisione i contributi di dose dovuti a ciascun componente della progenie, richiederà tecniche più sofisticate e complesse .

CAPITOLO 2 IL RADON

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2.5 Metodi di misura I metodi di misura del radon possono essere classificati in base

alle tecniche di campionamento:

- misure con campionamento istantaneo;

- misure con campionamento continuo;

- misure con campionamento integrato nel tempo.

I metodi di misura di tipo istantaneo (grab sampling) si basano sul campionamento istantaneo di una quantità d’aria prelevata dall’ambiente, oggetto della misura, e introdotta in speciali camere, parte integrante degli strumenti di misura.

I metodi a monitoraggio in continuo effettuano, generalmente in modo automatico, simultaneamente il campionamento e la misura. Attraverso questi metodi è possibile determinare numerosi parametri caratterizzanti l’atmosfera inalata e per questo motivo, sono principalmente impiegati per la caratterizzazione delle sorgenti di radon all’interno degli edifici, per la diagnostica e per la sperimentazione e valutazione di eventuali azioni di rimedio. Questi metodi sono detti anche attivi, in quanto prevedono che le misure vengano effettuate su campioni d’aria forzatamente introdotti nello strumento di misura tramite aspirazione con sistemi di pompaggio. Poiché permettono di conoscere i valori in situ vengono definiti real time.

Le misure con campionamento integrato nel tempo si basano sull' esposizione diretta nell' ambiente oggetto di studio di campionatori di tipo passivo, che sfruttano la naturale diffusione del gas, ma in questo caso le misure sono disponibili solo successivamente dopo l’analisi in laboratorio; sono per questo definiti rivelatori di tipo non real time. Questa tecnica di misura permette di effettuare un gran numero di campionamenti ad un basso costo.

Un corretto approccio agli studi sulla qualità dell’aria indoor richiede che vengano tenute in considerazione le variazioni di concentrazione su breve o larga scala temporale, legate a fattori stagionali, meteorologici o alle abitudini di vita domestiche [6].

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2.5.1 Sistemi di misura attiva Le camere a ionizzazione sono realizzate generalmente a forma

cilindrica con un elettrodo centrale che ha la funzione di anodo per la raccolta degli ioni prodotti dalle radiazioni. Il principio sfruttato è la ionizzazione causata dalle particelle alfa prodotte nel decadimento. Gli ioni prodotti lungo il percorso delle particelle in un volume d’aria sede di un campo elettrico uniforme, sono convogliati al catodo. Il segnale prodotto, proporzionale all’energia rilasciata delle particelle alfa, viene processato elettronicamente e permette di risalire alla concentrazione nell’intervallo di tempo di misura selezionato.

Le camere a ionizzazione lavorano in una regione di potenziale elettrico tale da permettere che gli effetti di ricombinazione bilancino quelli di moltiplicazione degli ioni, in modo tale che il risultato finale sia la collezione di tutti gli ioni prodotti dal passaggio della radiazione. Tale regione prende il nome di regione di saturazione, in essa piccole variazioni del potenziale applicato non hanno influenza.Le condizioni di saturazione possono essere raggiunte su dimensioni di pochi centimetri, applicando differenze di potenziale non più grandi di decine o al massimo centinaia di Volt.

Il campionamento può essere effettuato a flusso continuo o con prelievi istantanei. La scelta del tipo di campionamento da effettuare dipende sia dal rapporto dei volumi camera/ambiente di misura che dalla necessità di avere un monitoraggio continuo della misura di radon.

Le celle a scintillazione, o più comunemente Celle di Lucas, o camere a scintillazione, sono contenitori realizzati generalmente a forma cilindrica di volume variabile (riempito del campione d’aria che si vuole analizzare), la cui estremità è dotata di una finestra usualmente in vetro o plastica. La superficie interna è ricoperta, eccetto la finestra, da uno strato di solfuro di zinco idoneo al processo di scintillazione, ed efficiente per la rivelazione alfa. La misura si basa sulla rilevazione, da parte di un fotomoltiplicatore, dei fotoni prodotti dall’urto degli atomi di radon presenti nel volume della camera con il solfuro delle pareti. Anche per le camere a scintillazione il campionamento può essere effettuato a flusso continuo o con prelievi istantanei.

http://oldweb.ct.infn.it/%7Erivel/Tipi/Ioniz/ricombinazione.html

http://oldweb.ct.infn.it/%7Erivel/Tipi/Ioniz/moltiplicazione.html

CAPITOLO 2 IL RADON

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Il volume delle camere, sia a scintillazione che a ionizzazione, influisce sui valori dei parametri che ne definiscono le caratteristiche: fondo, efficienza di conteggio e sensibilità di misura.

Il metodo dei due filtri permette la misura separata della concentrazione del Radon e di quella dei suoi prodotti di decadimento. Il campione d’ aria da misurare viene fatto passare attraverso un cilindro alle cui estremità sono inseriti due filtri. Il primo impedisce l’ingresso nel cilindro dei figli del Radon bloccando le particelle di aerosol presenti; il secondo raccoglie i figli del Radon formatisi nel volume attivo del cilindro durante il passaggio dell’ aria. I due filtri sono poi contati separatamente e permettono di risalire alla concentrazione del Radon (secondo filtro) e a quella dei suoi prodotti di decadimento (primo filtro). La misura può essere eseguita per esempio per mezzo di uno scintillatore di ZnS(Ag). Per aumentare l’ efficienza di raccolta, sul secondo filtro può essere applicato un opportuno campo elettrico per attirare i prodotti di decadimento (raccolta elettrostatica).

2.5.2 Sistemi di misura passivi Le misure con campionamento integrato nel tempo si basano sulla esposizione diretta nell' ambiente oggetto di studio di campionatori di tipo passivo; dopo un tempo di permanenza vengono rimossi e soggetti in laboratorio a procedure di tipo chimico -fisico per la determinazione della concentrazione media nel periodo di integrazione.

Le tecniche di tipo passivo maggiormente impiegate nella misura della concentrazione di radon indoor sono:

- rilevatori a tracce nucleari (fig. 2.5); - adsorbimento su canestri a carboni attivi (fig. 2.4); - rilevazione di carica elettrica mediante elettrete (fig. 2.4).

CAPITOLO 2 IL RADON

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Figura 2.4. Dosimetri passivi

Figura 2.5. Dosimetri passivi

CAPITOLO 2 IL RADON

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I rivelatori a tracce nucleari sono dei polimeri, realizzati in sottili lastre, sensibili alle radiazioni alfa ed insensibili ad altri tipi di radiazioni. Le particelle alfa che interagiscono con il materiale sensibile causano un danno ai legami chimici (traccia latente), il quale viene evidenziato mediante un trattamento chimico e/o elettrochimico. Il trattamento consiste nel sottoporre il materiale contenente le tracce ad un bagno con una soluzione chimica aggressiva (acquaforte: NaOH o idrossido di sodio, conosciuto volgarmente come soda caustica, KOH o idrossido di potassio); in questo modo la traccia risulterà più marcata fino a renderla misurabile con diverse tecniche basate sulla lettura ottica.

Questa tecnica, essendo basata sull'esposizione a lungo termine del rivelatore, non permette di valutare le variazioni (giorno/notte, stagionali, cambiamenti dei parametri atmosferici) tipiche della concentrazione del radon che avvengono in brevi intervalli di tempo, ma consente la valutazione della concentrazione di attività media del radon per un determinato ambiente. Tale caratteristica è fondamentale poiché fornisce precise informazioni sull’esposizione a cui sono sottoposte persone che vivono e lavorano nel luogo sotto esame.

Hanno sensibilità molto elevata per misurare anche concentrazioni di radon di poche decine di Becquerel.

In commercio esistono diversi materiali che possono essere impiegati per questo uso, quelli più usati sono i policarbonati, come il CR-39, o da nitrato di cellulosa come l’LR-115. Nel CR-39 l’elemento sensibile si trova all’interno di un contenitore con coperchio permeabile al radon, ma non agli altri elementi della progenie; i rivelatori CR-39 sono costituiti da una miscela al 70% circa di poliallildiclolcarbonato (fig. 2.6). Il monomero di base è l’allildiclol carbonato. Il restante 30% è composto da polipropilene isotattico che funge da catalizzatore chimico, ad alte temperature infatti, si scinde in due radicali che favoriscono la reazione a catena di polimerizzazione. Per lo 0.1% la miscela è composta da sostanze antiossidanti e plastificanti al fine di preservare la resina finale e renderne meno opaca la superficie in seguito all’attacco chimico.

CAPITOLO 2 IL RADON

Figura 2.6. Rappresentazione Allil Diglicol Carbonato (ADC)

l’LR-115 invece è un rivelatore aperto, cioè il rivelatore è a diretto contatto con l’aria del locale oggetto di studio, per cui viene colpito non solo da radon, ma anche dalla progenie.

Lo strumento di lettura maggiormente utilizzato per la stima della densità di traccia è il microscopio a trasmissione ottica.

Il conteggio delle tracce può essere effettuato direttamente all’oculare del microscopio o su uno schermo (sistemi di conteggio manuali), che prevedono l’applicazione di una griglia sull’oculare del microscopio o sullo schermo di visualizzazione, oppure mediante visualizzazione delle tracce su PC, tramite sistemi di scansione delle immagini (sistemi di conteggio semiautomatici o automatici); nei conteggi automatici o semiautomatici ogni singola immagine acquisita al microscopio viene analizzata tramite sistemi di scansione di immagini associati ad opportuni software che distinguono e contano le tracce presenti in ogni immagine, calcolandone infine la densità di traccia, tramite una apposita macro di supporto.

Rivelatori a carbone attivo Il dispositivo di misura, denominato canestro, è costituito

essenzialmente da un contenitore metallico con una quantità ben definita di carbone attivo. Il radon viene adsorbito naturalmente dai carboni

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CAPITOLO 2 IL RADON

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durante l’esposizione ed alla fine della misura la scatola metallica viene opportunamente sigillata in modo da evitare ulteriore adsorbimento. Dopo un tempo di esposizione al gas, in laboratorio viene effettuata la misura di spettrometria gamma mediante rivelatore NaI(Tl) o germanio intrinseco, dei discendenti del radon presenti nei carboni, come Pb-214 e Bi-214 [7].

Rivelatori a termoluminescenza I rivelatori a termoluminescenza (TLD) ad alta sensibilità

rilevano più tipi di radiazione. Per tale motivo per le misure alfa è necessario l’impiego di una coppia di rivelatori al fine di sottrarre il contributo non dovuto alle particelle alfa.

Rivelatori ad elettrete La camera a ionizzazione ad elettreti è un sistema passivo ad

integrazione. E’ costituito da un disco di teflon caricato elettrostaticamente (detto elettrete), con caratteristiche di elevata stabilità, posto all’interno di una piccola camera realizzata in materiale plastico elettricamente conduttivo. Il gas radon diffonde nella camera attraverso opportune fessure filtrate e le particelle alfa prodotte dal processo di decadimento ionizzano le molecole d’aria al suo interno. Gli ioni prodotti sono raccolti sull’elettrete causando una riduzione della carica superficiale. La differenza di potenziale così generata viene letta con un opportuno sistema. Questa è una funzione della ionizzazione totale durante il periodo del monitoraggio e del volume della camera.

Esistono camere ad elettreti a breve termine (per misure inferiori a 15 giorni) e a lungo termine (per misure di circa 90-120 giorni); il loro utilizzo dipende dal tipo di applicazione.

Questo metodo ha il vantaggio di essere a basso costo e di facile interpretazione. Ha tuttavia diversi svantaggi quali: la dipendenza della risposta ai raggi gamma (deve essere introdotto un opportuno fattore di correzione), la dipendenza ai campi elettromagnetici esterni e a diversi fattori ambientali (quali temperatura e umidità). E’ inoltre difficile l’archiviazione della misura in quanto l’elettrete perde l’informazione nel tempo [8].

CAPITOLO 3 RADON ED EFFETTI SULLA SALUTE

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3. RADON ED EFFETTI SULLA SALUTE [9]

3.1 Effetti sulla salute Nel I° secolo A.C. Tito Lucrezio Caro nel suo scritto “De Rerum

Natura” scrive di danni polmonari subiti dai minatori a causa di gas provenienti dal sottosuolo. Un aumento della mortalità per malattie respiratorie tra i minatori è stata riportata già nel XVI secolo, ma solo nel XIX secolo la malattia è stata attribuita al tumore del polmone.

Nel 1950 viene accertata la relazione causale tra radon e tumore polmonare dei minatori. A partire dal 1980 sono stati effettuati studi epidemiologici anche sulla popolazione esposta al radon nelle abitazioni civili; i risultati documentano un incremento del rischio di tumore polmonare, statisticamente significativo, anche per esposizioni relativamente basse. Nel 1988 questi studi hanno portato l’International Agency for Research on Cancer (IARC) a classificare il radon nel Gruppo 1 degli agenti cancerogeni. La stessa Agenzia, il 15 settembre 1998, ha pubblicato la sesta monografia sull’effetto delle radiazioni ionizzanti sulla salute, che dall’analisi delle conoscenze fisiche, biologiche ed epidemiologiche giunge ad una valutazione quantitativa del rischio oncogeno tramite modelli matematici. Il radon, per le sue proprietà fisiche ed il suo essere ubiquitario, è considerato, per la popolazione generale, la seconda causa di tumore polmonare, dopo il fumo di tabacco [5]. L’aria che respiriamo contiene diverse sostanze, tra le quali vi è il radon, continuamente generato dall’uranio presente nella crosta terrestre, in quantità diverse da luogo a luogo, sin dalla formazione della Terra. Quindi molti suoli e molti materiali da costruzione emanano in continuazione una certa quantità di radon, che all’aperto si disperde in atmosfera (cioè si diluisce in una grandissimo volume d’aria, dove quindi ha una bassissima concentrazione), mentre se penetra nelle case si concentra nell’aria interna ad esse. Il radon “decade” in altri elementi anch’essi radioattivi (detti “prodotti di decadimento del radon” o “figli del radon”), per cui nell’aria che inaliamo si trovano sia radon che prodotti di decadimento.


Il radon è un gas che può facilmente penetrare all’interno dei polmoni e qui esplicare la sua azione degenerativa. Data la sua instabilità, una volta giunto all’interno dell’apparato respiratorio può andare incontro al processo di decadimento radioattivo.

Figura 3.1. Inalazione del radon

I rischi sanitari derivati dall’esposizione al radon sono dovuti ai discendenti alfa emettitori a vita breve che, diversamente dal progenitore, interagiscono sulle cellule dell’apparato respiratorio e sul loro corredo genetico causando un effetto mutageno. Infatti questi radionuclidi si depositano facilmente sulle pareti dei bronchi e dei polmoni ed entro circa mezz’ora decadono emettendo radiazioni ionizzanti (soprattutto le radiazioni alfa) che possono colpire e danneggiare il DNA delle cellule.

Le radiazioni alfa, scarsamente penetranti e con un elevato potere di ionizzazione, sono efficacemente schermate dalla cute, costituita da uno strato corneo di cellule superficiali morte; al contrario determinano un rischio notevole per la delicata mucosa dell’apparato respiratorio: a parità di dose assorbita il rischio relativo alle radiazioni alfa è 20 volte maggiore rispetto a quello provocato da raggi X e gamma.

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3.2 Studi epidemiologici [9]

Gli effetti dell’esposizione al radon sono stati evidenziati prima di tutto tra i minatori di miniere sotterranee di uranio, nelle quali la concentrazione di radon arrivava a valori estremamente elevati. Tali studi hanno mostrato un evidente e forte aumento di rischio di tumore polmonare tra i minatori esposti ad alte concentrazioni di radon. Di conseguenza il radon è stato classificato tra i cancerogeni per i quali vi è la massima evidenza di cancerogenicità.

Successivamente sono stati effettuati studi epidemiologici anche sulla popolazione esposta al radon nelle abitazioni. I principali risultati di questi studi sono i seguenti:

- il rischio di tumore polmonare aumenta proporzionalmente all’aumentare della concentrazione di radon;

- il rischio di tumore polmonare aumenta proporzionalmente alla durata dell’esposizione;

- l’aumento del rischio di cancro avviene proporzionalmente rispetto alla “normale” frequenza dei tumori polmonari, mantenendone quindi la distribuzione per età : i tumori polmonari sono rari fino all’età di 45 anni, poi la frequenza cresce e raggiunge i valori massimi dai 65 anni in avanti;

- a parità di concentrazione di radon e durata dell’esposizione, il rischio di tumore polmonare è molto più alto (circa 25 volte) per i fumatori rispetto ai non fumatori.

Il rischio aumenta proporzionalmente alla concentrazione di radon e alla durata dell’esposizione. Per persone esposte al radon per circa 30 anni, l’analisi degli studi epidemiologici effettuati in 11 Paesi Europei, tra cui l’Italia, ha evidenziato un aumento di rischio di circa il 16% ogni 100 Bq/m3 di concentrazione di radon. Il rischio raddoppia per un’esposizione di circa 30 anni ad una concentrazione di circa 600 Bq/m3. A 200 Bq/m3 e 400 Bq/m3 il rischio aumenta rispettivamente del 32% e del 64%. La gran parte della popolazione italiana è esposta ad una concentrazione media di radon inferiore a 100 Bq/m3, circa il 4% della popolazione è esposta a concentrazioni medie superiori a 200 Bq/m3 e circa l’1% a concentrazioni medie superiori a 400 Bq/m3.


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L’Istituto Superiore di Sanità ha stimato che in Italia il numero di casi di tumore polmonare attribuibili all’esposizione al radon è compreso tra 1.000 e 5.500 ogni anno (su un totale annuale di circa 31.000 tumori polmonari), la maggior parte dei quali tra i fumatori, a causa dell’effetto sinergico tra radon e fumo di sigaretta [10].

3.3 Interazione del radon con il particolato Il particolato atmosferico è un sistema disperso di particelle

solide e di particelle liquide che si trovano in sospensione in atmosfera (aerosol). Le particelle possono essere prodotte ed immesse in atmosfera attraverso fenomeni naturali (erosione del suolo ad opera degli agenti atmosferici, spray marino, eruzioni vulcaniche, etc.) o antropogenici (emissioni da traffico, da impianti per la produzione di energia, da impianti di riscaldamento ed industriali di vario genere). Altro materiale particellare si può formare in atmosfera come risultato di complicati processi fisico-chimici fra gas, oppure tra gas e particelle o goccioline d'acqua. Le polveri totali sospese o PTS vengono indicate anche con PM (particular matter).

Dobbiamo notare che la progenie del radon si attacca facilmente al particolato atmosferico, aumentando così la probabilità di essere inalati.

Le particelle primarie sono quelle che vengono emesse come tali dalle sorgenti naturali ed antropiche, mentre le secondarie si originano da una serie di reazioni chimiche e fisiche in atmosfera.

In base alla natura e alle dimensioni delle particelle possiamo distinguere:

- Aerosol: costituiti da particelle solide o liquide sospese in aria e con un diametro inferiore ad 1 µm;

- Foschie: formate da goccioline con diametro inferiore a 2 µm;


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- Esalazioni: costituite da particelle solide con diametro inferiore ad i µm e rilasciate solitamente da processi chimici e metallurgici;

- Fumo: composto da particelle solide di solito con diametro inferiore ai 2 µm e trasportate da miscele di gas;

- Polveri: costituite da particelle solide con diametro fra 0,25 e 500 µm;

- Sabbie: date da particelle solide con diametro superiore ai 500 µm [11].

Le particelle atmosferiche spesso non sono sferiche e le loro forme possono essere estremamente differenziate. La caratterizzazione delle dimensioni del particolato atmosferico viene risolta utilizzando dei diametri equivalenti: - Diametro geometrico: diametro di una particella sferica che ha la

superficie identica a quella della particella in esame; - Diametro equivalente in volume: diametro di una sfera che ha lo

stesso volume della particella in questione; - Diametro ottico: diametro di una particella sferica con lo stesso

indice di rifrazione delle particelle utilizzate per la calibrazione dell'analizzatore ottico, da cui si ricava la distribuzione dimensionale delle particelle, che diffonde la stessa quantità di luce nell'angolo solido misurato;

- Diametro aerodinamico: diametro di una particella perfettamente sferica di densità unitaria (1 gr/cm3) che ha le stesse caratteristiche inerziali della particella in esame.

Il particolato viene classificato anche in base alle dimensioni in:

- Polveri PM10: rappresentano il particolato che ha un diametro inferiore a 10 µm;


- Polveri PM 2,5, che costituiscono circa il 60% delle PM10, rappresentano il particolato che ha un diametro inferiore a 2,5 µm.

La proporzione del materiale particellare totale, che viene inalata nel corpo umano dipende dalle proprietà delle particelle, dalla velocità e direzione di spostamento dell'aria vicino all'individuo, dalla sua frequenza respiratoria e dal tipo di respirazione, nasale od orale. Le particelle inalate si possono poi depositare in qualche punto del tratto respiratorio, oppure possono essere esalate. Il punto della deposizione o la probabilità di esalazione dipendono dalle proprietà delle particelle, del tratto respiratorio, dal tipo di respirazione e da altri fattori. In base a tale caratteristica, le particelle vengono dette polveri inalabili quelle in grado di penetrare nel tratto superiore dell’apparato respiratorio (dal naso alla laringe). Le polveri toraciche sono quelle in grado di raggiungere i polmoni e le polveri respirabili sono in grado di penetrare nel tratto inferiore dell’apparato respiratorio (dalla trachea agli alveoli polmonari) vedi fig. 3.2. [12].

Figura 3.2. Frazione particolato [12]

I nuclei tendono ad attaccarsi maggiormente al PM delle dimensioni lineari di 1 µm ovvero gli aerosol che rappresentano la frazione preponderante del particolato sospeso. La frazione di progenie attaccata λa è direttamente proporzionale alla quantità di aerosol presente nell’ambiente, ovvero :

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λa= Zβ

dove β è il coefficiente d’attacco e Z la concentrazione di aerosol.

Dopo essersi attaccato alle particelle di aerosol esiste comunque una probabilità che successivamente il nucleo si stacchi, grazie alla stessa energia di rinculo durante i successivi decadimenti a catena.

La probabilità di distacco dipende dal radionuclide, dalla direzione di rinculo e dalle dimensioni della particella a cui è attaccato ed è di solito trascurabile tranne nel caso del Po-210, la frazione di progenie non attaccata si depositerà infine sulle superfici presenti all’interno dell’abitazione.

3.4 Grandezze dosimetriche La quantità di radioattività di una data sostanza si chiama attività, che corrisponde al numero di decadimenti radioattivi che si producono in un secondo nella sostanza suddetta. L'attività si misura in Becquerel (Bq). 1 Bq = 1 decadimento radioattivo per secondo. Per definire l’effetto prodotto dalla radiazione ionizzante sulla materia, la grandezza utilizzata è la quantità di energia ceduta per unità di massa della materia irraggiata. Questa grandezza si chiama dose assorbita (D) e la sua unità di misura è il joule/Kg, a cui viene dato il nome di Gray.

Tale grandezza fisica non è in grado di indicare il grado di rischio derivante dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti perché esso, non è solo proporzionale alla dose assorbita, ma è anche legato al tipo di radiazione incidente ed alla radiosensibilità degli organi e dei tessuti irradiati. È necessario quindi introdurre il fattore di qualità delle radiazioni (Q); tale fattore è un parametro che tiene conto della pericolosità delle varie radiazioni rispetto alla radiazione di riferimento, i fotoni, a cui viene assegnato per definizione un Q=1. le particelle alfa presentano un fattore di qualità pari a 20.

Moltiplicando la dose assorbita da un tessuto (D) per il fattore di qualità si ottiene l’equivalente di dose (H), la cui unità di misura è il Sievert (Sv). Il “fattore qualità” (Q.F.) equivale ad 1 per i fotoni, raggi


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gamma e beta, a 10 per i protoni fino a 10 MeV e neutroni veloci, e 20 per i nuclei pesanti accelerati artificialmente.

L’equivalente di dose è l'indicatore utilizzato per descrivere in modo sintetico l'impatto della radiazione ionizzante sugli individui e sulla popolazione.

3.5 Danno biologico [14] Le radiazioni, emesse durante il decadimento radioattivo,

incontrando la materia possono trasferire la loro energia agli atomi o molecole, eccitandone gli elettroni. Se l' energia è sufficiente a sottrarre l' elettrone alle forze d'attrazione del nucleo si otterrà un atomo (o molecola) ionizzato.

La radiazione alfa è costituita da nuclei di elio di massa 4 e carica 2 (2 neutroni e 2 protoni - doppia carica positiva) , queste particelle sono poco penetranti ed esauriscono la loro energia cinetica in un mezzo solido nello spazio di pochi micrometri. Sono prodotte da nuclidi radioattivi e hanno energia raramente inferiore ai 4 MeV e velocità da 15.000 a 20.000 km/s.

Il potere penetrante delle particelle alfa è molto debole, non riescono ad oltrepassare un foglio di carta o lo strato basale dell’epidermide. Hanno potere ionizzante molto elevato, con un’energia di 3 MeV producono infatti 4.000 coppie di ioni per millimetro.

Poiché hanno alto potere ionizzante, ma basso potere penetrante, la radiazione alfa risulta pericolosa solo se emessa da una sorgente interna al corpo umano.

Il danno biologico, dovuto alle radiazioni, deriva dalla ionizzazione degli atomi che formano le molecole che a loro volta formano le cellule degli organismi viventi. Un atomo ionizzato tenderà a produrre nuovi legami chimici all’interno della molecola alla quale appartiene. Se la molecola in questione ha una importanza critica per le funzioni della cellula, allora la cellula stessa può risultare danneggiata.

La radiosensibilità di un tessuto è commisurata al livello di attività riproduttiva delle cellule del tessuto. Infatti, l'assorbimento di energia da radiazioni ionizzanti ha l'effetto di inibire la sintesi


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del DNA bloccando il processo di riproduzione (divisione) cellulare. I tessuti che presentano una più elevata radiosensibilità sono, quindi, quelli più ricchi di substrati cellulari in riproduzione (tessuti emopoietici, linfoidi, epiteliali enterici e riproduttivi) o quelli poco differenziati nei quali le cellule non hanno ancora raggiunto il loro livello finale di specializzazione funzionale. Tessuti che presentano minore radiosensibilità sono, invece, quelli più differenziati (tessuti muscolari, nervosi, epatici, renali, cartilaginosi, ossei).

Il danno biologico può essere di due tipi differenti (Fig. 3.3):

1. Danno diretto: la radiazione crea ionizzazione e quindi il DNA viene danneggiato direttamente dalla radiazione.

L’azione diretta viene spiegata con la teoria dell’urto. Le unità biologiche elementari, quali geni, virus, batteriofagi, disposte in maniera discontinua nei substrati biologici, hanno diversa probabilità di essere colpite dalle interazioni con le radiazioni ionizzanti. Inoltre in rapporto alla loro importanza biologica e ad eventuali momenti funzionali, possono o no evidenziare l’avvenuta lesione (mutazione o no per i geni, morte o no per virus, ecc). si tratta di eventi relativamente rari, in un numero grandissimo di interazioni è stato possibile studiare statisticamente il fenomeno mediante curve dose/effetto. Le probabilità di lesione sono state correlate alle dimensioni del bersaglio “volume d’urto” ed alla frequenza delle cessioni energetiche. L’energia ceduta per ionizzazioni ed eccitazioni molecolari, per ogni unità di percorso della materia, da un fascio di radiazioni, è tanto maggiore quanto meno energetico è il fascio di fotoni o lenta la particella, ed è indicata dal L.E.T. (Linear Energy Trasfer) che determina l’efficacia biologica relativa (E.B.R.) di ogni tipo di radiazioni. Con E.B.R. si indica la capacità di ogni tipo di radiazione ( a parità di energia ceduta) di provocare determinati effetti biologici; l’E.B.R. cresce con il L.E.T. (più gli urti sono ravvicinati maggiore è la possibilità di colpire un “bersaglio” di piccole dimensioni) poi progressivamente decresce con un “effetto saturazione” (progressivamente un numero sempre maggiore di urti interessa bersagli già colpiti).

http://www.sapere.it/enciclopedia/DNA+o+ADN.html


Convenzionalmente si considera pari ad 1 l’E.B.R. di un fascio di fotoni di 250 KeV.

2. Danno indiretto: il danno è prodotto dai radicali liberi dovuti alla ionizzazione delle molecole d’acqua che costituiscono circa il 80% del corpo umano. L’azione indiretta delle radiazioni è di gran lunga prevalente dal punto di vista quantitativo rispetto alla diretta.

Figura 3.3. Danni diretti ed indiretti

Il principale prodotto tossico è quello imputabile alla radiolìsi dell’acqua. Molecole d’acqua sono scomposte in radicali liberi che presentano una notevole reattività chimica: H*,OH*

I radicali liberi possono rompere i legami del DNA; hanno vita molto breve ma sufficiente a raggiungere il nucleo e a danneggiare le molecole di DNA. I radicali liberi possono anche combinarsi e formare perossido di idrogeno, H2O2, tossico per la cellula (Fig. 3.4).

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Figura 3.4. Formazione del perossido di idrogeno

I radicali liberi sono caratterizzati da una squilibrio elettronico periferico, determinato dalla perdita di uno o più elettroni delle orbite esterne, che portano tali frammenti di molecole ad interagire con qualsiasi molecola circostante, per annullare lo squilibrio elettronico, e prevalentemente con le molecole dai legami più deboli.

I composti formatisi, in genere ancora radicali liberi, interagiscono a loro volta con altre molecole e così, tramite numerosi composti intermedi formatisi, gran parte degli eventi finirà, come ultima reazione, ad interessare gli elementi con i legami più deboli come il C-H e N-H delle basi puriniche e pirimidiniche, allineate all’interno dei filamenti di DNA, e le catene laterali “siti attivi” degli enzimi. Si tratta di legami molto deboli, nel DNA sono ulteriormente ridotti dall’esistenza di legami idrogeno con il filamento contrapposto, in media 4 eV ulteriormente ridotti di 0,2 nel DNA, contro un minimo di 13 eV nel prodotti di radiolisi dell’H2O. il radicale ossidante OH o i prodotti di ossidazione successiva HO2 e HO3 rompono almeno due legami contigui, strappando due H. si forma così H2O per effetto ossidante sui 2 H strappati ed un dimero nelle basi contigue del DNA. Questo dimero sarà poi scisso, in molti casi, dai diversi sistemi di riparo a disposizione dell’organismo (fotoriparazione, excisione, excisione tardiva) ma spesso il riparo è scorretto e a sua volta causa frequente di eventi mutageni.

Queste mutazioni radioindotte potranno evidenziarsi o nella progenie, se interessano cellule delle linea germinale o nell’individuo stesso, se vengono colpiti elementi della linea somatica, questi ultimi in fase di riproduzione successiva potrebbero andare incontro ad una


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evoluzione in senso carcinogenetico o leucemogeno. Anche altre strutture biologiche sono bersaglio di radiazioni, tra cui le membrane nucleari o cellulari e gli organuli citoplasmatici, in cui avvengono fenomeni di ossidazioni e per ossidazioni a catena, con conseguenti alterazioni funzionali e morfologiche.

Tutte queste azioni indirette sono condizionate dal LET delle stesse, ma anche da altri parametri, quali la temperatura e il tempo. La temperatura condiziona il libero cammino medio delle molecole, compresi i radicali liberi, e la frequenza delle loro interazioni; reciprocamente anche i meccanismi biochimici di riparo sono condizionati dalla temperatura. A parità di dose somministrata, più le radiazioni saranno ravvicinate nel tempo, minore influenza avranno i processi di riparo.

All’interazione tra materiali biologici e radiazioni consegue una lunga serie di modificazioni: radiochimiche, biochimiche, funzionali, morfologiche che possono in alcuni casi tradursi in un evento finale: il danno biologico. Raramente le conseguenze sono immediate, in genere sono fenomeni tardivi con latenze biologiche di anni.

3.6 Effetti biologici [14] Le radiazioni interagiscono con i tessuti biologici danneggiando i

costituenti cellulari in genere e tra essi il DNA.

Le cellule possono essere o uccise o modificate e gli effetti possono essere:

-change: cambiamento rispetto allo stato di normalità che può risultare dannoso o non dannoso; -damage: lesione ovvero effetto dannoso alle cellule ma non necessariamente all'individuo esposto; -harm: effetto dannoso clinicamente osservabile negli individui irraggiati o nella loro prole; -detriment:il detrimento è un concetto in cui si combinano la probabilità di insorgenza del danno, il tipo di danno e il tempo di manifestazione. Gli effetti biologici delle radiazioni vengono classificati in base alla loro riconducibilità alle cause iniziali in: - Effetti deterministici


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- Effetti stocastici, divisi ulteriormente in effetti somatici e genetici.

Si definisce effetto deterministico o effetto somatico non stocastico un effetto “non casuale” ma “determinato”, che si manifesta negli individui che abbiano ricevuto una dose superiore ad un certo livello di dose detto dose soglia.

La gravità dell’effetto aumenta all’aumentare della dose (oltre la soglia): per questa ragione tali effetti vengono detti ad accrescimento. La soglia di dose varia fortemente a seconda dell’effetto considerato, ma è comunque elevata, dell’ordine del Gray .

Inoltre gli effetti non stocastici si manifestano di regola come effetti precoci (tossicità acuta), cioè a breve distanza di tempo dopo l’irradiazione (dopo giorni, settimane).

Per effetti stocastici (o probabilistici) si intendono invece effetti tutto/niente, cioè non graduati, che non mostrano una soglia di dose al di sotto della quale sicuramente essi non compaiono, ma la cui probabilità di accadimento (ma non la cui gravità) dipende dalla dose assorbita. Per i soli scopi della radioprotezione e delle stime del rischio, si ipotizza una relazione lineare fra la dose assorbita e la probabilità dell’effetto. Gli effetti stocastici delle radiazioni sono dovuti quasi esclusivamente alle interazioni dirette o indirette con il DNA, ne derivano: aumento della frequenza spontanea di comparsa di tumori e di leucemie, mutazioni genetiche.

Gli effetti stocastici possono essere di tipo somatico (tumori solidi, leucemie) oppure di tipo genetico (mutazioni geniche, alterazioni cromosomiche).

3.7 Tessuti biologici a rischio [15]

I tessuti a rischio per l'esposizione al radon ed alla sua progenie sono: mucose dei bronchi, bronchioli segmentali e membrane alveolari. La mucosa bronchiale è il tessuto più importante poiché è la sede dei principali tumori ai polmoni che si suppone siano indotti dalle radiazioni.


Figura 3.5. Struttura dell’epitelio bronchiale

Si suppone che le radiazioni alfa, a causa della loro grande massa, entrando in una zona ricca di cellule in mitosi (epitelio basale) e incontrando il DNA, siano in grado di rompere in più punti la doppia elica, provocando un serio danneggiamento al materiale nucleare. Questo può dar luogo a mutazioni permanenti delle cellule colpite aumentando così la probabilità di contrarre tumori polmonari.

L'epitelio alveolare riceve un equivalente di dose stimato approssimativamente intorno a 0.5 mSv/anno per concentrazioni di radon nell'aria di 37 Bq/m3 (1 pCi/l). L'equivalente di dose a livello dei bronchioli segmentali può raggiungere approssimativamente valori cinque volte superiori.

Una conoscenza della dosimetria dei prodotti del radon è essenziale per l'estrapolazione della valutazione del rischio di cancro polmonare derivata da studi epidemiologici sui minatori e più in generale sulla popolazione che vive in ambiente domestico.

Tre fattori generali influenzano la dosimetria dei prodotti del radon: le caratteristiche fisiche dell'aria inalata, i modelli di respirazione e le caratteristiche anatomofisiologiche del polmone. La quantità di discendenti del radon depositato varia direttamente con la ventilazione al minuto, cioè il volume totale dell'aria inalata ogni minuto.

La deposizione dei discendenti del radon nel polmone non è spiegata da un semplice modello di ventilazione al minuto, in quanto varia con il tipo di flusso in ciascun tipo di via respiratoria (bronchi,

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http://www.ips.it/scuola/concorso_99/radon/mutazioni.html


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bronchioli, alveoli). Questo cambia sia col volume che con la frequenza di respirazione. La proporzione tra respirazione orale e nasale influenza la relazione tra esposizione e dose. Una frazione considerevole di prodotti del radon liberi si depositano nel naso con la respirazione nasale, mentre è probabile che si depositi una frazione meno consistente nella bocca con la respirazione orale.

Le caratteristiche del polmone influenzano anche il rapporto tra esposizione e dose. Le dimensioni e il tipo di ramificazione delle vie aeree determinano la deposizione; questi aspetti della configurazione delle vie aeree possono essere diversi tra bambini e adulti e tra maschi e femmine.

Per un dato livello di esposizione, la dose ricevuta dalle cellule bersaglio può essere più alta per i bambini”.

Il tasso di "clearance" mucociliare e il diametro delle vie aeree entrano anch'essi nei calcoli sulla dose, poiché determinano la presunta localizzazione delle cellule bersaglio nella mucosa bronchiale. La dose aumenta quando si riduce la "clearance" mucociliare.

Il fumo di sigaretta tende a ridurre il tasso di "clearance" e ad aumentare lo spessore dello strato mucoso.

3.8 Stima del rischio Poiché non è possibile eseguire una misura diretta della quantità

di radionuclide depositato in un organo interno, sono stati messi a punto dei modelli che consentono di calcolare la dose assorbita da un tessuto sulla base della misura dell’attività per stimare così il rischio di tumore polmonare da esposizione al radon e ai suoi prodotti di decadimento.

Nella valutazione del rischio bisogna considerare la dose assorbita e la maggiore capacità delle particelle alfa di interagire più intensamente con le cellule del tessuto (dose equivalente) e la diversa risposta dei tessuti del nostro corpo (dose efficace). La dose, nel caso del radon, la dose esprime l’energia che il tessuto polmonare riceve per irraggiamento da parte delle radiazioni alfa emesse.


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Per stimare il rischio di tumore polmonare da esposizione al radon e a prodotti di decadimento vengono utilizzati due approcci diversi: approccio dosimetrico e approccio epidemiologico.

3.8.1 Studi dosimetrici Si calcola la dose assorbita dal polmone tramite modelli che

dipendono da parametri fisici e biologici, si applicano fattori di peso per la radiazione alfa e per l’organo, in questo caso il polmone, ottenendo la dose efficace e si ricava il rischio usando il fattore rischio/dose, ottenuto sulle basi di studi effettuati sulle coorti (campioni di N individui) di sopravvissuti di Hiroshima e Nagasaki.

Il principale problema dell’approccio dosimetrico è una corretta scelta dei fattori di ponderazione per il calcolo della dose effettiva, e l’utilizzo di fattori di conversione “rischio-dose” derivanti da studi epidemiologici su individui esposti a radiazioni differenti dalle alfa ovvero neutroni e gamma. Per questi motivi l’ICRP (International Community of Radiological Protection) sceglie attualmente di stimare il rischio attraverso studi epidemiologici ed utilizzare il fattore “dose-rischio” così calcolato, applicandolo agli studi dosimetrici e facendo si che questi restituiscano lo stesso fattore.

3.8.2 Studi epidemiologici

Gli studi epidemiologici sono raccomandati dalla Commissione Internazionale sulla Protezione Radiologica per stimare il rischio. Si analizzano i dati di studi epidemiologici effettuati su minatori, i risultati attribuiti alla popolazione generale vengono estrapolati tenendo conto delle differenti esposizioni e dei diversi parametri fisici (concentrazione di radon e figli, frazione di figli attaccata all’aerosol, frazione libera, grandezza delle particelle di aerosol)e fisiologici (caratteristiche del tratto respiratorio, velocità di inalazione, spessore dell’epitelio bronchiale, posizione delle cellule bersaglio). In particolare, vengono corretti tenendo conto di due fattori fondamentali:


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- Fattore correttivo A: la coorte in studio è composta esclusivamente da individui maschi di corporatura robusta, mentre la popolazione generale presenta caratteristiche eterogenee.

- Fattore correttivo B: esistono rilevanti differenze tra le caratteristiche dell’aria delle miniere e dell’aria indoor nelle abitazioni (concentrazione degli aerosol, rateo di ventilazione, ecc.)

Un limite è dato dal fatto che gli studi epidemiologici sulla popolazione sono disponibili solo da alcuni decenni poiché l’attenzione all’esposizione al radon indoor è cresciuta negli ultimi 15 anni.

Altro importante limite degli studi epidemiologici risiede nelle difficoltà di valutare la dose personale assorbita dall’individuo negli anni precedenti alla misura, che possono differire sensibilmente da quelli attuali. Per ovviare a questo inconveniente viene utilizzata una misura retrospettiva del Po-210 depositato sulle superfici degli oggetti presenti all’interno dell’abitazione; in questo modo è possibile stimare la dose personale assorbita.

CAPITOLO 4 MONITORAGGIO DEL GAS RADON PRESSO LE STRUTTURE DELL’ATENEO CATANESE

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4. MONITORAGGIO DEL GAS RADON PRESSO LE STRUTTURE DELL’ATENEO CATANESE

4.1 Piano di monitoraggio Nell’ ambito di una generale revisione delle condizioni di igiene

e salubrità degli ambienti di lavoro, su richiesta dell’Amministrazione centrale dell’Università di Catania, il dipartimento di Fisica e Astronomia, su indicazione dell’Area della Prevenzione e della Sicurezza, ha avviato nel 2008 una campagna di misurazione del Radon indoor negli edifici dell’Ateneo di Catania, in ottemperanza alle direttive dei D. Lvi. N. 230/95 e 241/00 in materia di rischi da esposizione a sorgenti di radiazione naturali, anche in relazione alla natura vulcanica dei suoli etnei ed alla tipologia costruttiva degli edifici cittadini.

Tutti gli ambienti interrati, seminterrati e quelli posti al piano terra sono stati oggetto della campagna di misure, effettuata sia con l’ausilio di strumentazione portatile atta a valutare la concentrazione istantanea a fini di screening, sia con l’utilizzo di dosimetri a lungo termine, in grado di misurare il valor medio della concentrazione per periodi prolungati, come previsto nelle linee guida di riferimento tecnico.

Sono stati individuati i locale d’Ateneo che, per caratteristiche costruttive, geologiche o strutturali, lasciavano ipotizzare elevate concentrazioni del gas.

Le misure sono state condotte in tre steps: 1. Misure di tipo istantaneo; 2. Misure integrate per periodi di tempo relativamente brevi; 3. Misure integrate per periodi di lunga durata.


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4.2 Strutture oggetto di studio [17] Il monitoraggio delle concentrazioni di Radon nell'Ateneo di

Catania ha interessato 30 strutture universitarie, ognuna costituita da diversi edifici.

All'interno di ogni struttura i locali da sottoporre alla misura sono stati individuati da analisi planimetriche, dalla destinazione d'uso, ma soprattutto la selezione dei locali si è basata su un primo sondaggio con tecnica attiva e con posizionamento di canestri di carbone o di elettreti a breve periodo.

In totale, a fronte di quasi un migliaio di locali pre-monitorati con campionamento istantaneo (tramite sistema portatile) e campionamento a breve termine (prevalentemente tramite sistema ad elettreti), sono stati monitorati con campionamento integrato a lungo termine 570 locali, in cui sono stati posizionati 706 dosimetri con rivelatori a tracce nucleari, del tipo CR-39.

I vari edifici su cui si è effettuato lo screening radiometrico sono stati raggruppati in tre zone, centro storico, semi-centrale e cittadella universitaria, a seconda della localizzazione sul territorio, del substrato geo-litologico e dell'epoca di costruzione degli edifici stessi, da cui può evincersi anche qualche caratteristica architettonica/costruttiva e sui materiali utilizzati.

Nell'indagine effettuata sono stati preferenzialmente monitorati i locali ubicati ai piani più bassi degli edifici (seminterrati e piani terra), i quali, a diretto contatto con il suolo, per le caratteristiche proprie del gas radon, sono soggetti all'esalazione diretta dalle rocce e dal terreno del substrato, diversamente dai piani più alti ai quali il gas giunge attraverso crepe o fessure dai piani inferiori oppure è esalato dai materiali che ne costituiscono la struttura.

I dati rilevati all' interno di ambienti indoor, per la variabilità relativa al luogo di esposizione, non possono essere sempre direttamente confrontabili; per ovviare a questo problema e dovendo procedere alla definizione di aree di rischio, si utilizza un sistema di normalizzazione delle misure sulla base di alcune indicazioni fomite dall'utente su modelli predisposti.


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CENTRO STORICO

Facoltà di lettere e filosofia Facoltà di Giurisprudenza Facoltà di Scienze politiche Palazzo Hernandez, centro di documentazione europea Casa della cultura Villa Citelli Facoltà Scienze della formazione Via Ferri Palazzo Ingrassia Piano terra Biblioteca 1 Facoltà Scienze della Formazione Facoltà di Lingue e letterature straniere Palazzo centrale Centro per l'integrazione attiva e partecipata Segreteria studenti Piazza Bellini Struttura ex Monastero dei Benedettini Archivi + uffici immatricolazioni URP

Tabella 4.1. Facoltà situate al centro storico

CITTADELLA UNIVERSITARIA

Dipartimento di Scienze chimiche (n.s.) 1 relazione Dip. Di Metodol. Fisiche e chimiche per l'ingegneria Dip. di Fisica e Astronomia ( Dip. Di Matematica e Informatica Facoltà di Ingegneria ed. 3 polifunzionale Dip. Di Architettura e Urbanistica Ingegneria ed.13- 15 - 3 pp(lab) Ed. 8 Edificio 2 Edificio 11

Tabella 4.2. Facoltà situate alla cittadella universitaria


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SEMI-CENTRALE Dip. Scienze Geologiche Dip. Di Scienze Microbiologiche e Ginecologiche Facoltà di Economia e Commercio Palazzo Fortuna Facoltà di Economia Dipart. Di Biologia Animale Scienze Biomediche Dipart. Di Botanica Facoltà di Agraria Facoltà di Agraria, Valdisavoia Villa San Saverio Tipografia Universitaria CDE-COF Polo didattico Facoltà Scienze Politiche

Tabella 4.3. Facoltà situate in zona semi-centrale

4.3 Protocollo di azione [18] [19] [20] Il sopralluogo relativo al monitoraggio del gas radon è finalizzato

alla conoscenza della concentrazione del gas indoor all’interno dei singoli locali luoghi di lavoro, rapportato alle modalità di utilizzo del locale da parte del personale ed a tutela di quest’ultimo. Durante il periodo di misura i locali sono stati mantenuti nelle normali condizioni di esercizio in maniera tale da ricavare dati rispondenti a situazioni reali.

Un’indagine preliminare precede il singolo sopralluogo. Durante tale fase si procede all’individuazione, su base planimetrica dei locali, nonché ad uno studio relativo alla destinazione d’uso di ogni singolo ambiente, ai tempi di permanenza al suo interno, alla presenza di impianti di climatizzazione, alle caratteristiche costruttive dell’edificio, alle caratteristiche geologiche del substrato, alle tipologie di ricambio d’aria presenti.

All’interno dei locali sono state eseguite misure istantanee mediante l’utilizzo di una camera di ionizzazione Alphaguard. La misura aveva una durata minima di mezz’ ora e prevedeva la registrazione ogni 10 minuti di parametri quali: temperatura, pressione atmosferica, umidità relativa, concentrazione del gas radon con relativa percentuale d’errore.


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Le misure vengono avviate dopo un tempo minimo di ambientazione che permette di eliminare errori dovuti ad un residuo all’interno della camera a ionizzazione, legato alle misure precedenti.

Alla misura istantanea, sono state affiancate misure integrate nel tempo, mediante il posizionamento di dosimetri passivi, che consentono di ottenere la valutazione della concentrazione di attività media del radon, nell’arco di una durata minima di tre mesi.

L’insieme dei dati emersi da ogni singola campagna di monitoraggio è stato elaborato e analizzato a cura del gruppo di esperti del Dipartimento di Fisica e Astronomia, che ha redatto relazioni riepilogative comunicate all’ Area della Prevenzione e della Sicurezza, per la valutazione del rischio da esposizione a radiazioni ionizzanti.

4.4 Tecniche di misura scelte Le misure di concentrazione di radon, così come previste dalla

normativa vigente, avevano lo scopo di fornire come risultato finale il valore di concentrazione di gas radon mediato in un intero anno. Tali misure sono state precedute da una campagna di monitoraggio della durata di qualche giorno; gli studi preliminari sono necessari al fine di operare una selezione dei locali ove poi agire con metodologie utilizzate per le misure di concentrazione di radon a lungo termine.

Le tecniche di misura all’interno dei locali sono state scelte sulla base delle raccomandazioni della norma UNI/TR11290 e si tratta, salvo casi eccezionali, di una misura istantanea ed una misura integrata. [18]

Le metodologie utilizzate per il monitoraggio sono:

- Misure istantanee: camera a ionizzazione;

- Misure a breve termine: Rivelatori ad elettrete; Canestri di carbone attivo (utilizzati solo a supporto dei precedenti).

- Misure a lungo termine: rivelatori a tracce nucleari CR-39.

4.4.1 Misure istantanee Le misure istantanee sono state effettuate con lo strumento

Alphaguard della Genitron Instruments (Fig. 4.1), uno spettrometro alfa


basato su un rivelatore a camera di ionizzazione ed un analizzatore DSP (Digital Signal Processing) per il riconoscimento della forma specifica degli impulsi dovuti alle particelle alfa di decadimento del Radon. Lo strumento è sensibile solo al radon ed insensibile a raggi X-gamma-cosmici, al trizio ed a gas nobili. Inoltre lo strumento non è soggetto a disturbi dovuti a vibrazioni e urti; a campi magnetici; all'umidità relativa nell'intero range da 0 al l00%. L'insieme delle caratteristiche assicura al rivelatore una sensibilità molto elevata ed un fondo proprio molto basso. Ne consegue una buona statistica anche nel caso di misure a ciclo aperto.

Figura 4.1. Alphaguard della Genitron instruments

I1 Range di misura va da 2 Bq/m3 a 2.000.000 Bq/m3. Lo strumento può funzionare per "diffusione" gassosa naturale oppure “a flusso" mediante pompa a portata variabile e calibrata. Nel nostro caso lo strumento è stato adoperato in modalità "diffusione" e raggiunge il regime, e quindi i primi valori attendibili, dopo circa 20 minuti dall'accensione dello strumento. In particolare lo strumento adoperato nella campagna di misure in questione è il Modello Genitron AlphaGuard S/N 1274 acquistato presso la ditta RadTech (Strumentazioni per analisi di fisica ambientale e medica) ed è sempre stato sottoposto alle periodiche tarature.

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4.4.2 Misure a breve termine Le misure a breve termine sono state effettuate con due

metodologie, di cui la prima utilizza gli elettreti.

L'elettrete è un disco di Teflon che mantiene un potenziale elettrostatico stabile, che, una volta posto in un contenitore di volume noto contenente l’ aria da monitorare, raccoglie gli ioni prodotti dalle emissioni del Radon e dei suoi discendenti, per cui il suo potenziale si riduce in modo proporzionale all'attività presente nel contenitore.

Figura 4.2. Dosimetri ad elettrete

Figura 4.3. Dosimetri ad elettrete

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Il sistema utilizzato per la campagna di monitoraggio è quello E-PER. Gli elettreti adoperati sono caratterizzati da configurazione SST, ovvero sfruttano una camera S (Short), che è indicata per misure di breve periodo ed incorpora un dispositivo on/off che consente di isolare I' elettrete durante il trasporto o lo stoccaggio, e un rivelatore ad alta sensibilità ST indicato per brevi periodi di esposizione (da 2 giorni ad una settimana). Quando l’elettrete nel suo contenitore (camera) è esposto nell'ambiente da monitorare, il Radon diffonde nella camera fino a quando la concentrazione interna è la stessa che nell'ambiente e le radiazioni emesse dal gas e dai figli all'interno della stessa ionizzano l'aria. L'elettrete, carico positivamente, attira gli elettroni causando una diminuzione della carica netta e quindi del potenziale superficiale dell'elettrete, mentre gli ioni positivi si neutralizzano sulla superficie della camera. Il lettore elettronico di cui è dotato il sistema consente la misura del potenziale superficiale dell'elettrete. Dalla variazione di tensione dell'elettrete e dal tempo di esposizione, tramite opportuni coefficienti di calibrazione, è possibile risalire ai valori di concentrazione di gas radon dell'ambiente in cui gli elettreti sono stati esposti:

dove: - CRn, è la concentrazione di radon espressa in Bq/m3

- VI e VF sono il voltaggio iniziale e finale dell'elettrete

- D è il periodo di esposizione in giorni

- Fc è il fattore di calibrazione

- H è un fattore correttivo per l'altitudine

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- Bγ è la concentrazione radon equivalente dovuta al fondo gamma ambientale dato da Bγ: C X Rγ con \ rateo di fondo gamma in nGy/h e C costante di calcolo per una data configurazione.

La valutazione della concentrazione di gas radon viene effettuata mediante il software "Radon LAB" sviluppato presso il Laboratorio di radioprotezione del Dipartimento di Ingegneria Nucleare del Politecnico di Milano ed è relativo alla configurazione con elettreti E-Perm, utilizzati e commercializzati dalla Rad Elec Inc.

Altra metodologia utilizzata sono i canestri a carbone attivo.

Il canestro di carbone attivo è costituito da un contenitore metallico cilindrico contenente i carboni attivi (circa 70 grammi) che hanno la caratteristica di adsorbire il Radon presente nell'aria del locale in cui il canestro è esposto. I1 contenitore è fornito di coperchio in metallo a tenuta di gas per evitare fughe parziali del gas adsorbito durante l’ intervallo di tempo compreso tra la fine dell'esposizione in aria e l' inizio dell'analisi in laboratorio tramite spettrometria gamma. Il canestro, preliminarmente pesato, va esposto, sprovvisto di coperchio, nel locale confinato da monitorare per un tempo pari a 48 ore, trascorse le quali il canestro va chiuso e lasciato a rìposo per circa 1 ora, tempo necessario affinché venga raggiunto l'equilibrio transiente tra Radon e figli emettitori γ.

L'identificazione dei nuclidi emettitori accumulati nei dosimetri avviene mediante spettrometria gamma, facendo uso di un rivelatore NaI(Tl), collegato ad un fotomoltiplicatore connesso ad un PC mediante una scheda di acquisizione multicanale completa di software di analisi. Tale rivelatore è stato opportunamente tarato in energia e in efficienza. Dai risultati dell'analisi spettrale, dalla conoscenza del tempo di esposizione e del fattore di calibrazione si ricava la concentrazione relativa al periodo di esposizione. La tecnica dei carboni attivi è adatta a misure di concentrazioni anche inferiori ai 20 Bq/m3 e richiede pochi giorni per la sua realizzazione. Il limite principale consiste nella forte dipendenza dalle condizioni ambientali di temperatura e umidità. I rilevamenti con il metodo dei canestri di carbone attivo vengono effettuati seguendo appropriati protocolli di misura dell'EPA (Environmental Protection Agency).


4.4.3 Misure a lungo termine Le misure a lungo termine sono state effettuate mediante

l'utilizzo di dosimetri muniti di rivelatori a tracce nucleari del tipo CR- 39.

L’ utilizzo della tecnologia dei CR-39 offre i seguenti vantaggi:

- Le piccole dimensioni del rivelatore e del contenitore che offrono il vantaggio di un utilizzo in grandi quantità ed in condizioni di maneggevolezza.

- La possibilità di archiviare i rivelatori già sviluppati in modo che essi rimangano sempre disponibili per eventuale ripetizione delle analisi.

- Indipendenza della misura dalle condizioni ambientali.

- Buone caratteristiche dosimetriche, una risposta su di un ampio intervallo di energia (200 keV - l4 MeV) ed una bassa soglia di rivelazione (< 0,1 mSv).

I dosimetri passivi, rivelatori CR39, sono stati forniti dalla Miam (Fig 4.4).

Figura 4.4. CR-39 Miam

Ogni rivelatore è costituito da un contenitore in plastica di forma opportuna al fine di costituire una “camera di diffusione”, e dal “rivelatore” vero e proprio in PoliAllilDiglicolCarbonato posto

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all’interno. Ogni singolo rivelatore è contenuto in apposita busta protettiva sigillata impermeabile al radon; la busta presenta un codice a barre che è ripetuto anche sul rivelatore e che lo identifica in ogni fase della misura [21]

4.5 Posizionamento dei dosimetri Considerato che numerosi studi hanno messo in evidenza la

variabilità della concentrazione di radon anche fra ambienti contigui, le misure devono in generale essere effettuate in ogni locale fisicamente separato; il risultato della media annuale del singolo locale dovrà essere confrontato con il livello di azione di 500 Bq/m3 introdotto dalla normativa.

Nel caso di luoghi di lavoro sotterranei in cui vi sia un numero elevato (dell'ordine delle decine) di ambienti “analoghi” sulla base di considerazioni riguardanti le caratteristiche della costruzione e dell’uso degli ambienti stessi, compresa la ventilazione e il tipo di attività, si può ridurre il numero di misure da effettuare in uno stesso edificio. Tale scelta dovrà essere oggetto di una relazione che dovrà necessariamente essere sottoposta a verifica: se la media dei valori misurati risulterà sostanzialmente inferiore al livello di azione e la loro variabilità contenuta, l’operazione sarà giustificata anche a posteriori, in caso contrario, sarà necessario estendere in una seconda fase il programma di misura a tutti i locali.

Riguardo al numero di misure da effettuare, gli ambienti di lavoro possono essere per semplicità classificati sulla base delle loro dimensioni in due categorie principali:

1. Locali separati di piccole dimensioni (inferiori a 50m2): una misura in ciascun locale;

2. Ambienti di medie e grandi dimensioni: una misura ogni 100 m2 di superficie.

I dosimetri passivi sono stati collocati ad un’altezza superiore ad un metro, in un luogo distante il più possibile da correnti d’aria, quindi lontano da finestre, porte, bocchettoni di aria condizionata. Sono stati


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esclusi gli ambienti non adibiti a lavoro, quali bagni, ripostigli, locali, di servizio o di passaggio.

4.6 Relazioni e risultati Il posizionamento dei dosimetri passivi, nonché la misurazione

istantanea, sono stati effettuati durante la reale situazione di lavoro, tenendo conto del ciclo di lavoro, delle fasi lavorative, delle postazioni operative e delle condizioni di aerazione e ventilazione dei locali.

Si è proceduto con la stesura di una relazione per ogni struttura monitorata che riassumesse i risultati ottenuti.

Nelle tre tabelle di seguito sono riportati i risultati > di 300 Bq/m3, ottenuti dal monitoraggio, e rispettivamente nella prima tabella i dati relativi ai locali appartenenti alle strutture semi-centrali (tab. 4.4) dell’università, nella seconda tabella i locali del centro storico (tab. 4.5) e nella terza tabella i locali della cittadella universitaria (tab. 4.6).

SEMI- CENTRALE Conc Radon Bq/ m3

Edifici con

300<conc.<500 Bq/m3

Edifici con conc.>500

Bq/m3

Dip. Scienze Geologiche Piano interrato SA (VDG) 558 ± 45 1 VDG SA in fondo 316 ± 34 1 VDG SA ingresso 359 ± 38 1 Dip. Di Scienze Microbiologiche e Ginecologiche

1

Facoltà di Economia e Commercio Palazzo Fortuna

16/01/41 Loc.22 Segreteria 365 ± 31 1 16/01/41 Loc.22 Bis Segreteria 316 ± 28 1 16/01/41 Loc.24 Segreteria 375 ±32 1


16/01/41 Loc.25 Segreteria 446 ± 35 1 2 Scienze Biomediche 49/03/23 Locale 11 Portineria 300 ± 26 1 Dipart. Di Botanica 1 Facoltà di Agraria DACPA 10/03/18 Seminterrato loc.12 Sala Assaggi

423 ± 32 1

DISTEF 13/03/20 Loc.16 Allevamenti

321 ± 26 1

DISTEF 13/03/20 Loc.15 Allevamenti

549 ± 40 1

DISEAE 12/01/21 Loc.6 Aula 328 ± 28 1 DISTEF 13/03/20 Laboratorio microscopia

271 ± 64 1

Tabella 4.4. Tabella risultati edifici siti in zona semi- centrale

CENTRO STORICO Conc Radon Bq/

m3

Edifici con

300<conc.<500

Bq/m3

Edifici con

conc.>500

Bq/m3 Facoltà di lettere e filosofia 32/01/50 Piano Terra,Ufficio 4 1176±82 1 36/01/30 Piano Terra Locale 28 Archivio 621± 45 1 36/01/30 Piano terra Locale 22 Museo 343± 27 1

36/01/30 Piano terra corridoio 40 302± 25 1 MF01 Piano terra locale B1 Museo della Fabbrica 360± 30 1 MF01 Piano terra locale L (sul pozzo) Museo della Fabbrica 798± 65 1 MF01 Piano terra Locale 287 Antiche Cucine 318± 28 1 MF01 Piano terra locale P Museo della fabbrica 314± 28 1 32/01/50 Piano terra Deposito libri 8 482± 53 1 32/01/50 Piano terra Deposito libri1 478± 52 1

55


56

32/01/50 Piano terra Deposito libri 3 519± 57 1 32/01/50 Piano terra Deposito libri 13 406± 45 1 32/01/50 Piano terra Aula 43 Bis, Aula A2 ( armadio) 300±35 1 36/01/30 Piano terra Dipart. Studi Filologici e storici, locale 32 Loc. tecnico 441 ± 48 1 36/01/30 Piano terra Dipart. Studi Filologici e storici, locale 28 Archivio 392 ± 43 1 32/01/50 Piano Terra,Ufficio 5 - Ufficio 9 (Biblioteca Uffici) 509 ± 39 1 32/01/50 Piano Terra,Ufficio 18 Centro gestione amministrative 480 ± 37 1 MF01 Piano terra Locale A Museo della Fabbrica 299 ± 27 1 36/01/30 Piano terra Locale 23 Museo 284 ± 24 1 10

Facoltà di Giurisprudenza 24/01/42 Seminterrato Loc. 17 Aula Multimediale 2536 ±329 1 24/01/42 Seminterrato Loc. 22 ufficio Centro di Calcolo 326 ±84 1 24/01/42 Seminterrato Loc 20 Ufficio Centro di calcolo 336 ±40 1 24/01/42 Seminterrato loc. 23 server centro di calcolo 451 ± 34 1 24/01/42 Seminterrato Loc. 16 Locale studenti 936 ±66 1 24/01/44 Piano terra Loc. 8 Sala lettura 362 ± 29 1 24/01/44 Piano Terra Loc. 5 Deposito Libri 404 ±45 1 24/01/46 Piano 1 Stanza avv. Currao 278 ±104 1 24/01/42 Piano terra Loc. 15 276 ± 24 1


57

Rappresentanza 24/01/42 Piano terra Loc. 18 Aula Magna 293 ± 24 1 2 Facoltà di Scienze politiche 03/13/07 loc 7 Archivio 365 ±36 1 1 Facoltà Scienze della formazione Via Ferri Palazzo Ingrassia Piano terra Biblioteca 1 373 ± 29 1 1 Facoltà Scienze della Formazione 43309 Deposito libri nicchia 346 ± 61 1 43309 Deposito libri Muro T78836 484 ± 39 1 43310 Biblioteca consultazione - Ripostiglio T78703 295 ± 29 1 Facoltà di Lingue e letterature straniere MF01 primo piano Loc. 260 1/2 (studio e/o laboratorio) 522 ± 44 1 Palazzo centrale (c.f.) 2 relazioni Centro per l'integrazione attiva e partecipata (c.f.) 2 relazioni Segreteria studenti Piazza Bellini


58

Struttura ex Monastero dei Benedettini Loc 4 (notte) > 1500 1 Archivi + uffici immatricolazioni URP

Tabella 4.5. Tabella risultati edifici siti al centro storico

CITTADELLA UNIVERSITARIA Conc Radon

Bq/ m3

Edifici con 300<conc.<500 Bq/m3

Edifici con

conc.>500 Bq/m3

Dip. Di Metodol. Fisiche e chimiche per l'ingegneria 31/02/15 Piano Seminterrato ( stanza ESCA) 428 ± 35 1 Dip. Di Matematica e Informatica Relazione Finale 59/01/51 seminterrato Loc 3 340 ± 38 1 Relazione Finale 03/13/07 Locale 7 Archivio 365 ± 36 1 Edificio 2 T78703 295 ± 29 1 T78836 484 ± 39 1 Edificio 11

Tabella 4.6. Tabella risultati edifici siti alla cittadella universitaria

Su 570 locali monitorati, trenta di essi presentano valori di concentrazione superiori a 400 Bq/m3.La normativa prevede che se la misura è tra l’80% e il 100% del livello di azione (cioè tra 400 e 500 Bq/m3) l’obbligo di legge prevede la ripetizione annuale della misura.


59

Nel caso in cui la misura fosse superiore al livello di azione (500 Bq/m3) è necessario verificare la dose efficace, ed applicare interventi di mitigazione predisponendo adeguate azioni di rimedio, ed informare e formare i lavoratori in merito al rischio radon.

CAPITOLO 5 IMPOSTAZIONE DEL NUOVO PIANO DI MONITORAGGIO ALL’INTERNO DELL’UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA

61

5. IMPOSTAZIONE DEL NUOVO PIANO DI MONITORAGGIO RADON PRESSO L’UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA

5.1 Programmazione delle attività La seconda fase di monitoraggio radon ha previsto la scelta del

campione di indagine (edifici) basandosi sui valori della concentrazione di radon indoor ottenuti dal precedente monitoraggio; In particolare sono stati selezionati trenta edifici i cui valori superano i 400 Bq/m3 di concentrazione di radon indoor. Tra le strutture universitarie ne è stata individuata una non monitorata precedentemente, il CUTGANA sita in via Terzora 8 San Gregorio di Catania, che rientrerà tra i locali oggetto del nuovo piano di monitoraggio del gas radon. In essa si procederà con le misure in tre locali diversi, siti in piani differenti.

Una volta individuati i locali si procederà al posizionamento dei dosimetri CR39 con cadenza trimestrale nei locali, per la durata continua di un anno solare. L’insieme dei dati emersi da ogni singola campagna di monitoraggio verrà poi elaborata per estrarre la concentrazione media del gas radon e convogliata in una relazione riepilogativa da parte dell’Area della Prevenzione e della Sicurezza, che valuterà il livello di rischio da esposizione a radiazioni ionizzanti.

5.2 Scelta dei locali da monitorare e tecniche di misura utilizzate

I locali oggetto del nuovo piano di monitoraggio del gas radon sono in un numero di trentatré. Di tali locali, trenta sono stati selezionati poiché le misurazioni effettuate nella campagna precedente hanno rilevato valori di concentrazione radon superiori a 400 Bq/m3 .

I trentatré locali sono così ripartiti:

- Cutgana (San Gregorio di Catania): 3 locali;


62

- Facoltà di Lettere: 11 locali;

- Facoltà di Giurisprudenza: 5 locali;

- Dip. di Scienze Politiche: 1 locale;

- Dip. Scienze della Formazione: 2 locali;

- Facoltà di lingue e letterature straniere: 1 locale;

- Monastero dei Benedettini: 2 locale;

- Dip. di metodologie chimiche e fisiche per l’ingegneria: 1 locale;

- Dip. di Matematica ed Informatica: 1 locale;

- Edificio 2 della Cittadella universitaria: 1 locale;

- Dip. di Scienze Geologiche: 1 locale;

- Facoltà di Economia e Commercio, Palazzo Fortuna: 2 locali;

- Facoltà di Agraria: 2 locali.

Le relazioni della precedente campagna sono state utilizzate per impostare delle tabelle riassuntive di ogni locale oggetto del nuovo monitoraggio. Ogni tabella conterrà la descrizione del locale, le misure effettuate complete di date e risultati (Fig. 5.1). Di seguito sono riportate delle tabelle come esempio.


Figura 5.1. Esempio di tabella locali

63


64

5.3 Monitoraggio istantaneo sede del CUTGANA Dei trentatre locali da monitorare, tre sono locali appartenenti

alla sede del Cutgana.

Costituito nel 1996, il Centro Universitario per la Gestione e la Tutela degli Ambienti Naturali e degli Agroecosistemi è un Centro Interfacoltà dell'Università degli Studi di Catania.

Il CUTGANA, è costituito da due sedi operative, una sita in via Androne 81, Catania ed una sita in via Terzora 8, San Gregorio di Catania.

Oggetto del monitoraggio istantaneo è stata la sede operativa di San Gregorio di Catania. È una struttura di cemento armato composta da tre piani, seminterrato, piano terra e primo piano. Le misure hanno interessato il piano seminterrato ed il piano terra. Geologicamente l’edificio si trova sulla formazione La Timpa (Pleistocene sup.-Olocene) membro S. Maria la Scala (età radiometrica 145.8 ±7 Ka- 121.2 ± 7.5 Ka). L’unità litologica caratterizzante il sito è roccia lavica di composizione hawaiitica.

Di seguito sono riportate le planimetrie dei tre piani interessati da questo primo monitoraggio.


Figura 5.2. Planimetria piano terra

65


Figura 5.3. Planimetria seminterrato

66


In data 10 Luglio 2012 sono state effettuate le misure istantanee dei locali all’interno della sede operativa del CUTGANA di San Gregorio.

Lo strumento utilizzato è Alphaguard della Genitron Instruments, adoperato in modalità "diffusione".

Il semiinterrato ospita locali adibiti all’attività di divulgazione naturalistica nonché laboratori forniti di totem multimediali, editoria cartacea e video.

La prima misura effettuata ha interessato la stanza 3 del semiinterrato (vedi fig. 5.4.).

Figura 5.4. Stanza 3 seminterrato

La misura, della durata di mezzora ha indicato i seguenti risultati riportati in tabella 5.1:

67


Bq/m3

Massimo 44

Minimo 8

Media 30±13 Tabella 5.1. Risultati concentrazione di radon locale 2

Tali risultati sono stati inseriti in un grafico attraverso il software DataEXPERT, che permette di collegare la memoria dello strumento a quella del computer. In figura 5.5 si può vedere l’andamento della concentrazione di radon indoor in funzione del tempo (in ascissa).

Figura 5.5. Valori di concentrazione di radon nell’intervallo temporale

delle misure

Secondo punto di misura è ubicato nel locale 8 del seminterrato (vedi figura 5.6.). I risultati sono riportati in tabella 5.2.:

68


Bq/m3

Massimo 46

Minimo 19

Media 35±8 Tabella 5.2. Risultati concentrazione radon locale 3

Figura 5.6. Locale 8 seminterrato

In figura 5.7 è riportato l’andamento della concentrazione di radon indoor durante il periodo di campionamento.

69


Figura 5.7. Valori di concentrazione di radon nell’intervallo temporale delle misure

Completate le misure del semiinterrato, si è passati alle misure del piano terra. Il seguente piano ospita gli uffici e la sala riunioni. Il locale monitorato è quello indicato in planimetria dal numero 2 (vedi figura 5.7.) ed è adibito ad ufficio.

70


Figura 5.8. Locale 2 piano terra

I risultati sono riportati in tabella 5.3:

Bq/m3

Massimo 76

Minimo 23

Media 50±9 Tabella 5.3. Risultati concentrazione radon locale 8

In figura 5.8. è riportato l’andamento della concentrazione di radon indoor durante il periodo di campionamento.

71


Figura 5.9. Valori di concentrazione di radon nell’intervallo temporale delle

misure

Come si può riscontrare dai risultati e dai grafici, i valori delle concentrazioni di radon indoor sono ben al di sotto del livello di azione, e quindi i lavoratori all’interno di tale edificio non sono sottoposti a rischio legato alla presenza del gas Radon.

5.4 Obiettivo finale Come visto più volte in precedenza, il radon è un gas pericoloso

per la salute dell’uomo e proprio per questo il D. Lgs 241/2000 fissa dei livelli di azione.

Poiché la campagna di monitoraggio svolta tra il 2008 ed il 2010 ha riportato valori di concentrazione tra l’80 e il 100% dei livelli di azione in trenta locali dell’ Università, è stato necessario impostare un nuovo piano di monitoraggio, di durata annuale.

72


73

I locali dell’Università sono considerati luoghi di lavoro, ed è proprio per questo che l’Ateneo è soggetto al D.Lgs. 81/08.

Obiettivo finale dei monitoraggio è quello di evidenziare gli eventuali locali i cui valori di concentrazione di radon superino i livelli di azione fissati dalla normativa e, nel caso in cui i valori superino i 400 Bq/m3 è necessario ripetere le misure e se necessario intervenire sul locale o sulle modalità di utilizzo di quest’ultimo, riducendo così il rischio correlato.

Nel caso fosse necessario, sarà prevista la bonifica dell’edificio. Alcune tecniche di risanamento prevedono la ventilazione forzata, la depressurizzazione, l’isolamento del suolo, la ventilazione delle intercapedini ecc, e già in passato l’ APS ha effettuato il risanamento di alcuni locali individuati dal piano di monitoraggio [17].

Conclusioni Per l’impossibilità di percepire direttamente la sua presenza, il

radon rappresenta un pericolo per la salute dell’uomo, soprattutto per i suoi effetti nocivi a medio e lungo termine, di cui si devono valutare i fattori di rischio.

Il radon, grazie alle sue caratteristiche chimico-fisiche, fa si che non ci accorgiamo della sua presenza e proprio per questo è pericoloso per la salute dell’uomo in certi ambienti chiusi. Il controllo delle concentrazioni di radon deve rappresentare un impegno prioritario per gli operatori della sicurezza affinché vengano attivate le strategie necessarie per contrastare la sua azione.

Il rischio di esposizione al radon è elevato quanto più il lavoratore trascorre il suo tempo in ambienti confinati, quali l’ufficio, soprattutto se in locali a contatto col suolo e poco areati.

È necessario sensibilizzare il datore di lavoro, dare corrette informazioni ai lavoratori, stabilire piani di misurazione e proporre interventi di miglioramento della sicurezza.


74

Inoltre, per una corretta informazione è necessario conoscere le principali metodiche per ridurre la concentrazione di radon nei luoghi chiusi.

L’APS dell’Unict, conclusa la campagna di monitoraggio in programma, sarà in grado di valutare il livello di rischio da esposizione a radiazioni ionizzanti e, individuati eventuali locali in cui i lavoratori possano andare incontro a rischio da radon, procederà ad effettuare interventi di mitigazione.

APPENDICE

75

BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA

[1] Decreto legislativo del 9 Aprile 2008, il “Testo Unico” sulla sicurezza sul lavoro.

[2] Martino Maria Rizzo “Rischio radon”.

[3] R. Shweikani, T. G. Gaddui, S.A. Durrani, The effect of soil parameters on the radon concentratio valuesin the envinment, Radiation measurements, vol 25 (1995)

[4] A. K. Singh, D. Sengupta, R. Prasad, Radon exhalation rate and uranium estimation in rock samples from Bihar uranium and copper mines using the SSNTD technique, Applied Radiation and isotopes, vol 51, pp 107-113 (1999)

[5] T. Caciari, F. Tomei, M. Fiaschetti, R. Giubilati, B.G. Ponticiello, S. De Sio, F. Naro, G. Tomei, A. Sancini ( 2010) “Rischio radon e prevenzione” G Ital Med Lav Erg 2010; 32:4, Suppl, 240-244

[6] Massimo Moroni “Il radon” (2002)

[7] C.Mancini et al., Misura della concentrazione di Radon in aria e acqua mediante la spettrometria gamma, Acqua aria,2 (1995) 543-546.

[8] Dario Russignaga (Coordinatore), Silvia Bergonzi, Francesco Chiappini, Sergio De Paoli, Umberto Bassani, Federico Gianni, Francesco Marchionni, Luigi Rossi “ PROPOSTA DI LINEE GUIDA ORGANIZZATIVE PER LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO GAS RADON” D.lgs. 241 del 26 maggio 2000, recepimento della direttiva 96/29/Euratom, D.Lgs 230/95

[9] Ministero della Salute PIANO NAZIONALE RADON (2002)

[10] ISPESL Quaderni per la salute e la sicurezza- “ Il radon in Italia: guida per il cittadino” (Novembre 2007)

[11] http://www.nonsoloaria.com

[12] http://www.conteng.it

http://www.nonsoloaria.com/

http://www.conteng.it/

APPENDICE

76

[13] Knutson, E. O., K. W. Tu, S. B. Solomon, and J. Strong, 1988. “ Intercomparison of three diffusion batteries for the measurement of radon decay product particle size distributions. Radiat. Prot. Dosim. 24:261

[14] Marco Caprotti “Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti” (1991)

[15] Lega polmonare e lega del cancro, (Gennaio 2009), “Radon e cancro ai polmoni”

[16] ANPEQ (Associazione nazionale professionale esperti qualificati) Rischio Radon: cosa è, come si previene, come si misura, come si interviene (2003)

[17] Gulisano, M. C. Marino, P. Ricci, V. Zimmitti- APS Valutazione del rischio radon nell’ateneo catanese: intervento tecnico di mitigazione

[18] Rapporto tecnico Classificazione dei metodi di misurazione del radon222 e dei suoi prodotti di decadimento- UNI/TR 11290- Luglio 2008

[19] Proposta di linee guida organizzative per la valutazione del rischio gas radon- D. Lgs. 241 del 26 Maggio 2000, recepimento della direttiva 96/29/Euratom, D- Lgs. 230/95

[20] Conferenza dei Presidenti delle Regioni e delle Province Autonome- Linee guida per le misure di concentrazione di radon in aria nei luoghi di lavoro sotterranei- Roma 6 Febbraio 2003

[21] http://www.tecnorad.it

http://www.tecnorad.it/

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