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
1. Előzmények
2. Célok
A természetes eredetű radongáz adja a legnagyobb hányadát az ionizáló sugárzásokból eredő sugárterhelésnek. Epidemiológiai kutatások jelenleg úgy becsülik, hogy 100 Bq/m3-enként 0,08-kal nő a relatív kockázata a tüdőrák kialakulásának (Darby et al. 2006).
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 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 8th 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. 1994-ben indította el az országos radonmérő hálózatát, amely azóta is működik. 2008-ig több, mint 19 000 magyarországi hálószoba éves átlagos radon aktivitáskoncentrációját, azaz radonszintjét határozta meg (Hámori et al., 2004; Hámori et al., 2006c). 2005 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. 2005 őszén kezdődött az a munka, amely az addig mért 13 325 házszerkezeti adatlappal rendelkező lakótér adatainak elemzésével foglalkozott. Ennek a munkának az eredményeként jött létre többek között a jelen PhD dolgozat. 1
A RAD Laborban végzett munkámnak a magyarországi lakótéri radonszint mérések és elemzések során a következő céljai voltak: 1.
A 13 325 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). 3.2. Mintavétel A detektorok kiosztását, beszedését, adminisztrációját a mért települések iskoláinak tanárai és diákjai végezték. Szintén ők értesítették a lakókat a lakásokban mért eredményekről. 3.3. A radonszint becslése 1997-1998-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
2
(Borak et al., 1989), amely megadja, hogy a becsült radonszint az esetek hány százalékában esik a valódi radonszint körüli 50%-os sávba.
b)
3.4. 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 13325 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/m3-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.
c)
3.
… 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. … a legmagasabb radonszintek a vulkanikus eredetű hegységek, a röghegységek és a nagy rádiumtartalmú hordalékokkal feltöltött síkvidéki területek földszintes házainak alápincézetlen, vályogfalú szobáiban várhatóak. Elkészítettem Magyarország radontérképeit különböző területeken (megyéken, geológiai tájegységeken és 10 × 10 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 19 710 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 Vas-Zalai dombság; 2 Kisalföld; 3 Bakony; 4 Mórágyi rög, Tolna; 5 Nagyalföld, Heves; 6 Sajóhidvég; 7 Nagyalföld, Szabolcs-Szatmár; 8 Nagyalföld, PestBudapest; 9 Nagyalföld, Bács-Kiskun, Csongrád; 10 Mezőföld; 11 Északidombság; 12 Nagyalföld, Békés; 13 Vértes-Pilis-Budai hegység; 14 BaranyaSomogy-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
1. ábra A földszintes házak alápincézetlen lakótereinek radonindexei tájegységenként
Irodalomjegyzék ARVELA, H.: Seasonal Variation in Indoor Radon Concentration of 3000 Dwellings with Model Comparisons. Radiation Protection Dosimetry 59, 33-42. 1995 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. 25-30 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, 686-694. 2005 BORAK, TB., WOODRUFF, B., TOOHEY, RE.: A survey of Winter, Summer and Annual average 222Rn concentrations in family dwellings, Health Physics, 57, 465-470. 1989 BOSSEW, P., LETTNER, H.: Investigations on indoor radon in Austria, Part 1: Seasonality of indoor radon concentration, Journal of Environmental Radioactivity, 98, 329-345. 2007 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, 81-97. 2008 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 14 208 persons without lung cancer from 13 epidemiologic studies in Europe, Scand J Work Environ Health, 32 suppl 1:1-84. 2006 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. 25-30. 2006 5
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):2–12. 1993 HÁMORI K., TÓTH E., KÖTELES GY., PÁL L.: A magyarországi lakások radonszintje (1994-2004). Egészségtudomány 48, 283-299. 2004 HÁMORI, K., TÓTH, E., PÁL, L., KÖTELES, G., LOSONCI, A., MINDA, M.: Evaluation of indoor radon measurements in Hungary, J. of Environmental Radioactivity 88, 189-198. 2006a HÁMORI, K., TÓTH, E., LOSONCI, A., MINDA, M.: Some remarks on the indoor radon distribution in a country, Applied Radiation and Isotopes 64, 859-863. 2006b 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, NREVII: 7th. Int. Symp. On the Natural Radiation Environment, 438-447. 2005 http://radonmapping.jrc.it 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. 1995. Eredeti: Protection AgainstRadon-222 At Home And At Work, Annals of the ICRP. ICRP publication 65. 1993 KANYÁR B., KATONA T., SOMLAI J.: A radonból eredő lakótéri sugárterhelés csökkentésének költségei és a radon cselekvési szint. Egészségtudomány, 48, 7280. 2004 KARPINSKA, M., MNICH, Z., KAPALA, J.: Seasonal changes in radon concentrations in buildings in the region of northeastern Poland, Journal of Environmental Radioactivity, 77, 101-109. 2004 KATONA, T., KANYÁR, B., SOMLAI, J.: Cost assessment of ventilation and averted dose due to radon in dwellings. Journal of Environmental Radioactivity 79, 223-230. 2005 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. 25-30. 2006a
6
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 8th International Workshop on the Geological Aspects of Radon Risk Mapping. Proc. conf. 2530 September 2006b LÉVESQUE, B., GAUVIN, D., MCGREGOR, R. G., MARTEL, R., GINGRAS, S., DONTIGNY, A., WALKER, W. B., LAJOIE, P., LÉTOURNEAU, E.: Radon in residences: influences of geological and housing characteristics. Health Physics 72, 907914. 1997 MILES, J.: Development of maps of radon-prone areas using radon measurements in houses, Journal of Hazardous Materials, 61, 53-58. 1998a MILES, J.: Mapping radon-prone areas by lognormal modeling of house radon data, Health Physics, 74/3,370-378. 1998b MILES, J.: Temporal Variation of Radon Levels in Houses and Implications for Radon Measurement Strategies, Radiation Protection Dosimetry 93:369-375. 2001 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, 1397-1403. 2007 PINEL, J., FEARN, T., DARBY, SC., MILES, JCH.: Seasonal Correction Factors for indoor radon measurements in United Kingdom, Radiation Protection Dosimetry, 58/2, 127-132. 1995 ORLANDO, P., TRENTA, R., BRUNO, M., ORLANDO C., RATTI, A., FERRARI, S., PIARDI, S.: A study about remedial measures to reduce 222Rn concentration in an experimental building. Journal of Environmental Radioactivity, 73, 257266. 2007 SOMLAI, J., GORJÁNÁCZ, Z., VÁRHEGYI, A., KOVÁCS, T.: Radon concentration in houses over a closed Hungarian uranium mine. Science of the Total Environment 367, 653–665. 2006a 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, 82-87. 2006b 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. 188. 1988
Az értekezés témakörében megjelent közlemények 1.
2.
3.
4. 5.
6.
Előadások, poszterek 1.
2.
3. 4. 5. 6. 7.
7
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. 601-609, DOI 10.1007/s00254-008-1329-6, 2009 K. HÁMORI, E. TÓTH, L. PÁL, G. KÖTELES, A. LOSONCI, M. MINDA: Evaluation of indoor radon measurements in Hungary, J. of Environmental Radioactivity 88, 189-198, 2006 K. HÁMORI, E. TÓTH, A. LOSONCI, M. MINDA: Some remarks on the indoor radon distribution in a country, Applied Radiation and Isotopes, 64, 859-863, 2006 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, 2007 OKSER 2006, Az országos környezeti sugárvédelmi ellenőrző rendszer (OKSER) 2006. évi jelentése, A természetes eredetű sugárterhelés fontosabb forrásai, 72-77, 2007 OKSER 2007, Az országos környezeti sugárvédelmi ellenőrző rendszer (OKSER) 2007. évi jelentése, A természetes eredetű sugárterhelés fontosabb forrásai, 78-80, 2008
E. TÓTH, K. HÁMORI, M. MINDA: Indoor Radon in Hungary (Lognormal Mysticism), 8th International Workshop of Radon Risk Mapping, Prága, 252-257, 2006 TÓTH E., MINDA M.: Lognormál miszticizmus. Lakótéri radonszintek, házak szerkezete, területi hatások,… III. Magyar Radon Fórum, Veszprém, 26. 97104, 2006 MINDA M., TÓTH E., HÁMORI K.: Lakóterek radonszint-eloszlásának jellemezhetősége, IV. Magyar Radon Fórum, Veszprém, 79-85, 2007 TÓTH E., HÁMORI K., MINDA M.: A lakótéri radon feltérképezése, IV. Magyar Radon Fórum, Veszprém, 93-98, 2007 MINDA M., TÓTH E.: Radonszint csökkentése egy nógrádi házban, IV. Magyar Radon Fórum, Veszprém, 73-78, 2007 MINDA M., TÓTH E., HÁMORI K.: Radon és házszerkezet, Őszi Radiokémiai Napok, Sopron, p. 89, 2007 MINDA M., TÓTH E., HÁMORI K.: Magyarország radontérképei, Őszi Radiokémiai Napok, Hajdúszoboszló, p. 63, 2008
8
