Misure di radon nel suolo in Friuli Venezia Giulia

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1 Misure di radon nel suolo in Friuli Venezia Giulia Garavaglia M., Costalunga D. #, Giovani C., Nadalut B., Pividore S., Scruzzi E. ARPA Friuli Venezia Giulia Dipartimento di Udine - Servizio Tematico-Analitico - Sezione di Fisica Ambientale, Via Tavagnacco 91, 33100, Udine # Università degli Studi di Trieste- Dipartimento di Fisica, Via Valerio, Trieste Riassunto L ARPA FVG ha predisposto e iniziato un progetto allo scopo di ottenere una prima indicazione della distribuzione della concentrazione del radon indoor sul territorio regionale entro il 2006 e di definire le radon prone areas in Friuli Venezia Giulia entro il La definizione delle Radon Prone Areas avverrà tramite l analisi delle misure di radon indoor effettuate nel passato e l effettuazione di 5000 nuove misure di radon indoor distribuite su tutto il territorio regionale. Allo scopo di integrare le misure di radon indoor, in analogia con quanto fatto da diversi colleghi europei, è stata avviata una campagna di misura di radon nel suolo. Ad oggi sono state effettuate misure in 22 punti nel territorio della provincia di Udine. Nel presente lavoro viene illustrata l analisi dei risultati delle misure sinora effettuate. In particolare è stata studiata l eventuale correlazione tra le misure di radon nel suolo e le misure indoor, i principali parametri metereologici e le caratteristiche geologiche dei siti di misura. Nonostante il lavoro sia ancora nella fase iniziale, i primi risultati appaiono interessanti; in particolare risulta incoraggiante il buon accordo tra la distribuzione delle misure di radon nel suolo e quella del radon indoor. A) INTRODUZIONE Il D.Lgs. 241/2000, recependo la direttiva comunitaria 29/96, prevede che le regioni definiscano le radon prone areas RPA (zone a rischio radon) all interno del proprio territorio e che l elenco di tali aree venga pubblicato nella Gazzetta Ufficiale. All interno delle RPA lo stesso decreto prevede l obbligatorietà delle misure, e delle eventuali azioni di rimedio, in tutti i luoghi di lavoro. Sarebbe altresì auspicabile che i piani regolatori dei comuni con aree a rischio radon sul proprio territorio ne tengano conto all interno dei propri piani regolatori, in modo tale che possano essere prevenute o quanto meno contenute eventuali alte concentrazioni di radon anche all interno degli edifici adibiti ad abitazione civile. Con riferimento ai citati documenti oltre che allo stato dell arte delle conoscenze tecniche in campo di misura di radon indoor e di definizione di radon prone areas in Italia ed all estero (Veneto, Alto Adige, Gran Bretagna ecc.), è stato predisposto un progetto allo scopo di ottenere una prima indicazione della distribuzione della concentrazione del radon indoor sul territorio regionale entro il 2006 e di definire le radon prone areas in Friuli Venezia Giulia entro il 2007 (Giovani et al, 2005). Tra gli studi complementari previsti dal progetto, l unico già avviato è quello che permetterà di valutare il potenziale di emanazione di radon dal suolo. Tale tipo di studio, in molti paesi della comunità europea è considerato fondamentale (Lehmann et al 1999), o almeno complementare, alle misure di radon indoor, per una corretta definizione delle radon prone areas. B) MATERIALI E METODI 1) SCELTA DEI PUNTI DI MISURA La scelta dei punti di misura sul territorio regionale è stata fatta utilizzando come base cartografica la carta tecnica regionale: sono stati raggruppati i fogli 1:5000 della carta tecnica a 4 alla volta, si è così venuta a creare una griglia con maglie di circa 6.4 x 5.6 km 2 e si è scelto di effettuare un punto di misura all interno della metà delle maglie così individuate. Il numero totale di punti di misura previsto è pari a circa 120, uno ogni 70 km 2. Al fine di poter effettuare una correlazione tra radon indoor e radon nel suolo, i siti in cui eseguire le misure sono stati individuati tenendo conto di due aspetti principali: a) la presenza di edifici in cui in passato si erano già effettuate misure di radon indoor; b) l uniformità architettonica degli edifici stessi e la loro distribuzione su tutto il territorio regionale. Per questi motivi e per la facilità ad ottenere le autorizzazioni necessarie si è scelto di effettuare le misure nei giardini delle scuole materne comunali. 2) MISURE DI RADON NEL SUOLO Le misure di radon nel suolo sono state eseguite aspirando l aria tramite un tubo infisso nel terreno in nove punti secondo una griglia regolare (Marcon, 2004). La griglia è costituita da un quadrato con lato di 4 metri nel cui centro, nei vertici e nei punti medi dei lati vengono effettuate le misurazioni. Ogni

2 punto è stato numerato, partendo dal vertice di Nord-Ovest e proseguendo in senso antiorario, per poterlo poi individuare univocamente in fase di analisi dei dati. Si è deciso di effettuare le misurazioni ad una profondità di 70 cm poiché è risultato il miglior compromesso tra la richiesta di avere la massima stabilità temporale nelle misure (ottenibile con misure a maggiore profondità) e la facilità di raggiungere tale quota in caso di presenza di sassi o ghiaia (Neznal et al. 1996). Al tubo infisso nel terreno è stato collegato l AlphaGuard della ditta Genitron che determina la concentrazione di radon tramite una camera a ionizzazione. Tra lo strumento di misura e il tubo infisso nel terreno vengono posti due filtri: il primo è necessario per bloccare l acqua eventualmente presente nel terreno ed evitare che possa raggiungere lo strumento e danneggiarlo, mentre il secondo serve per fermare il particolato e con esso gran parte dei figli del radon presenti. Durante la sessione di misura vengono inoltre registrati i principali parametri atmosferici. Per ogni sito viene compilata una scheda di misura in cui viene riportato ogni dato necessario e utile relativo al sito o alla singola misura inoltre vengono annotati eventuali problemi, quali ad esempio la difficoltà nell aspirazione o nello spurgo dello strumento. C) RISULTATI A titolo di esempio vengono riportati in tabella 1 i risultati di tutte le misure effettuate nel sito di Gonars (Ud). Nella terza colonna viene riportata la durata dell intervallo di misura utilizzato effettivamente per il calcolo della concentrazione media. Inoltre i grafici di figura 2 riportano il dettaglio delle misure effettuate nei punti 1 e 2. Tabella 1 Misure effettuate presso il sito di Gonars (Ud) N Ora Durata (min) Conc. Media (kbq/m3) Errore (kbq/m3) Pressione (hpa) Umidità (%) Temperatura ( C) 1 10: : : : : : : : : Figura 1- Dettaglio delle misure nei punti (1) e (2) a) Andamento temporale della concentrazione durante l aspirazione dal punto (1) b) Andamento temporale della concentrazione durante l aspirazione dal punto (2) Per poter meglio apprezzare le variazioni spaziali all interno dello stesso sito, in figura 2 viene riportato l istogramma relativo alle misure di tabella 1. Ogni punto è stato numerato, partendo dal vertice di Nord-Ovest e proseguendo in senso antiorario; il punto 9 risulta essere quello centrale. Nella Tabella 2 vengono riportati i risultati relativi alle misure effettuate nei 22 siti fin ora monitorati. Per ogni sito viene riportato il minimo ed il massimo valore di concentrazione misurata, sono state calcolate la media geometrica ed aritmetica delle misure effettuate nei 9 punti, la variazione standard percentuale ed inoltre è stata calcolata la variazione percentuale della media (V%), definita come la

3 media dei moduli delle differenze della media temporale di ogni misura dalla media aritmetica del sito espressa in percentuale rispetto alla media aritmetica stessa. Figura 2 Concentrazioni medie dei 9 punti del sito di Gonars Tabella 2 Riassunto delle misure effettuate nei 22 siti della provincia di Udine N Sito Max Min Media aritm. Media Geom. Dev. st Dev.st (%) Variaz. (%) D) ANALISI In questo paragrafo viene riportata l analisi dei dati eseguita sulle misure ottenute in questa campagna. Le misure effettuate nei siti 13 e 18 non sono state utilizzate per l analisi poiché i risultati relativi a questi siti potrebbero non essere significativi in quanto fortemente influenzati dalla presenza

4 di precipitazioni durante la sessione di misura. L elaborazione dei dati è stata realizzata secondo due direttrici principali: a) realizzazione di mappe tramite interpolazione con il metodo dei vicini naturali e del Kriging e loro confronto con le mappe di radon indoor; b) ricerca di possibili correlazioni tra la concentrazione di radon nel suolo e le concentrazioni di radon indoor. 1) CREAZIONE DI MAPPE La figura 3 riporta la mappa ottenuta interpolando le misure di concentrazione di radon nel suolo con il metodo dei vicini naturali. Essa si riferisce alla parte meridionale della provincia di Udine e si trova tutta in zona di pianura. Per ogni sito è stato utilizzata la media aritmetica delle singole misure di aspirazione effettuate nel sito stesso. La mappa ottenuta con le medie geometriche presenta un aspetto del tutto confrontabile con quello di fig. 3. Interpolando i dati con il metodo del Kriging si ottiene una mappa, di poco diversa da quella di fig. 3, in cui risulta meno marcato il massimo relativo alla zona di Pavia di Udine (Ud). Figura 3 Mappa della distribuzione di radon nel suolo La mappa di figura 4 rappresenta la probabilità che la concentrazione di radon indoor superi il valore di 200 Bq/m 3. Essa è stata ottenuta con il metodo delle sequenziali gaussiane utilizzando i dati delle misure di radon indoor effettuate durante gli anni Questo metodo prevede una analisi variografica sui dati trasformati mediante N-score trasformation ed una successiva interpolazione tramite opportuni algoritmi al fine di creare le mappe di rischio. Si ricorda che i dati sorgenti di tale mappa sono quelli provenienti dall indagine regionale sulle strutture scolastiche del Friuli Venezia Giulia e non sono dati campionati per la definizione di una mappa del rischio. Essa viene qui riportata soltanto per poter effettuare un confronto con la mappa che si ottiene con le misure di radon nel suolo. Nonostante la mappa di figura 3 sia ottenuta con un numero esiguo di punto (20 siti) e quella di fig. 4 presenti le limitazioni precedentemente evidenziate, l accordo tra le due figure sembra più che soddisfacente: in entrambe le mappe le zone a maggior rischio sembrano coincidere.

5 Figura 4 Mappa di rischio ottenuta con le concentrazioni di radon indoor 2) STUDIO DELLA CORRELAZIONE In questo paragrafo vengono riportati brevemente i risultati della ricerca di correlazioni tra la misura di radon nel suolo tramite aspirazione e misure di concentrazione (sia indoor che nel suolo) ottenute con altri metodi. In particolare è stata studiata la correlazione delle misure di radon nel suolo tramite aspirazione con: a) la misura di concentrazione di radon nel suolo ottenuta con dosimetri passivi a tracce LR115 e posizionati in tubi infissi nel terreno; Figura 5 Correlazione tra radon indoor e radon nel suolo

6 b) le misure di concentrazione indoor effettuate con eletteti per il periodo di una settimana all interno delle scuole materne nel cui giardino sono state effettuate le misure di aspirazione; c) le misure di concentrazione di radon indoor effettuate con dosimetri passivi a tracce nucleari CR39, per un periodo di 6 mesi, all interno della scuola nel cui giardino sono state effettuate le misure di aspirazione. Il confronto tra le misure di aspirazione e le misure con gli LR115 si è potuto effettuare solamente in una decina di siti poiché nei rimanenti casi non è stato possibile effettuare con i mezzi a disposizione i fori per seppellire i tubi. Nonostante l esiguità dei siti si ottiene una correlazione statisticamente significativa con un valore del coefficiente di correlazione lineare r= 0.72 e un P-value pari a Nessuna correlazione apparente (r= 0.24, P-value=0.55) è stata trovata tra concentrazione di radon misurata con gli eletteti e radon nel suolo misurato con misure di aspirazione. Una spiegazione possibile è che la misura effettuata in una sola stanza e per un periodo di una sola settimana non sia per nulla rappresentativa della misura di radon indoor della scuola. Il grafico di figura 5 riporta per i 20 siti considerati nell analisi, in ordinata i valori di radon nel suolo ottenuti con il metodo dell aspirazione e in ascissa i valori di radon indoor relativi alle misure semestrali effettuate durante la campagna del Appare subito evidente come i punti siano raggruppati secondo due rette di correlazione ben definite e distinte. Se si calcolano separatamente le due rette di regressione si ottengono dei coefficienti di correlazione molto prossimi all unità. Per cercare di dare una spiegazione a quali possano essere le cause che determinano un diverso valore del coefficiente angolare delle rette di regressione sono state formulate diverse ipotesi: i) la dipendenza dal tipo di edificio ed in particolare dalla presenza o meno di locali interrati; ii) la dipendenza dall anno di misura della concentrazione di radon indoor; iii) la dipendenza dalla geologia del territorio e dalle falde ivi presenti; iv) la dipendenza dalle condizioni meteo relative al giorno di misura e ai giorni immediatamente precedenti. Nessuna di queste ipotesi è risultata soddisfacente, tuttavia l ipotesi più probabile è che le maggiori o minori precipitazioni occorse nei giorni precedenti la misura determinino una sostanziale differenza di comportamento dei suoli per il passaggio del radon e dunque questa differenza di comportamento produce le due rette di regressione distinte (Costalunga, 2005). E) CONCLUSIONI Nonostante l esiguità delle misure, alla luce delle conoscenze maturate con questo lavoro, risulta che l utilizzo della tecnica di misura di radon nel suolo tramite aspirazione, possa essere ritenuta valida e confrontabile con le misure di concentrazione di radon indoor atte alla determinazione delle zone a rischio radon utilizzate sino ad ora dall ARPA FVG. L utilizzo combinato delle due tecniche di misura permetterà da un lato di validare reciprocamente i risultati ottenuti con i due metodi, dall altro di affinare le mappe di rischio, in particolare nelle zone non edificate. Infine risulta di particolare interesse la correlazione tra la misura di radon nel suolo e le misure effettuate indoor in cui sono stati evidenziati due gruppi che rispondono apparentemente a due leggi di correlazione differenti. Sono state vagliate varie ipotesi per spiegare questo doppio andamento, ma nessuna ha fornito risultati esaurienti. Bibliografia E.Marcon, Studio e procedura per la misura del radon nel suolo con strumentazione attiva, Tesi di laurea, università degli studi di Udine, AA C. Giovani, M. Garavaglia, F. Montanari, R. Villalta, Il progetto Radon Prone Areas in Friuli Venezia Giulia, AIRP - Atti del Convegno Nazionale di Radioprotezione: La radioprotezione nella ricerca. La ricerca in radioprotezione, Catania, Settembre 2005, ISBN R. Lehmann, J. Kemski, A. Siehl, R. Stegemann. Approch to identification of radon areas in Germany. radon in the Living Environment, April 1999, Athens, Greece. M.Neznal, M.Naznal, J.Smarda. Assessment of radon Potential of soils A five years experience. Environment International, 22 (1996) pp D.Costalunga, L Utilizzo delle misure di radon nel suolo per la definizione delle zone a rischio radon : Campagna Pilota nel Friuli Venezia Giulia, Tesi di laurea in Fisica, Università degli Studi di Trieste, AA