PRESENZA DI RADIONUCLIDI NATURALI NELLE ACQUE POTABILI

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1 PRESENZA DI RADIONUCLIDI NATURALI NELLE ACQUE POTABILI Flavio Trotti Osservatorio Agenti Fisici ARPAV Verona LA RADIOATTIVITÀ NELLE ACQUE POTABILI DEL VENETO - VERONA, 21 APRILE 2010

2 Origine della presenza di radionuclidi naturali nelle acque I radionuclidi sono rilasciati dai minerali dell aquifero nelle acque a seguito prevalentemente di erosione e dissoluzione principali radionuclidi a) serie dell U-238: U-238, U-234, Ra-226, Rn-222, Pb-210, Po-210 b) serie del Th-232: Th-232, Ra-228 c) K-40 gli elementi delle serie di U e Th sono in equilibrio secolare nelle rocce, mentre le loro concentrazioni variano a seguito dei complessi processi chimico-fisico occorsi e delle caratteristiche individuali i contenuti di radioattività naturale sono maggiori nelle acque sotterranee di quelli delle acque superficiali

3 Origine della presenza di radionuclidi naturali nelle acque In generale (acque sotterranee) a) il Th è poco solubile (scarsamente mobilizzato dall acqua) b) in ambiente ossidante, l U forma complessi stabili assai mobili (il contrario in ambiente riducente) c) la concentrazione dei due isotopi del Ra nelle acque è indipendente dalla concentrazione dei relativi capostipiti nelle acque medesime d) la concentrazione del Ra nell acqua dipende più dalla chimica dell acqua che dal rispettivo contenuto nella roccia madre

4 Livelli di radioattività naturale delle acque potabili nel mondo (Unscear 2000) Paese 238 U 230 Th 226 Ra 210 Pb 210 Po 232 Th 228 Ra 228 Th 235 U USA Asia Cina India Europa Finlandia Francia Germania Italia Polonia Romania Svizzera Spagna < UK Valore rif Valori in mbq/l

5 Calcolo della dose efficace per ingestione di acqua potabile con D i,e = C i,w R e F i,e D i,e (µsv/a) = dose efficace per ingestione del radionuclide i e per la fascia di età e C i,w (Bq/l) = concentrazione di attività nell acqua del radionuclide i R e (l/a) = volume annuo di acqua assunto per la fascia di età e (adulti = 730 l/a, bambini = 350 l/a, lattanti = 250 l/a, fonte: Article 31 group of experts Euratom Treaty) F i,e (µsv/bq) = coefficiente di dose efficace da ingestione per il radionuclide i e la fascia di età e (fonte: ICRP 72)

6 Dosi efficaci da ingestione di cibo e acqua potabile per i radionuclidi delle serie di 238 U e 232 Th dose efficace (µsv/a) Livello rif. DTI D. Lgs. 31/ cibo acqua potabile Valori medi mondiali (Unscear 2000) per gli adulti Esclusi 40 K e 222 Rn Rateo ingestione acqua pari a 730 l/a (gdl art. 31 Trattato Euratom), più elevato del dato Unscear Dosi pesate sulle diverse fasce di età degli individui sono più alte del 20-30% Il 95% delle dosi deriva dall ingestione di 210 Pb e 210 Po

7 Dosi efficaci medie mondiali (Unscear 2000) da fonti naturali di radiazione contributi relativi % 4,6 7,1 47,9 4,6 0,4 16,3 20,0 cosmica e cosmogenica terrestre esterna 222Rn (inalaz.preval.) terrestre inalazione 40K ingestione cibo (serie U, Th) ingestione acqua (serie U, Th) Dose efficace totale media = 2.4 msv/a

8 Livelli di riferimento derivati Concentrazione di attività nell acqua (Bq/l) dei radionuclidi naturali relativa a DTI = 0.1 msv/a (D.Lgs. 31/01) (fonte ISS) Fascia di età 1 a 1-2 a > 17 a 210 Pb Po Ra Ra Ra Th U U U

9 Inventario misure: aggiornamento dati nazionali (invio ISS per Unscear 2007) Concentrazione di attività nell acqua (mbq/l) 238 U 226 Ra 210 Pb 210 Po 228 Ra 235 U Acqua di rete < < Minerale in bottiglia < < Fonte dati: ARPA Lombardia, ISPRA (Roma), Università Urbino, Università Perugia

10 Inventario misure: situazioni locali critiche (Ra in particolare) Valori elevati (in media: 238 U = 4.2 Bq/l, 226 Ra = 0.44 Bq/l, 210 Pb = 0.43 Bq/l, 210 Po = 0.22 Bq/l) nei pozzi scavati nel basamento del sud della Finlandia, intorno a Helsinki (Unscear 1993) In Svezia quasi la metà dei pozzi privati supera il limite nazionale per il Ra totale pari a 185 mbq/l (Salih 2002) Valori sostenuti registrati nella Spagna occidentale, nei pozzi scavati nella roccia (in media: 238 U U = 3.54 Bq/l, 226 Ra = 0.84 Bq/l) (Fernandez 1992)

11 Inventario misure: situazioni locali critiche (Ra in particolare) Misure estensive eseguite negli Stati Uniti. Molte violazioni del livello di screening di 185 mbq/l per l attività α totale nelle aree costiere del sud-est e nel centro nord (con media del 226 Ra = 370 mbq/l) Punte di 226 Ra e 228 Ra pari a 980 mbq/l e 440 mbq/l nel Sud Carolina Punte di 226 Ra pari a 1.8 Bq/l nell Iowa (Hess 1985, Reid 1985, IAEA 1990)

12 Inventario misure: situazione della Baviera (BayLfU 2006) Concentrazione di attività di 238 U concentrazione (mbq/l) Livello Rif. D. Lgs. 31/01 238Ugrezza media 238Ugrezza max 238Upura media 238Upura max georegione

13 Inventario misure: situazione della Baviera (BayLfU 2006) Concentrazione di attività di 226 Ra 600 concentrazione (mbq/l) Livello Rif. D.Lgs. 31/01 226Ragrezza media 226Ra grezza max 226Rapura media 226Rapura max georegione

14 Inventario misure: situazione della Baviera (BayLfU 2006) Concentrazione di attività di 228 Ra 250 concentrazione (mbq/l) Livello Rif. D.Lgs. 31/01 228Ragrezza media 228Ragrezza max 228Rapura media 228Rapura max georegione

15 Inventario misure: situazione della Baviera (BayLfU 2006) Concentrazione di attività di 210 Pb 250 concentrazione (mbq/l) Livello Rif. Raccom. UE Pbgrezza media 210Pbgrezza max 210Pbpura media 210Pbpura max georegione

16 Caso di studio: Estonia Studio effettuato nell ambito di un progetto di Twinning Italia Estonia nel 2009, in collaborazione tra Istituto Superiore di Sanità, ARPA Lombardia e ARPA Veneto Livelli elevati di Ra-226 e Ra-228 sono da tempo documentati per l acqua proveniente dall aquifero Cambriano-Vendiano (Cm-V) Circa persone (22% popolazione estone) sono approvvigionate dal Cm-V L approvvigionamento dal Cm-V riguarda le 4 Contee della costa settentrionale (inclusa quella di Tallinn)

17 Caso di studio: Estonia Sintesi dei dati di misura a disposizione per il Radio Group Ra-226 Ra-228 No. of data % of data > DWC (0.5 Bq/L) No. of data % of data > DWC (0.2 Bq/L) C-V % % non C-V 91 0% 34 6%

18 Caso di studio: Estonia Distribuzione della dose efficace per gli adulti (Cm-V) Dose (adults) - "C-V group" (172 data) % msv/y 93% 97% 98% 99% 99% 100% 100% 100% 81% 40 80% Frequency % 53% 60% 40% 10 8% 20% > 1 Class (msv/y) 0%

19 Caso di studio: Estonia Dose efficace (media e dev. standard) per fascia d età per la popolazione estone (aquifero Cm-V) Dose (msv/y) msv/y Infants (<= 1 y) 1-2 y 2-7 y 7-10 y y y Adults (> 17 y) Age class

20 Caso di studio: Estonia Detrimento per fascia di età e contributo relativo al detrimento per esposizione di tutta la vita Age class > 17 Detriment for 1 year exposure Supposed length of exposure (years) % contribution to whole life detriment Detrimento per esposizione di tutta la vita = Detrimento = rischio (per esposizione alle radiazioni ionizzanti) di cancro fatale ai principali organi, cancro non fatale, malattie ereditarie e lunghezza di vita perduta, pari a msv di dose efficace