Doktori (PhD) értekezés tézisei A LAKÓTÉRI RADONSZINTET BEFOLYÁSOLÓ PARAMÉTEREK MEGHATÁROZÁSA

Átírás

1 Doktori (PhD) értekezés tézisei A LAKÓTÉRI RADONSZINTET BEFOLYÁSOLÓ PARAMÉTEREK MEGHATÁROZÁSA MINDA MIHÁLY Kémiai és Környezettudományok Doktori Iskola Témavezető: DR. SOMLAI JÁNOS egyetemi docens Pannon Egyetem, Radiokémia Tanszék Veszprém, 2009

2 1. Előzmények A természetes eredetű radongáz adja a legnagyobb hányadát az ionizáló sugárzásokból eredő sugárterhelésnek. Epidemiológiai kutatások jelenleg úgy becsülik, hogy 100 Bq/m 3 -enként 0,08-kal nő a relatív kockázata a tüdőrák kialakulásának (Darby et al. 2006). A 70-es években kezdődtek el a lakótéri radonmérések világszerte. A legtöbb országban évszakos, közelítőleg 3 hónapos mérési periódust alkalmaztak. Az éves átlagos radonkoncentráció, azaz a radonszint meghatározásakor a rövidebb, mint egy éves mérési eredményekből történő konverziós eljárás elsősorban igen nagyszámú mérés tapasztalata és statisztikai elemzése (Wrixon et al. 1988; Pinel et al. 1995; Miles, 2001, Bochicchio et al. 2005, Karpinska et al. 2004) alapján alakult ki. A radonmérések egyik legfontosabb célja az volt, hogy megtalálják azokat a paramétereket, amelyek az átlagosnál több magas radonszintű lakást valószerűsítenek. Már a radonmérések kezdetén feltételezték, hogy a magas lakótéri radonszintek elsősorban geológiai okokra vezethetők vissza (Gunby et al. 1993, Hámori et al. 2006a, b; Mose et al. 1992, Somlai et al. 2006a). Számos házszerkezeti tulajdonság (Arvela 1995; Gunby et al. 1993; Levesque et al. 1997, Hunter et al. 2005, Bossew et al. 2007, Kemski et al. 2006, Mireles et al. 2007, Somlai et al. 2006b) valamint a lakók életmódja (Kanyár et al., 2004; Katona et al. 2005; Orlando et al. 2004, Bossew et al. 2007) is befolyásolja a lakótéri radonszintet. A lakótéri radonmérések alapján elkészített radontérkép, amely feltárja azokat a területeket, amelyeken gyakoriak a magas lakótéri radonszintek, hasznos lenne a szakértők és a döntéshozók számára. Az Európai Unióban a Joint Research Center a mért éves átlagos radon aktivitáskoncentrációk felhasználásával, Európa lakótéri radontérképének elkészítését tervezi (The 8 th International Workshop on the Geological Aspects of Radon Risk Mapping, Prága, 2008). A RAD Labor, amely 1992-ben alakult, az első két évben a mátraderecskei lakásokban végzett radonméréseket ben indította el az országos radonmérő hálózatát, amely azóta is működik ig több, mint magyarországi hálószoba éves átlagos radon aktivitáskoncentrációját, azaz radonszintjét határozta meg (Hámori et al., 2004; Hámori et al., 2006c) óta veszek részt a RAD Labor munkájában. Az első évben főleg a detektorok kiosztása, beszedése és kiértékelése volt a feladatom. Később részt vettem a radonméréssel kapcsolatos ismeretterjesztő előadások megszervezésében, megtartásában, valamint saját diákjaink labormunkájának irányításában is őszén kezdődött az a munka, amely az addig mért házszerkezeti adatlappal rendelkező lakótér adatainak elemzésével foglalkozott. Ennek a munkának az eredményeként jött létre többek között a jelen PhD dolgozat. 2. Célok Magyarország összes lakóterének felmérése nemcsak financiális források hiánya miatt lehetetlen, de szakmai szempontból is értelmetlen volna. Mind saját kutatási tapasztalatunk, mind a nemzetközi szakirodalom rámutat arra, hogy vannak olyan lakások, amelyekben a radon megjelenése csak igen kicsiny koncentrációban várható. A várhatóan magas radonszintű lakások felkutatásához célszerű megvizsgálni a már eddig mért lakások esetében, hogy a házszerkezeti tulajdonságok hogyan befolyásolják a radonszintet. A RAD Laborban végzett munkámnak a magyarországi lakótéri radonszint mérések és elemzések során a következő céljai voltak: 1. A házszerkezeti adatlapon szereplő információk adatbázisba rögzítése. 2. Megállapítani, hogy a radonszint becslése egy, két vagy három évszakban mért aktivitáskoncentrációk felhasználásával mely esetekben elfogadható. 3. Meghatározni, hogy az egyes házszerkezeti tulajdonságok és életmódbeli szokások milyen mértékben befolyásolják a lakótéri radonszintet. 4. Elkészíteni Magyarország radontérképeit. 3. Módszerek 3.1. Mérés A RAD Laborban a lakótéri radonméréseket zárt CR-39 nyomdetektorral végeztük. A vizsgált szobában összesen három detektort osztottunk ki, három különböző évszakban: ősszel, télen és tavasszal. A szobára jellemző radonszintet három, esetenként két évszak aktivitáskoncentráció értékéből határoztuk meg. (Nem számítottunk radonszintet azokra a szobákra, ahol nem állt rendelkezésünkre legalább két évszak mérési eredménye) Mintavétel A detektorok kiosztását, beszedését, adminisztrációját a mért települések iskoláinak tanárai és diákjai végezték. Szintén ők értesítették a lakókat a lakásokban mért eredményekről A radonszint becslése ban a Mórágyi-rög 628 házában elvégzett, teljes éves radonmérés eredményeit felhasználva matematikai statisztikai eszközökkel vizsgáltam, hogy az egy vagy két vagy három évszak mérési eredményeiből becsült radonszint mennyire tér el a valódi radonszinttől. Az összehasonlításhoz bevezettem a Borak-faktort 1 2

3 (Borak et al., 1989), amely megadja, hogy a becsült radonszint az esetek hány százalékában esik a valódi radonszint körüli 50%-os sávba A radonszintet befolyásoló paraméterek felkutatása Ha a lakások geológiailag, házszerkezet szempontjából, illetve a lakók életmódja szerint közel homogén sokaságból származnak, akkor eloszlásuk a radonszinteken jól közelíthető lognormális eloszlással (Miles, 1998a; Miles 1998b, Minda et al., 2009). A lakóteret minden egyes tulajdonság alapján csoportokra bontottam. Geológusokkal együttműködve Magyarország területét a lakótéri radonforrás szempontjából 23 tájegységre bontottam. A lakóterek csoportjainak általános statisztikai jellemzéséhez megadtam a csoportokba eső lakóterek darabszámát, a lakóterekben mért radonszintek minimumát, maximumát, aritmetikai átlagát, standard deviációját, geometriai átlagát, geometriai standard deviációját, valamint a csoport radonindexét, azaz a csoportban a 200 Bq/m 3 -es radonszintet meghaladó lakóterek számarányát. Kidolgoztam egy matematikai statisztikai eljárást a radonindexnek és annak hibájának a meghatározására. A hibával együtt megadott radonindex teszi lehetővé a különböző geológiai, házszerkezeti és életmódbeli tulajdonságok alapján kialakított házcsoportok radonszint szempontjából történő, megbízható összehasonlítását és a radonszintet dominánsan befolyásoló tulajdonságok meghatározását. b) a szobában kialakuló radonszintet nem befolyásolja lényegesen a földszinti szoba alatt a feltöltésre használt anyag, a fal borítása, a szoba ajtajainak száma, a detektor padlótól mért távolsága, a szoba fűtöttségének időtartama a téli időszakban, a fűtéshez használt anyagok, az alkalmazott fűtőeszköz, a szellőztetés módja. c) a legmagasabb radonszintek a vulkanikus eredetű hegységek, a röghegységek és a nagy rádiumtartalmú hordalékokkal feltöltött síkvidéki területek földszintes házainak alápincézetlen, vályogfalú szobáiban várhatóak. 3. Elkészítettem Magyarország radontérképeit különböző területeken (megyéken, geológiai tájegységeken és km-es cellákon) a területek lakótereiben mért radonszintek maximumát, átlagát és a radonindexet ábrázolva. Magyarországról az általam készített térképek szerepelnek a European Joint Research Centerben és a 2006 illetve 2007 OKSER jelentésben. (1. ábra) 3.5. Radontérképek A magyarországi lakótéri radonszintek területi eloszlását különböző területek (megyéken, cellákon, geológiai tájegységen) készítettem el különböző értékeket ábrázolva (maximum, átlag, radon index). 4. Eredmények, tézispontok Tudományos munkám során kapott eredmények az alábbi tézispontokban foglalhatók össze: 1. A lakóterek radonszintjének meghatározására legalább három évszakban, ősszel, télen és tavasszal kell méréseket végezni. A nemzetközi ajánlásokban a hazánkhoz hasonló éghajlatú területeken a három évszakban mért aktivitáskoncentrációkból történő radonszint-becslést kell javasolni. 2. Matematikai statisztikai eljárást dolgoztam ki a radonindexnek és hibájának meghatározására, amely segítségével a mért lakótér adatai alapján igazoltam, hogy a) a lakótéri radonszintet dominánsan befolyásolja a ház alatt húzódó geológiai formáció, a szoba talajtól való távolsága, a ház földszintes vagy emeletes volta, a szoba alápincézettsége, valamint a ház és a szoba falanyaga. 1. ábra A földszintes házak alápincézetlen lakótereinek radonindexei tájegységenként 1 Vas-Zalai dombság; 2 Kisalföld; 3 Bakony; 4 Mórágyi rög, Tolna; 5 Nagyalföld, Heves; 6 Sajóhidvég; 7 Nagyalföld, Szabolcs-Szatmár; 8 Nagyalföld, Pest- Budapest; 9 Nagyalföld, Bács-Kiskun, Csongrád; 10 Mezőföld; 11 Északidombság; 12 Nagyalföld, Békés; 13 Vértes-Pilis-Budai hegység; 14 Baranya- Somogy-Tolnai dombság; 15 Bükk; 16 Mórágyi rög, Baranya; 17 Velencei hegység; 18 Mátra; 19 Sajó-Hernád völgy; 20 Börzsöny; 21 Cserhát; 22 Zemplén; 23 Mecsek. 3 4

4 Irodalomjegyzék ARVELA, H.: Seasonal Variation in Indoor Radon Concentration of 3000 Dwellings with Model Comparisons. Radiation Protection Dosimetry 59, BARNET, I., PACHEROVÁ, P., FOJTÍKOVÁ, I.: Radon profile across the main granitoid bodies of the Bohemian Massif (Czech Republic). In: Barnet, I., Neznal, M., Pacherová, P. (Eds.), Radon Investigations in the Czech Republic XI and the 8th International Workshop on the Geological Aspects of Radon Risk Mapping. Proc. conf September 2006 BOCHICCHIO, F., CAMPOS-VENUTI, G., PIERMATTEI, S., NUCCETELLI, C., RISICA, S., TOMMASINO, L., TORRI, G., MAGNONI, M., AGNESOD, G., SGORBATI, G., BONOMI, M., MINACH, L., TROTTI, F., MALISAN, M.R., MAGGIOLO, S., GAIDOLFI, L., GIANNARDI, C., RONGONI, A., LOMBARDI, M., CHERUBINI, G., D OSTILIO, S., CRISTOFARO, C., PUGLIESE, M., MARTUCCI, V., CRISPINO, A., CUZZOCREA, P., SANTAMARIA, A. S., CAPPAI, M.: Annual average and seasonal variations of residential radon concentration for all the Italian Regions, Radiation Measurements, 40, BORAK, TB., WOODRUFF, B., TOOHEY, RE.: A survey of Winter, Summer and Annual average 222 Rn concentrations in family dwellings, Health Physics, 57, BOSSEW, P., LETTNER, H.: Investigations on indoor radon in Austria, Part 1: Seasonality of indoor radon concentration, Journal of Environmental Radioactivity, 98, BOSSEW, P., DUBOIS, G., TOLLEFSEN, T.: Investigations on indoor Radon in Austria, part 2: Geological classes as categorical external drift for spatial modelling of the Radon potential. Journal of Environmental Radioactivity 99, DARBY, S., HILL, D., DEO, H., AUVINEN, A., MIGUEL, BARROS-DIOS, J., BAYSSON, H., BOCHICCHIO, F., FALK, R., FARCHI, S., FIGUEIRAS, A., HAKAMA, M., HEID, I., HUNTER, N., KREIENBROCK, L., KREUZER, M., LAGARDE, F., MÄKELÄINEN, I., MUIRHEAD, C., OBERAIGNER, W., PERSHAGEN, G., RUOSTEENOJA, E., SCHAFFRATH, R. A., TIRMARCHE, M., TOMÁŔEK, L., WHITLEY, E., WICHMANN, H-E., DOLL, R.: Residential radon and lung cancer : detailed results of a collaborative analysis of individual data on 7148 persons with lung cancer and persons without lung cancer from 13 epidemiologic studies in Europe, Scand J Work Environ Health, 32 suppl 1: FRIEDMANN, H., GRÖLLER, J.: Radon Mapping in Austria. In: Barnet, I., Neznal, M., Pacherová, P. (Eds.), Radon Investigations in the Czech Republic XI and the 8th International Workshop on the Geological Aspects of Radon Risk Mapping. Proc. conf GUNBY, J. A., DARBY, S. C., MILES, J. C. H., GREEN, B. M. R., COX, D. R.: Factors affecting indoor radon concentrations in the United Kingdom. Health Physics 64(1): HÁMORI K., TÓTH E., KÖTELES GY., PÁL L.: A magyarországi lakások radonszintje ( ). Egészségtudomány 48, HÁMORI, K., TÓTH, E., PÁL, L., KÖTELES, G., LOSONCI, A., MINDA, M.: Evaluation of indoor radon measurements in Hungary, J. of Environmental Radioactivity 88, a HÁMORI, K., TÓTH, E., LOSONCI, A., MINDA, M.: Some remarks on the indoor radon distribution in a country, Applied Radiation and Isotopes 64, b HÁMORI K., TÓTH E., PÁL L: Beszámoló a 2005/06 évben végzett lakótéri radonmérések eredményeiről. A RAD Labor belső jelentése. 2006c HUNTER, N., HOWART, C. B., MILES, J. C. H., MUIRHEAD, C. R.: Year-to-year variations in radon levels in a sample of UK houses with the same occupants, NRE- VII: 7 th. Int. Symp. On the Natural Radiation Environment, IBSS 1996: International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources. IAEA, Safety Series 115. Vienna, 1996 ICPR 65.: Radon-222 elleni sugárvédelem lakásokban és munkahelyeken Eredeti: Protection AgainstRadon-222 At Home And At Work, Annals of the ICRP. ICRP publication KANYÁR B., KATONA T., SOMLAI J.: A radonból eredő lakótéri sugárterhelés csökkentésének költségei és a radon cselekvési szint. Egészségtudomány, 48, KARPINSKA, M., MNICH, Z., KAPALA, J.: Seasonal changes in radon concentrations in buildings in the region of northeastern Poland, Journal of Environmental Radioactivity, 77, KATONA, T., KANYÁR, B., SOMLAI, J.: Cost assessment of ventilation and averted dose due to radon in dwellings. Journal of Environmental Radioactivity 79, KEMSKI, J., KLINGEL, R., SIEHL, A., VALDIVIA-MANCHEGO, M.: Radon risk prediction in Germany based on gridded geological maps and soil gas measurements. Radon Investigations in the Czech Republic XI and the 8th International Workshop on the Geological Aspects of Radon Risk Mapping. Proc. conf a 5 6

5 KEMSKI, J., KLINGEL, R., SIEHL, A.: Indoor radon concentration related to building type and foundation of dwellings implications for radon risk prediction. In: Radon Investigations in the Czech Republic XI and the 8 th International Workshop on the Geological Aspects of Radon Risk Mapping. Proc. conf September 2006b LÉVESQUE, B., GAUVIN, D., MCGREGOR, R. G., MARTEL, R., GINGRAS, S., DON- TIGNY, A., WALKER, W. B., LAJOIE, P., LÉTOURNEAU, E.: Radon in residences: influences of geological and housing characteristics. Health Physics 72, MILES, J.: Development of maps of radon-prone areas using radon measurements in houses, Journal of Hazardous Materials, 61, a MILES, J.: Mapping radon-prone areas by lognormal modeling of house radon data, Health Physics, 74/3, b MILES, J.: Temporal Variation of Radon Levels in Houses and Implications for Radon Measurement Strategies, Radiation Protection Dosimetry 93: MIRELES, F., GARCÍA, M. L., QUIRINO, L. L., DÁVILA, J. I., PINEDO, J. L., RÍOS, C., MONTERO, M. E., COLMENERO, L., VILLALBA, L.: Radon survey related to construction materials and soils in Zacatecas, México using LR-115. Radiation Measurements 42, PINEL, J., FEARN, T., DARBY, SC., MILES, JCH.: Seasonal Correction Factors for indoor radon measurements in United Kingdom, Radiation Protection Dosimetry, 58/2, ORLANDO, P., TRENTA, R., BRUNO, M., ORLANDO C., RATTI, A., FERRARI, S., PIARDI, S.: A study about remedial measures to reduce 222 Rn concentration in an experimental building. Journal of Environmental Radioactivity, 73, SOMLAI, J., GORJÁNÁCZ, Z., VÁRHEGYI, A., KOVÁCS, T.: Radon concentration in houses over a closed Hungarian uranium mine. Science of the Total Environment 367, a SOMLAI, J., JOBBÁGY, V., NÉMETH, CS., GORJÁNÁCZ, Z., KÁVÁSI, N., KOVÁCS, T.: Radiation dose from coal slag used as building material in the Transdanubian region of Hungary. Radiat. Prot. Dosimetry 118, b WRIXON, AD., GREEN, BMR., MILES, JCH., CLIFF, KD., FRANCIS, EA., DRISCOLL, CMH., JAMES, AC, O RIORDAN, MC.: Natural radiation exposure in UK dwellings, NRPB-R190 report, p Az értekezés témakörében megjelent közlemények 1. MINDA M., TÓTH GY., HORVÁTH I., BARNET I., HÁMORI K., TÓTH E.: Indoor radon mapping and its relation to geology in Hungary, J. of Environmental Geology, Vol. 57, Issue 3, p , DOI /s , K. HÁMORI, E. TÓTH, L. PÁL, G. KÖTELES, A. LOSONCI, M. MINDA: Evaluation of indoor radon measurements in Hungary, J. of Environmental Radioactivity 88, , K. HÁMORI, E. TÓTH, A. LOSONCI, M. MINDA: Some remarks on the indoor radon distribution in a country, Applied Radiation and Isotopes, 64, , M. A. HAJNAL, K. HÁMORI, M. MINDA, E. TÓTH, G. J. KÖTELES: Organising a regional radon-level survey. Indian Journal of Radiation Reserch, 72-87, OKSER 2006, Az országos környezeti sugárvédelmi ellenőrző rendszer (OKSER) évi jelentése, A természetes eredetű sugárterhelés fontosabb forrásai, 72-77, OKSER 2007, Az országos környezeti sugárvédelmi ellenőrző rendszer (OKSER) évi jelentése, A természetes eredetű sugárterhelés fontosabb forrásai, 78-80, 2008 Előadások, poszterek 1. E. TÓTH, K. HÁMORI, M. MINDA: Indoor Radon in Hungary (Lognormal Mysticism), 8 th International Workshop of Radon Risk Mapping, Prága, , TÓTH E., MINDA M.: Lognormál miszticizmus. Lakótéri radonszintek, házak szerkezete, területi hatások, III. Magyar Radon Fórum, Veszprém, , MINDA M., TÓTH E., HÁMORI K.: Lakóterek radonszint-eloszlásának jellemezhetősége, IV. Magyar Radon Fórum, Veszprém, 79-85, TÓTH E., HÁMORI K., MINDA M.: A lakótéri radon feltérképezése, IV. Magyar Radon Fórum, Veszprém, 93-98, MINDA M., TÓTH E.: Radonszint csökkentése egy nógrádi házban, IV. Magyar Radon Fórum, Veszprém, 73-78, MINDA M., TÓTH E., HÁMORI K.: Radon és házszerkezet, Őszi Radiokémiai Napok, Sopron, p. 89, MINDA M., TÓTH E., HÁMORI K.: Magyarország radontérképei, Őszi Radiokémiai Napok, Hajdúszoboszló, p. 63,