Környezetgeokémiai előtanulmány a CO2 és radon együttes előfordulása kapcsán Baricza Ágnes ELTE TTK, Környezettudomány M. Sc. 1 évf. Témavezető: Szabó Csaba, Ph. D.
TDK, 2010. november 26.
Bevezetés A szén-dioxid és radon – mint egészségre káros hatásokkal bíró – gázok a levegőnél nagyobb sűrűségűek, ezért képesek felhalmozódni a lakóterekben, légmozgástól elzárt területeken és hatásukat kifejteni: Radon: a tüdőrákot előidéző tényezők sorában, a cigaretta után a második helyen áll (Darby, 2004) Szén-dioxid: A levegőben átlagos 0,039 térfogat %-os koncentrációja csupán néhány %-kal megnő, légszomj, fejfájás léphet fel, de súlyosabb esetben akár fulladást is okozhat. Cél: Irodalmi adatok alapján feltárni a szén-dioxid és radon gázok természetbeli előfordulását, koncentrációját forrás- és talajvizekben, vándorlását tektonikailag aktív területek, törések, repedések mentén, valamint nagyobb koncentrációban való megjelenésük milyen negatív, esetlegesen pozitív hatásokat okozhat.
A radon főbb tulajdonságai 226Ra
T1/2 = 1620 év
Közvetlen anyaeleme: 226 Ra Nemesgáz (mobilitás)
a 222Rn
T1/2 = 3,82 nap
a 218Po, 214Bi
+ Aeroszol
ÉPÍTŐANYAG
TALAJ
(Tóth et al., 1998)
http://www.bfs.de/en/ion/radon
A Radon egészségre gyakorolt hatása A radon egy radioaktív nemesgáz, amely évente körülbelül 20 000 tüdőrák okozta halálesetért felelős az Európai Unióban (Darby et al., 2004). • A radon emberi szervezetben kiváltott folyamatait nehéz nyomon követni, azonban a lakóterek légterében felhalmozódó radont könnyű nyomon követni. • Ilyen feltérképezés: Tóth és mtsai, 1994-es felmérése Mátraderecskén. Kutatásai a község lakói körében kialakult rákos megbetegedések monitorozásán alapult. • A nők körében a rákos megbetegedések kialakulására való hajlam a közepesen nagy radon szintben élőknél (kb. 110 és 185 Bq/m3 között) kisebb, mint a nagy (>185 Bq/m3) vagy a kicsi (<107 Bq/m3) radonban élők esetén
• A 30-64 éves nők esetén ez a csökkenés még inkább megfigyelhető
A nők esetében tapasztalt rákincidencia statisztika
A Radon egészségre gyakorolt hatása • Tóth eredményeit más kutatók méréseivel is összevetette. • Egy amerikai kutató, Cohen 1995-ben a tüdőrákos megbetegedéseket monitorozta, 411 térségben. Eredmény: néhány Bq/m3 értéktől 100 Bq/m3 értékig a tüdőrák gyakoriság monoton növekedést mutatott, majd 185 Bq/m3-ig laposan ingadozott az érték. • Pershagen, svéd kutató szintén 1995-ben végzett hasonló méréseket. Eredmény: 300-400 Bq/m3 érték felett monoton növekedés a mortalitásban A Mátraderecskén tapasztalt rákincidencia csökkenése Cohen eredményeivel, míg növekedése Pershagen következtetéseivel függ össze A nők esetében tapasztalt rákincidencia statisztika
A szén-dioxid főbb tulajdonságai • Levegőnél nagyobb sűrűségű, nagy koncentrációban toxikus, üvegházhatású gáz. Ipari forradalom óta a levegőbeli koncentrációja 280 ppm-ről 380 ppm-re emelkedett. →Föld átlag hőmérséklet növekedés globális átlagban 0,6 °C • 70-80-as évek óta ismert, hogy a szeizmikusan aktív, vulkáni működést mutató területeken szén-dioxid kigázolgás figyelhető meg (Irwin and Barnes, 1980) →felszínre áramlás repedések, törések mentén • Ezen felül, geotermális területeken talajgázként való nagyobb mértékű emittálódása is meghatározó, illetve a talaj szén-dioxid kibocsátást növeli a mikroorganizmusok aktivitása, hőmérséklet emelkedése, szervesanyag tartalom-, és nedvességtartalom növekedése. • Környezetre gyakorolt hatása: A növényzet számára a CO2 koncentráció a talajgázban 20-30%-ig kedvező, de e határérték fölött bizonyos növények elpusztulhatnak, talajvizet elsavasítja, erre érzékeny kőzeteket oldhatja.
A szén-dioxid egészségre gyakorolt hatása • A tiszta levegő átlagosan 0,039 térfogat százalék CO2-t tartalmaz. Néhány térfogat százaléknyi emelkedése esetén, az emberi szervezetben káros hatások jelentkezése tapasztalható. • Végső esetben akár fulladást is kiválthat amennyiben hosszabb ideig vagyunk kitéve a hatásnak.
A szén-dioxid gáz káros hatásai (Haggström, 2009; Baricza, 2010 által részben módosítva)
A gázok együttes előfordulása - Talajgázként való megfigyelésük, vulkáni és geotermális területeken • • • •
Perrier 2009, kigázolgások megfigyelése Sybaru-Bensi melegforrásoknál (Himalája) A gázzal teli források főleg CO2 tartalmúak. fluxusa:19000 g/m2/nap értéket elérte. - Stromboli vulkánnál mért legmagasabb fluxus: 5*104g/m2/nap (Finizola et. al., 2006) A vízben mért radon aktivitás-koncentrációja nem haladta meg a 2,5 Bq/l-t míg a források gáz fázisában a radon jelenléte a szén-dioxid mellett 16000 és 41000 Bq/m3. A radon fluxusa amit több mint 50 ponton mértek extrém értékekre is rámutatott, amelyek nagyobbak, mint 2 Bq/m2/sec. Ez az érték egy ausztráliai uránbányában tapasztalt 6,5 Bq/m2/sec értékhez képest sem mondható elhanyagolhatónak (Bollhöfer et. al., 2006)
A szén-dioxid és radon fluxus mértékének változása
A gázok együttes előfordulása - Talajgázként való megfigyelésük, vulkáni és geotermális területeken •
• • • •
•
Beaubien 2003-ban Közép-Olaszországban végzett átfogó tanulmányt Ciampino és Marino 4 km2-es körzetében. Az eredmények alapján a talajgáz megemelkedett radon és szén-dioxid koncentrációja összefüggést mutat → megnövekedett zónák alakultak ki Eredményeit logaritmikus skálán ábrázolta. Radon: pontszerű megjelenések 75-250 kBq/m3 (1,8-2,4 log skálán) Szén-dioxid: szintén pontszerű megjelenések legnagyobb érték a gáz 80%-os jelenléte (1,9 log skálán) CO2 vivőgázként szolgál a radonnak, amely a törések, repedések mentén időszakosan jelenik meg!
A gázok együttes előfordulása - A CO2 és 222Rn tartalmú mofetták hatása • Mátraderecske térségében található hazánk egy szén-dioxid és radon tartalmú fürdője. Az itt feltörő nagy töménységű (>90%-os) szén-dioxiddal gyógykezeléseket végeznek. Elsősorban izületi, érrendszeri betegségek kezelésére javallott a fürdő, a CO2 értágító hatása miatt (Ballagi, 1997). • Kérdés: Milyen előnyökkel jár egy szén-dioxid és radon dús fürdőben való kezelés egy mesterségesen csak szén-dioxiddal dúsított fürdővel szemben? • Pratzel 2000-es tanulmányában ezen vizek betegekre gyakorolt eltéréseit vizsgálta. A betegek 2 csoportra osztva vettek részt a programban. • 3 szempont alapján zajlott a vizsgálat: - Fájdalom Intenzitás (Pain Intensity = PI) - Keitel funkcionális teszt (Keitel FI) - AIMS érték • A méréseket a program lezárultával, valamint 3 és 6 hónapra rá végezték el A kezelések hatása 3 változó függvényében a Radon illetve Kontroll csoportnál
Összefoglalás A gázok koncentrálódása jelenti a fő problémát → kiemelt területek: szeizmikusan aktív, vulkáni, geotermális területek A gázok megjelenése összefüggést mutat! A CO2 vivőgázként szolgál a radonnak Emberi egészségre káros hatásuk kimutatható nagyobb koncentrációban akár radon (rákkockázat növekedése), akár szén-dioxid (szédülés, eszméletvesztés, fulladás) koncentrálódásáról beszélünk. Ezzel szemben léteznek szén-dioxid és radon gazdag fürdők, ahol a gázok pozitív hatását hangsúlyozzák izületi, keringési betegség kezelésére. A pozitív eredmények ellenére arányaiban több irodalom foglalkozik a negatív hatásokkal, amelyek több aspektusból is bizonyítottak. A feltétlen pozitív hatásokról szóló irodalmakat fenntartásokkal kell kezelni, amíg behatóbban tanulmányozásra nem kerül a téma ezen része, hiszen a CO2 és radon gazdag fürdőben való megnyilvánult pozitív hatások ellenére is, a negatív hatás továbbra is jelen van és nem hanyagolható el!
Köszönöm a Figyelmet! Köszönetemet szeretném kifejezni témavezetőmnek, Szabó Csabának, Ph.D, aki témajavaslatával, tapasztalatával és segítségnyújtásával hozzájárult munkám létrejöttéhez. Köszönet illeti Szabó Katalin Zsuzsannát és Nagy Hedvig Évát, akik szakmai tanácsukkal, tudásukkal és kritikájukkal támogatták munkám színvonalasságát. Végül, de nem utolsó sorban köszönettel tartozom dolgozatom elkészülése során kitartást és bíztatást nyújtó barátnőimnek, Grosch Mariannak, Németh Biancának és barátomnak Pataki Attilának.
