Storia, normative, rimedi. IL FENOMENO DELLA RADIOATTIVITA. In generale, con il termine radioattività si intende la trasformazione spontanea di un

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1 IL FENOMENO DELLA RADIOATTIVITA In generale, con il termine radioattività si intende la trasformazione spontanea di un elemento in un altro, con emissione di particelle materiali o di radiazione elettromagnetica ad una frequenza (tipicamente di circa Hz) molto più alta rispetto ad esempio alla frequenza della radiazione elettromagnetica della luce visibile o delle onde radio. Le particelle così emesse hanno un energia sufficiente a strappare gli elettroni dagli atomi, creando in tal modo quella che viene definita una coppia di ioni : lo ione negativo (cioè l elettrone strappato) e lo ione positivo (cioè l atomo che essendo stato privato di un elettrone- rimane carico positivamente): per questo nel caso della radioattività- si parla di radiazioni ionizzanti, Storia, distinguendo così tale tipo di radiazione da quelle elettromagnetiche visibili o da quelle delle normative, onde radio che non hanno energia sufficiente a produrre ionizzazione e che pertantovengono dette radiazioni non ionizzanti. rimedi. Il fenomeno della radioattività può essere classificato in radioattività artificiale e radioattività di origine naturale. La radioattività artificiale è conseguente alle attività antropiche (ad esempio produzione di radioisotopi, esperimenti nucleari, attività conseguente all impiego pacifico dell energia nucleare, attività di studio e ricerca, utilizzo di radionuclidi in radiodiagnostica); la radioattività naturale proviene o dal cosmo (radionuclidi cosmogenici ) o dalla terra stessa, esiste sin dalla sua formazione e fa capo sostanzialmente a tre principali serie (*) di radionuclidi: 235 U (serie dell Attinio), 238 U (serie dell Uranio), 232 Th (serie del 40 Torio) cui si aggiunge il potassio ( K). All interno di queste serie, si trova un particolare radionuclide, il RADON. Esistono tre tipi (isotopi) di Radon tutti radioattivi e instabili : (Thoron) e 235 U, Th e 219 Rn (Actinon), 220 Rn Rn (Radon) che sono, rispettivamente, membri della serie di decadimento di 238 U. Solitamente si rileva che il radionuclide 222 Rn è quello che ha maggiore influenza sulla salute e, pertanto, è quello su cui viene principalmente concentrata l attenzione a livello radioprotezionistico, sia da parte della comunità scientifica, sia da parte della normativa vigente. (*) una serie o catena di decadimento o serie radioattiva è un insieme di radionuclidi legati tra di loro da una sequenza di decadimenti che conducono da un radionuclide ad un altro. L ultimo elemento di una serie è un elemento stabile, non radioattivo. (Ad esempio, l ultimo elemento della serie di decadimento dell 238U è il 206Pb, cioè il piombo di utilizzo comune). 2

2 IL RADON Da un punto di vista chimico, il radon è un gas nobile (come il neon ) e, pertanto, è chimicamente inerte oltre ad essere inodore ed incolore. Il Radon si trasforma rapidamente in una serie di discendenti o figli (altri radionuclidi conseguenti alle emissioni radioattive del Radon) a loro volta radioattivi e con tempi di dimezzamento inferiori a 30 minuti. È ormai ampiamente accertato che il radon emana dal terreno, dalle fondamenta e on parte dalle pareti delle abitazioni, contenenti materiali con tracce di Uranio più o meno abbondante, quindi si mescola con l aria ed aumenta la sua concentrazione in condizioni di scarsa ventilazione, specie all interno degli edifici. Elevate concentrazioni di radon possono essere trovate anche in acque sotterranee. Questi fenomeni di accumulo suscitano particolare preoccupazione, se si tiene conto del fatto che la popolazione dei paesi industrializzati trascorre circa l 80% del proprio tempo in ambienti chiusi (casa, ufficio, luoghi di svago etc.), come si evince da numerose accurate indagini condotte in varie nazioni compresa l Italia (indagine nazionale dell Istituto Superiore della Sanità, 1994, Bochicchio F, Campos Venuti G. Nuccetelli C. Piermattei S. Risica S. Tommasino L. Toni G. Results of the representative Italian national survey on radon indoors. Health Phys. 71(5): : 1996a.). È stato stimato (UNSCEAR 1993) che il radon contribuisce per il 48 % circa alla dose annua di radiazioni cui ogni individuo è esposto come mostrato in figura: GLI EFFETTI NOCIVI DEL RADON E DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI. Gli effetti nocivi del radon sulla salute sono ormai ben noti e riguardano il cancro al polmone: è stato stimato che il radon è responsabile di circa il % dei tumori al polmone nei paesi occidentali (che corrispondono a circa 3000 casi di morti per tumore polmonare da radon ogni anno in Italia), risultando secondo solo al fumo di sigarette. È stato inoltre studiato che l effetto cancerogeno del radon è maggiore nei soggetti fumatori che -a parità di esposizione al radon rispetto ai non fumatori- hanno una probabilità maggiore di circa 25 volte di contrarre il cancro al polmone, in quanto i tessuti polmonari dei fumatori intrappolano con estrema facilità le particelle di radon. Infatti, una volta inalato, il radon in buona parte viene espirato senza interagire con l organismo ma in parte decade in altri radionuclidi a vita media molto breve (pochi minuti o frazioni di secondi) che si depositano negli alveoli polmonari e da lì emettono particelle alfa o beta ad alta intensità che possono provocare notevoli effetti nocivi. Gli effetti nocivi del radon o meglio, come abbiamo visto, gli effetti nocivi dei figli del radon (come del resto gli effetti nocivi delle radiazioni ionizzanti in generale) si verificano perché la ionizzazione provocata dalle radiazioni emesse, provoca la formazione di entità chimiche nuove a volte molto reattive (radicali liberi) capaci di modificare il contenuto stesso Radon 48.3% Interna 8.6% Medica 11.2% Gamma 17.1% Cosmica 14.5% Scarichi < 0.1% Occupazionale < 0.1% Fallout 0.3% Prodotti < 0.1% della cellula. Infatti la cellula umana contiene 46 cromosomi schematizzabili come catene di geni (DNA). Le radiazioni ionizzanti sono in grado di rompere la catena del DNA: a seguito della rottura del DNA si può verificare schematicamente- una delle seguenti ipotesi: a) La cellula danneggiata muore; b) La cellula danneggiata attiva i propri meccanismi di riparazione e effettua una corretta riparazione del danno al DNA ripristinando le corrette posizioni dei suoi componenti; c) La cellula danneggiata effettua una riparazione errata e, a partire da tale riparazione, essa si riproduce moltiplicando il codice genetico errato. distribuzione percentuale del contributo di radon alla dose annua di radiazioni cui è esposta la popolazione. Per quanto riguarda più in generale gli effetti delle radiazioni ionizzanti sull organismo umano, si possono riassumere in maniera sintetica due tipologie: gli effetti di tipo Somatico che riguardano danni rilevati sull individuo esposto e che si esauriscono in esso e gli effetti Genetici che riguardano i danni trasmessi dall individuo esposto alla discendenza: in questo 3 4

3 caso si ha la prosecuzione del danno alle generazioni future. A seconda della dose di radiazioni assorbite, inoltre, gli effetti possono essere di tipo deterministico (cioè a partire da una certa dose molto elevata certamente si avrà un certo tipo di danno all individuo) o di tipo casuale (cioè, a dosi basse non c è la certezza che si avrà un certo tipo di danno ma al tempo stesso- non c è una dose minima, per bassa che sia, che non possa determinare effetti eventualmente anche a lungo termine). attenzione, quindi, va posta all intera struttura dell edificio. In alcuni casi elevate concentrazioni di radon si possono trovare disciolte nell acqua corrente (soprattutto se è attinta direttamente da pozzi). La diffusione da materiali da costruzione è tipicamente invece meno rilevante rispetto alla diffusione dal suolo almeno secondo quanto riferiscono gli studi dell Unscear che riportano che il contributo del contenuto di radon nelle abitazioni dovuto ai materiali da costruzione è mediamente del 15-20%. In figura è riportato il contenuto di Radio226 in vari materiali utilizzati in edilizia (fonte ENEA-G.Sciocchetti). L ACCUMULO DEL RADON NEGLI AMBIENTI ABITATIVI L emanazione del radon dai materiali avviene a causa dell effetto di rinculo che si ha dopo l emissione, da parte del nucleo di radio, di una particella alfa e può portare appunto o all emissione del radon fuori dal materiale da cui è originato o all intrappolamento del nucleo di radon nello stesso materiale o, a seconda delle situazioni, alla sua diffusione e solubilizzazione in acqua. Poiché, come anticipato in precedenza, la maggior parte della popolazione dei paesi industrializzati trascorre al chiuso il proprio tempo, è naturale analizzare le condizioni che possono portare in tali ambienti all accumulo del radon poiché maggiore è la concentrazione maggiore probabilità c è che il radon provochi effetti nocivi. Dato che il meccanismo di emanazione è così delicato, esso è influenzato da una serie di fattori quali la concentrazione di uranio nel materiale, la tipologia del materiale stesso, la stagionalità e, in ultima analisi, anche le condizioni atmosferiche. Il radon essendo un elemento pesante, più pesante dell aria che respiriamo- tende ad accumularsi in basso. Pertanto capita più spesso di avere alte concentrazioni di gas radioattivo radon in abitazioni poste al piano terra, specialmente se a diretto contatto con il terreno. Tuttavia, il radon non proviene soltanto dal sottosuolo ma può anche seppure in minima parte- provenire anche dai materiali da costruzione e, quindi, anche dalle pareti delle case. Oltre a ciò, è importante evidenziare che ogni tipo di ventilazione presente all interno di un edificio può influenzare la distribuzione di radon nell edificio stesso; anche le canalizzazioni idrauliche, la presenza di camini, le intercapedini nelle pareti possono provocare una risalita di LE POSSIBILI AZIONI DI RIMEDIO. Per quanto riguarda le azioni di rimedio in caso di abitazioni con elevate concentrazioni di radon, esse devono essere valutate con estrema attenzione di volta in volta. Non esiste infatti un rimedio unico in caso di abitazioni in cui si dovessero riscontrare concentrazioni elevate di gas radon. Raramente può risultare sufficiente l aerazione dei locali che si può ottenere semplicemente aprendo le finestre dei locali stessi; più spesso questa semplice operazione può radon dai piani bassi ai piani più alti a causa degli effetti di depressurizzazione. Grande 5 6

4 ottenere l effetto opposto come spiegato nel seguito. In altri casi occorrono interventi particolari con sistemi di ventilazione forzata i cui effetti positivi nel diminuire l accumulo di radon negli ambienti chiusi sono stati effettivamente misurati: In alcuni casi, infatti, un errato sistema di aerazione può addirittura provocare un effetto di risucchio del radon dagli ambienti interrati dove tende ad accumularsi- verso l interno delle abitazioni, come mostrato in figura. Depressurizzazione forzata del sottosuolo in presenza di vuoto sanitario: andamento della concentrazione di radon presso l asilo nido oggetto dell intervento in presenza di ventole di aerazione accese e a ventole spente (Fonte: ARPA FVG). Tali operazioni di rimedio, tuttavia, vanno opportunamente verificate perché ci può pure essere il rischio che un errata ventilazione sortisca l effetto opposto convogliando dentro i locali una maggiore quantità di radon, essendo molte e varie le possibili vie di accesso del Andamento di pressione in un edificio tipo ed elementi che possono provocare depressurizzazione all interno dell abitazione (ARPA FVG). radon nelle abitazioni Tipiche vie di accesso del radon nelle abitazioni (ARPA FVG). 7 8

5 Da allora è stato un susseguirsi di studi e di attenzioni poste dalla comunità scientifica LA SCOPERTA DELLA RADIOATTIVITÀ E DEGLI EFFETTI DEL RADON. internazionale e dagli Enti di ricerca e di normazione sulla problematica connessa alla possibile presenza di concentrazioni di radon nelle abitazioni e nei luoghi di lavoro, finchè La scoperta della radioattività deve le sue origini a Bequerel il quale, su suggerimento di Poincaré, ricercava nei sali di uranio una relazione tra la fluorescenza ottica e i raggi X da l International Commission on Radiological Protection (ICRP) emanò la pubblicazione n.65 riguardante appunto la protezione dal Radon in ambienti di lavoro e in ambiti domestici. poco scoperti da Röntgen. Sebbene questa relazione non fu affatto trovata, quegli studi aprirono la strada ad altri sviluppi: nel 1898, infatti, M. Curie notò che -sebbene la radioattività dei composti di uranio puro fosse proporzionale al contenuto di uranio stesso- nei minerali da cui erano estratti i composti dell uranio, la radioattività risultava decisamente più alta di quanto ci si potesse aspettare in base al contenuto di uranio. Questo la spinse ad effettuare un analisi chimica degli elementi contenuti e così scoprì che le proprietà chimiche degli atomi radioattivi cambiava nel tempo. Così, nel corso degli anni sono state individuate diverse specie chimiche il cui nucleo ha la proprietà di essere instabile nel tempo: esso può restare così com è per pochi minuti o secondi o anche per millenni ma ad un certo punto si trasforma o, come si dice comunemente, decade. Questi nuclei che si trasformano spontaneamente vengono chiamati Radioattivi. La scoperta della radioattività, e in particolare della radioattività dovuta al radon, fu di fondamentale importanza per comprendere la genesi di alcune patologie polmonari. Per la prima volta l evidenza di malattie polmonari nei lavoratori delle miniere fu rilevata da Paracelso (Einsiedeln ) il quale notò che i tra i lavoratori delle miniere d argento dello Schneeberg, in Sassonia, si riscontrava un alto tasso di mortalità. Nel corso del tempo, con lo sviluppo delle attività minerarie i casi di morte andavano aumentando ma fu solo nel 1879 che Haerting e Hesse, effettuando delle autopsie sui minatori deceduti, identificarono come causa delle morti il cancro al polmone. Tuttavia, fu proprio dopo la scoperta del radon da parte dei coniugi Curie (1898) e dopo diversi studi di correlazione tra le coorti di minatori e le concentrazioni di radon che fu possibile stabilire un nesso definito tra le concentrazioni di radon e le patologie tumorali riscontrate. Ciò ha condotto, nel 1967, il Congresso Federale degli Stati Uniti a proporre delle raccomandazioni per la sicurezza dei lavoratori in miniera e, più recentemente nel 1988, l Organizzazione Mondiale delle Sanità a classificare il radon in classe 1 tra gli agenti RIFERIMENTI NORMATIVI - Raccomandazione 90/143/Euratom (emanata dall Unione Europea, tutela la popolazione contro l esposizione a radon negli ambienti chiusi, e raccomanda i livelli di riferimento di 400 e 200 Bq/m3 rispettivamente per gli edifici esistenti e per quelli in fase di progettazione). - D. Lgs. 230/95 (e s.m.i.: D.Lgs. 187/00, D.Lgs. 241/00, Avviso di rettifica ed errata corrige G.U. 23/3/01, D.Lgs. 257/01) L Italia non ha adottato norme particolari per i livelli di radon nelle abitazioni, a differenza di diversi paesi europei. Tuttavia, nelle Linee guida per la tutela e promozione della salute negli ambienti confinati, recepite con l Accordo Stato-Regioni del 27 settembre 2001, si introduce la necessità di predisporre un Piano Nazionale Radon comprendente, fra l altro, una proposta per la normativa di tutela dal radon negli ambienti di vita, le azioni di rimedio e di prevenzione per gli edifici, e una regolamentazione dell uso di particolari materiali da costruzione. Nel mese di gennaio 2008 è stato presentato, con il Primo Convegno Nazionale Radon, il Piano Nazionale Radon (PNR) che prevede un attenta attività di monitoraggio e mappatura del radon in Italia. Nell ambito del PNR si inserisce il progetto di monitoraggio del Radon condotto da ARPA Sicilia che prevede, complessivamente, il posizionamento di circa 6000 dosimetri in tutta la Regione. Attualmente è in corso di sviluppo il primo passo di questa attività di monitoraggio che prevede come progetto pilota il monitoraggio nella Provincia di Ragusa, grazie ad una serie di collaborazioni in atto con la Provincia Regionale di Ragusa. I centri di riferimento per le radiazioni ionizzanti in ARPA Sicilia si trovano presso i laboratori di Catania e Palermo che sono strutture egualmente ed idoneamente attrezzate, grazie all utilizzo dei fondi POR , per il monitoraggio ed il controllo della radioattività da radon e da altri radionuclidi naturali ed artificiali. cancerogeni, cioè come agente sicuramente cancerogeno. 9 10

6 Riferimenti Bibliografici [1] Bochicchio F, Campos Venuti G. Nuccetelli C. Piermattei S. Risica S. Tommasino L. Toni G. Results of the representative Italian national survey on radon indoors. Health Phys. 71(5): : 1996a. [2] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation - UNSCEAR 2000 Report to the General Assembly,with scientific annexes. rif. indirizzo internet: [3] IARC Monographs; Vol.78;2001 (rif. indirizzo internet: [4] Ministero della Salute: Piano Sanitario Nazionale , pag. 93. rif. indirizzo internet: 3D003B6C97/$file/PSN% %20TESTO.pdf [5] Ministero della Salute, Piano Nazionale Radon rif. indirizzo internet: [6] ARPA Friuli Venezia Giulia, rif. indirizzo internet: [7] ENEA G. Scioccehtti - AAI - NT III.2 - Radon nell Alto Lazio 11