Radon, czyli radioaktywność w każdym domu

Następną notkę na blogu chciałem poświęcić na omówienie "naturalnych i ziołowych" preparatów, mających nie zawierać związków chemicznych, ale jak to bywa, w ręce wpadł mi temat bardziej bieżący.

Rozmawiałem ze znajomą. Żart o tym, że nadzwyczaj tanie truskawki ze sklepu pewnie były sprowadzone z Japonii, sprowokował dyskusję na temat rozmaitych newsów medialnych. "Tyle się naoglądałam w internecie filmów o różnych truciznach we wszystkim, o skażeniu, że głowa mała. Że aspartam, że konserwanty czy coś" - wyznała. Ja na to wyraziłem opinię o rozmaitych panikarzach z "University of Youtube", którzy głośno protestują wobec czegoś co akurat jest na topie, a nie chce im się sprawdzać, czy na ich podwórku nie dzieje się aby coś gorszego. I nie chodzi mi o ludzi podpisującymi się pod ekologicznymi listami poparcia, który potem palą śmieciami w piecu - to norma. Nikt na przykład nie krzyczy i nie drży z przerażenia - rzekłem - że większe napromieniowanie niż katastrofa na drugim końcu świata, wywołać może zejście do piwnicy. Bo tam się gromadzi Radon, a on jest promieniotwórczy, wychodzi w ziemi; że uwalnia się z płyt betonowo-popiołowych...
- Radon?
- No, taki promieniotwórczy gaz...
W tym momencie zrozumiałem, że jeśli o takich rzeczach się powszechnie nie mówi, to się i o nich powszechnie nie wie, o czym przekonało mnie zdumienie jakie wykwitło na jej twarzy.

Jeśli o takich sprawach się nie wie, to się powinno zacząć o nich mówić. Albo pisać. A ponieważ Radon jest pierwiastkiem i to w dodatku chemicznym to idealnie pasuje do tego, aby o nim na moim blogu opowiedzieć.

A zatem przedstawmy naszego bohatera:

Radon jest gazowym pierwiastkiem chemicznym z grupy Helowców, o liczbie atomowej 86, i jak każdy pierwiastek położony za ołowiem w układzie okresowym nie posiada trwałych izotopów. Wszystkie są promieniotwórcze i krótkożyjące. Należy do gazów szlachetnych, bezbarwnych, bezwonnych i pozbawionych smaku, nadzwyczaj niechętnie wchodzących w jakiekolwiek reakcje chemiczne, choć ostatnie lata pokazały, że czasem jednak zachodzą z nimi drobne mezalianse. Przykładowo radon już w temperaturze pokojowej tworzy fluorki, co wiąże się z dostarczeniem fluorowi energii aktywacji powstającej przy rozpadzie. Z uwagi na bardzo krótki czas półtrwania jego chemia jest raczej słabo zbadana, zwłaszcza że jego związki ulegają rozkładowi pod wpływem własnej radioaktywności.
Najtrwalszym izotopem jest Radon-222, o czasie półtrwania 3,6 dnia - oznacza to, że z każdego grama po 3,6 dnia zostaje połowa, po następnym takim okresie zostaje ćwierć grama, po kolejnym jedna ósma i tak dalej. Po miesiącu zostają ślady.
Radon powstaje w toku naturalnych przemian promieniotwórczych, jako element naturalnego szeregu przemian promieniotwórczych (szereg uranowo-radowy). Związki Uranu są rozproszone w skorupie ziemskiej, niewielkie ilości zawierają minerały ilaste, większe granity i bazalty. W wyniku rozpadu uranu powstają kolejne izotopy promieniotwórcze, aż do Radu nad którego wydzieleniem trudniła się nasza Skłodowska. Rad, z okresem półtrwania 1600 lat, zamienia się w Radon.

W roku 1900 Ernst Friedrich Dorn, badający przemiany promieniotwórcze, zwrócił uwagę na gazy wydzielające się z preparatów Toru i Radu, co skądinąd objaśniało zauważony już wcześniej fakt utraty masy próbek soli radowych. Później świetny chemik Ruthenford potwierdził spetroskopowo, że oba gazy stanowią jeden pierwiastek. Owo "promieniotwórcze powietrze madame Curie"[1] nazwane zostało początkowo Emanacją, i nazwa taka funkcjonowała jeszcze dłuższy czas, aż wreszcie wyparła ją nazwa nadana najtrwalszemu izotopowi.

No dobrze, jest sobie taki pierwiastek i co nam do tego? A to chociażby, że wydzielając się z gleby gromadzi się w naszych domach gdzie codziennie wdychamy go z powietrzem, zaś znalazłszy się w płucach jak gdyby nigdy nic napromieniowuje okoliczną tkankę, doprowadzając do jej uszkodzenia. A warto przypomnieć, że promieniowanie jonizujące należy do najważniejszych czynników kancerogennych. Według wyliczeń amerykańskiej agencji ochrony środowiska (EPA) narażenie na radon stanowi drugą, po paleniu papierosów, przyczynę raka płuc w Stanach Zjednoczonych, skutkując około 21 tyś. zgonów rocznie (wobec prawie 160 tyś. zgonów wśród palaczy), w tym 2900 u osób nigdy nie palących. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) ocenia, że radon odpowiada za 15 % raków płuc na świecie.[2] Niestety nie znalazłem podobnych wyliczeń dla Polski, choć podejrzewam że procentowo dane są podobne. U palaczy narażonych na radon, oddziaływanie a więc i ryzyko choroby jest kilkukrotnie większe, większe niż ze względu na sam tytoń, bowiem oddziaływania obu czynników nakładają się na siebie. Badania z Francji sugerują ponadto, że radon w wodzie pitnej, może wpływać na częstość występowania białaczki.

Jak radon przedostaje się do mieszkań? Głównym źródłem jest ziemia, z której przez różne szczeliny i pory wydostaje się na powierzchnię. W miejscach przebiegu uskoków i podobnych nieciągłości, również tam, gdzie spoistość gruntu została naruszona pracami górniczymi, jego wydzielanie jest większe. Wielkość wydzielania jest też zależna od rodzaju podłoża - w podłożu ze skał osadowych radonu jest mało, natomiast w kamienistej glebie terenów podgórskich jest o dużo. Ciekawy przypadek zachodzi w Stanach Zjednoczonych, gdzie najwyższe stężenia notuje się w równinnym stanie Iowa. Przyczyną jest tu duża ilość granitowych głazów naniesionych przez lodowiec, zwiększająca aktywność gleby. Nie znalazłem informacji, czy podobny efekt występuje na Suwalszczyźnie i Warmii, gdzie ilość złożonych eratyków jest doprawdy ogromna.

Radon w mieszkaniach w USA

Ponieważ radon jest gazem 8 razy cięższym od powietrza, najchętniej gromadzi się w zagłębieniach terenu i piwnicach, do których przedostaje się przez szczeliny i pory ścian (każdy, komu wybijająca ze ścian woda zalała piwnicę, wie jak dużo może przez nie przelatywać). Stamtąd, powodu różnic ciśnienia i przeciągów, może się przemieszczać w górę, do części mieszkalnych. W ciągu kilkunastu godzin jego stężenie osiąga maksymalny poziom. Szybko podlega rozpadowi wydzielając silnie jonizujące promieniowanie alfa, przemieniając się w szereg nietrwałych pierwiastków, o czasach półtrwania rzędu kilkunastu minut. Ostatecznie najgroźniejsze są jednak izotopy Ołowiu-210 i Polonu-210 o czasach półtrwania odpowiednio 5 i 160 dni. Mają postać stałych cząstek, łatwo gromadzących się w kurzu i osadzających się w płucach. Również są promieniotwórcze - w sumie zatem można by powiedzieć, że Radon to trucizna, która truje kilka razy. Ponieważ ogólne stężenie izotopów jest zbyt małe, aby określać je w ilościowy sposób, zwykle podaje się ilość rozpadów promieniotwórczych w metrze sześciennym powietrza w ciągu sekundy - jeden taki rozpad to jeden Bekerel - 1 Bq / m ³ .

A jak to wygląda w Polsce? Na nizinach stężenia są raczej niskie, średnia krajowa to 10-40 Bq/m³, jednak na terenach podgórskich zwiększa się, najwyższą koncentrację wykazując w Sudetach.
Niektóre wyniki są zatrważające:

Badania prowadzone przez Państwowy Zakład Higieny wykazały najwyższe stężenia w miejscowościach województwa jeleniogórskiego, gdzie natrafiono na piwnice z promieniowaniem 2837,9 bekereli, czyli przewyższającym nowo przyjęte wskaźniki aż czternastokrotnie! Maksymalna dawka zanotowana w piwnicach w Krośnieńskiem to 1652,3 bekereli, w Wałbrzyskiem - 784,4 bekereli, natomiast na Górnym Śląsku - 366,3 bekereli. Biorąc pod uwagę zasięg pomiarów, można śmiało przypuszczać, że są miejsca, gdzie promieniowanie jest jeszcze wyższe. [3]

Maksymalna dopuszczalna norma to 200 Bq/m³, w niektóre badania wykazywały jeszcze wyższe stężenia w piwnicach - dlatego postawiona na początku teza, ze zejście do piwnicy może być groźniejsze niż katastrofa w Japonii jest w pełni uzasadniona. Wedle najnowszego komunikatu Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, stężenie radioaktywnego jodu pochodzącego z Fukushimy, w dniu 30 marca, wyniosło 8,3 milibekereli na metr sześcienny powietrza nad Polską.[4] Mili to jedna tysięczna. Zatem "katastrofa na drugim końcu świata" wywołała skażenie rzędu 0,0083 Bq/m³, tysiące razy mniejsze od przeciętnego skażenia piwnic, i kilka milionów mniejsze od najwyższych notowanych w Polsce wartości. I kto dziś pójdzie po konfitury?

Problemem w okolicach Kotliny Jeleniogórskiej jest też radoczynna woda pitna. Przykładem mogą być Janowice Wielkie, w których ujęcie wody umieszczono w dawnej kopalni uranu. Pierwotnie zakładano zainstalowanie aparatury do odgazowania wody, lecz ostatecznie zrezygnowano z niej. Alarm podniósł dopiero Grzegorz Prokop, którego 10 letnia córka nagle zachorowała na chłoniaka - groźny nowotwór układu limfatycznego. Zawartość radonu w wodzie przekraczała tam kilkukrotnie zalecane normy, zaś ulatniając się np. podczas prysznicu, zamieniał łazienkę w domową komorę gazową. Dopiero po tym odpowiednie urządzenie zostało tam zamontowane.

Podobnie rzecz wygląda za granicą. W USA w ok. 14 procent mieszkań przekroczone są normy zawartości. Głośny stał się przypadek Stanleya Watarsa, pracownika elektrowni atomowej, u którego w 1984 roku czujniki promieniowania wykryły duże skażenie. Ponieważ w samym zakładzie nie doszło do żadnych awarii, było jasne, że źródło musiało znajdować się poza nim. Ostatecznie stwierdzono, że źródłem tym był dom pana Watarsa, a dokładnie zaradonowana piwnica. Oceniono ze wpływ wykrytego stężenia odpowiadał by wpływowi 135 papierosów wypalonych dziennie.

Jaki jest najlepszy sposób na radioaktywny gaz? Wietrzenie. To zaskakujące, ale jest to prosty i skuteczny sposób. Niestety w wielu polskich domach ze złą izolacją cieplną, mieszkańcy chronią się zimą przed mrozem takimi środkami, jak szczelne, plastikowe okna i zaklejone wywietrzniki, co prócz licznych tragedii związanych z czadem ulatniającym się z piecyków gazowych, wpływa też na zwiększenie zawartości Rn-222 w powietrzu domowym.

Temat popularnych zagrożeń promieniotwórczy jest jednak znacznie szerszy. Pewne ilości radonu mogą się też wydzielać z materiałów budowlanych - między innymi dlatego skały granitowe nie są zalecane w budownictwie mieszkaniowym, nawet na wykończenia.
Mało znana jest też dość duża aktywność popiołów pozostałych po spaleniu węgla, które jeszcze do niedawna były traktowane jak odpady niebezpieczne. Niestety popioły lotne i żużle często są używane jako dodatek do betonu i do wyrobu cegieł a nawet do naprawy dróg. Co prawda dane wskazują, że mimo dużego podwyższenia emisji, nie przekracza ona norm, ale mam wrażenie, że nie brano tu pod uwagę efektu łącznej emisji ze źródeł naturalnych i ze ścian, dlatego powszechność wykorzystywania takich materiałów, jest dla mnie niepokojąca.

Lutowy "Świat Nauki" dorzuca do naszych rozważań jeszcze jeden wątek [5], który pokrótce omówię. Otóż papierosy, oprócz setek innych szkodliwych związków, zawierają omawiany już Polon. Skąd się tam wziął? Pola tytoniu nawożone są nawozami fosforowymi, zawierającymi zwykle domieszki uranu. Szczególnie dużo zawiera go Tomasyna, będące wszakże zmielonym żużlem powstałym podczas świeżenia stali w metodzie Thomasa. Z uranu powstaje nasz radon, a z niego stałe izotopy potomne, które osadzają się na włochatych liściach tytoniu. Ok. 70% Polonu jest wydzielane wraz z dymem, a stamtąd trafia do płuc palaczy. Ocenia się że sam polon w dymie papierosowym, może odpowiadać za 2% raków płuc u palaczy.

Papieros też groźny

Jak zmniejszyć to ryzyko? Można używać specjalnych mieszanek nawozów, z mniejszą ilością uranu, ale byłyby ona za drogie. Można też płukać zebrane liście w odpowiednich roztworach, ale to również podwyższyło by ceny, podobnie jak hodowla bezwłosych odmian. Musiały by się na to zgodzić koncerny tytoniowe, ale z tym nie jest dobrze. Polon w tytoniu wykryto w latach 60. i wiadomo że dotychczas informacje o skali zagrożenie były ukrywane, zaś silny lobbing firm papierosowych blokował kolejne publikacje na ten temat. Spisek wielkich firm? Nieuczciwy sposób dbania o interesy? Nazywajcie to sobie jak chcecie. Ja nie palę i Wam też nie radzę.

Kończę mój przydługi artykuł. Nie straszenie a informowanie było jego celem. Następne wpisy porzucą (choć nie do końca) tematykę promieniowania, i może znajdzie się tam coś budzącego raczej rozbawienie niż niepokój.
A teraz otwórzcie szeroko okno, przewietrzcie mieszkanie, i pomyślcie o wiośnie, która właśnie nadchodzi, a od razu zrobi się wam lepiej.

-------
Przypisy i źródła:
[1] - określenie, jako cytat, znalazłem w jednej z książek, niestety nie pamiętam jakiej.
[2] http://www.epa.gov/radon/
[3] http://www.halat.pl/radon.html - dużo artykułów na ten temat
[4] http://paa.gov.pl/ -
[5] Brianna Rego, Promieniotwórczy dymek, Świat Nauki nr. 2 2011
* http://en.wikipedia.org/wiki/Radon

Edit: najnowszy komunikat PAA podaje, że stężenie radioaktywnego jodu-131 nad Polską zmalało dziesięciokrotnie, i w dniu 4 kwietnia wahało się między 800 a 200 mikrobekereli (Kraków-Gdynia). Mikro to jedna milionowa, a więc zakres 0,0008-0,0002 Bq/m³.

Edit 2: wg. PAA skażenie radioaktywnym jodem nad Polską nadal spada, i dla okresu pomiarowego 07-11 kwietnia wynosiło 130 - 360 mikrobekereli na metr sześcienny (0,00036-0,00013 Bq/m³)