RADIAZIONI IONIZZANTI DA SORGENTI NATURALI

L'esposizione degli esseri umani alle radiazioni ionizzanti da fonti naturali è un aspetto connaturato alla vita sulla terra. Vi sono due principali sorgenti di esposizione alle radiazioni naturali: i raggi cosmici ad alta energia che determinano radiazioni nell'atmosfera terrestre e i radionuclidi presenti nella crosta terrestre fin dall’origine della Terra, detti per questo radionuclidi naturali o primordiali, i quali decadono spontaneamente emettendo radiazioni ionizzanti. 

In questa sede vengono trattate solo le radiazioni originate dai radionuclidi primordiali; questi sono presenti in traccia ovunque, nelle rocce, nel terreno, in aria, in acqua e anche nel corpo umano. In particolare, si forniscono elementi utili alla valutazione del rischio dovuto all’esposizione al radon nei luoghi di lavoro, alla presenza di radionuclidi naturali nei materiali da costruzione, così come nelle materie prime, nei sottoprodotti e nei residui connessi ad alcuni processi industriali (le cosiddette attività NORM). Queste ultime due sezioni sono state curate da Rosabianca Trevisi, Federica Leonardi e Cristina Nuccetelli.

Radon nei luoghi di lavoro 

Radioattività naturale nei materiali da costruzione

Radioattività naturale nelle attività "NORM"

Radon nei luoghi di lavoro 

Il radon (²²²Rn) è un gas radioattivo  non percepibile dai nostri sensi. E’ un elemento radioattivo di origine naturale, appartenente alla serie dell’Uranio-238 (²³⁸U). L’Uranio-238 è presente in tutte le rocce e i suoli: per questo anche il radon è ubiquitariamente diffuso: in particolare il radon (Rn) è un prodotto del decadimento nucleare del Radio all’interno della catena di decadimento dell’uranio. Il suo isotopo più stabile è il radon-222 che decade nel giro di pochi giorni, emettendo radiazioni ionizzanti di tipo alfa e formando i suoi cosiddetti prodotti di decadimento o “figli”, tra cui il polonio-218 e il polonio-214 che emettono anch’essi radiazioni alfa. 

La radioattività del radon si misura in Becquerel (Bq), dove un Becquerel corrisponde alla trasformazione di un nucleo atomico al secondo. La concentrazione nell’aria si esprime in Bq/metro cubo, indicando così il numero di trasformazioni al secondo che avvengono in un metro cubo d’aria.Il radon ed i prodotti del suo decadimento radioattivo forniscono il contributo più rilevante alla dose da radiazioni che gli individui ricevono dalle sorgenti naturali di radiazioni ionizzanti (valore medio mondiale: 1,2 millisievert per anno - mSv/anno). Il radon, inoltre, è un elemento appartenente al gruppo dei gas nobili, quindi in natura è chimicamente inerte e lo troviamo in atmosfera o nei fluidi (acqua, gas del sottosuolo, ecc.) come gas monoatomico.

Il radon si forma nel sottosuolo e tende ad allontanarsi dal sito iniziale per fuoriuscire in atmosfera: in genere le concentrazioni di radon in aria esterna (radon outdoor) sono comunque molto basse, dell’ordine di pochi Bq/m³. In Italia alcuni studi stimano una concentrazione di radon outdoor di 10 Bq/m³. Diversamente, quando sul suolo sorge un edificio, il radon può penetrarvi e permanere raggiungendo concentrazioni in aria anche elevate (radon indoor): per tale ragione, dal punto di vista sanitario, il radon viene considerato un fattore di rischio tipico degli ambienti confinati.  

Il radon indoor è ubiquitariamente presente: negli ambienti di vita, di lavoro, negli edifici pubblici (scuole, ospedali, ecc.), in quelli ricreativi (cinema, palestre, ecc.). La natura geologica del sito, la tipologia costruttiva dell’edificio, i materiali da costruzione utilizzati, le modalità di ventilazione sono tra i parametri più determinanti la concentrazione di radon indoor.

Il radon è ritenuto il principale fattore di rischio di cancro polmonare per i non fumatori e la seconda causa dopo il fumo di tabacco per i fumatori. Fumo di tabacco e radon hanno un effetto sinergico ed entrambi sono classificati dalla IARC-WHO (International Agency for Research on Cancer-World Health Organization; https://www.iarc.fr/) come agenti cancerogeni appartenenti al Gruppo 1⁽¹⁾.

Molteplici studi epidemiologici confermano che l’esposizione al radon (inalazione di radon) aumenta il rischio di cancro polmonare nella popolazione generale. La percentuale di tutti i tumori polmonari attribuibili al radon è stimata tra il 3% e il 14%. Al momento non si hanno evidenze di altri effetti sulla salute. In Italia l’Istituto Superiore di Sanità stima che ogni anno i casi di tumore polmonare attribuibili all’esposizione al radon siano compresi tra 1500 e 5500.

Gli studi epidemiologici hanno confermato anche che non esiste una “valore di concentrazione-soglia” al di sotto della quale l'esposizione al radon non presenti rischi. Anche basse concentrazioni di radon possono causare un piccolo aumento del rischio di cancro ai polmoni: è necessario pertanto far sì che le concentrazioni di radon indoor siano le più basse possibili.

La normativa italiana vigente fino al 27 agosto 2020  (D.Lgs 230/95), in relazione alla protezione dei lavoratori dall’esposizione al radon nei luoghi di lavoro, prevede un livello di azione⁽²⁾ pari a 500 Bq/m³, come concentrazione media annua di attività di radon in aria. L’esposizione per un arco di tempo pari a 2000 h/anno (un anno lavorativo) a tale concentrazione determina una corrispondente dose efficace pari a 3 mSv/anno.

Per sapere se il tuo luogo di lavoro è sottoposto alla normativa relativa alla protezione dal radon vai a Metodiche di valutazione del rischio

La Direttiva 2013/59/Euratom - recepita in Italia dal D.lgvo 101/2020, in vigore dal 27 agosto 2020, ha introdotto nuove disposizioni relative al controllo del radon nei luoghi di lavoro a partire dall’introduzione di un nuovo livello di riferimento⁽³⁾ pari a 300 Bq/m³, come concentrazione media annua di attività di radon in aria nei luoghi di lavoro e nelle abitazioni costruite prima del 31/12/2024. Per le abitazioni costruite dopo tale data il livello di riferimento è posto a  200 Bq/m³

Informazioni

⁽¹⁾ agenti cancerogeni appartenenti al Gruppo 1: categoria riservata alle sostanze con sufficiente evidenza di cancerogenicità sull’uomo.

⁽²⁾ livello di azione: in determinata situazione, è il valore di concentrazione di attività di radon in aria o di dose efficace, il cui superamento richiede l'adozione di azioni di rimedio che riducano tale grandezza a livelli più bassi del valore fissato.

⁽³⁾ livello di riferimento: in determinata situazione, corrispondente alla concentrazione di attività al di sopra del quale si ritiene inopportuno permettere che si verifichino esposizioni, anche se non è un limite che non può essere superato.

Per chi vuole saperne di piu:

http://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/44149/9789241547673_eng.pdf;jsessionid=63ED702F27A67D433912F87ADAA3469A?sequence=1

http://old.iss.it/radon/index.php?lang=1

Radioattività naturale nei materiali da costruzione

I materiali da costruzione rappresentano una sorgente di esposizione alle radiazioni ionizzanti per la popolazione tutt’altro che trascurabile. Possiamo distinguere due grandi tipologie: i materiali da costruzione di origine naturale e quelli “di nuova generazione”.

La presenza di radionuclidi naturali (principalmente ²³⁸U, ²³²Th con i loro discendenti e il ⁴⁰K) dipende, nel caso dei materiali di origine naturale, dalla loro natura geomorfologica (si tratta di rocce estratte localmente ed utilizzate in edilizia, come nel caso di tufo, pozzolana, granito, ecc.), oppure - nel caso di materiali da costruzione di nuova generazione - dalla presenza di residui di attività NORM (ad esempio ceneri di carbone, fosfogesso, ecc.) utilizzati come additivi.

I materiali da costruzione possono quindi determinare una esposizione significativa ai raggi gamma e contribuire alla concentrazione di radon negli ambienti chiusi: l’entità di questa esposizione dipende dalla concentrazione dei nuclidi sopra citati e dalle caratteristiche strutturali, geometriche e di utilizzo dell’ambiente interno considerato. Sono stati elaborati molti modelli (room model), i quali, sulla base dalla concentrazione di attività di ²²⁶Ra, ²³²Th e ⁴⁰K, delle dimensioni della camera standard, dello spessore delle pareti, della presenza o meno di porte e finestre e del rateo di ventilazione, sono in grado di stimare il contributo fornito dal materiale in oggetto in termini di dose gamma (mSv/y). Il room model che è stato adottato dall’Unione Europea è descritto nella guida tecnica Radiation Protection 112 (RP112). In questa pubblicazione, sulla base del room model utilizzato,  è stato introdotto un indice I come strumento di screening per identificare materiali da costruzione che possano ritenersi di interesse dal punto di vista della popolazione .

La Direttiva 59/2013/Euratom recepita in Italia dal D.lgs 101/2020  adotta quanto  raccomandato nella guida tecnica RP112 stabilendo la necessità di porre attenzione al controllo dell’esposizione della popolazione all’irraggiamento gamma derivate dai radionuclidi presenti nei materiali da costruzione.

Questo aspetto è di nuova introduzione nel sistema regolatorio italiano. Si riferisce ad alcune tipologie di materiali da costruzione presenti sul mercato: i materiali da costruzione che rientrano nel campo di applicazione della legge sono elencati nell’allegato II e di seguito riportati.

Questa normativa va ad integrare il Regolamento UE 305/2011 sui prodotti da costruzione in relazione alla marcatura CE e va ad integrare quanto previsto per la stesura della dichiarazione di prestazione: questi adempimenti coinvolgono il fabbricante, il mandatario, il distributore e l’importatore. Per tale situazione di esposizione esistente, il nuovo decreto fissa un livello di riferimento pari ad 1 mSv/anno.

Per i materiali che rientrano nell’elenco di cui all’allegato II, è necessario effettuare una misura delle concentrazioni di attività di Ra-226, Th-232 e K-40. Tali valori di concentrazione di attività sono necessari alla stima dell’ “Indice di concentrazione di attività – Indice I”. (vai a Tool per il calcolo dell’indice I).

Se il valore dell’indice di concentrazione di attività è pari o minore di 1, il materiale in esame può essere utilizzato come materiale strutturale (quindi in grandi quantità) senza che il livello di riferimento sia superato. 

Se il valore dell’indice I risultasse superiore a 1, è necessaria una valutazione accurata del possibile contributo in termini di dose efficace, tenuto conto delle caratteristiche del materiale in termini di spessore e densità. Nei casi in cui il materiale è suscettibile di dare una dose>1 mSv/anno, tale materiale non può essere utilizzato per l’edilizia civile (materiale strutturale di abitazioni e di edifici a elevato fattore di occupazione.) ma per scopi diversi, che vanno previsti con disposto normativo  e  nei regolamenti edilizi.

Per verificare quali tipologie di materiali da costruzione sono di interesse, vai alla check list.

Elenco indicativo di materiali da costruzione considerati in riferimento alle radiazioni gamma emesse da tali materiali  

(tratto da Allegato II D.lgvo 101/2020). 

1. Materiali naturali

1. Alum-shale (cemento contenente scisti alluminosi).

2. Materiali da costruzione o additivi di origine naturale ignea tra cui:

• granitoidi (quali graniti, sienite e ortogneiss);
• porfidi;
• tufo;
• pozzolana;
• lava.

2. Materiali che incorporano residui dalle industrie che lavorano materiali radioattivi naturali tra cui:

1. ceneri volanti;

2. fosfogesso;

3. scorie di fosforo;

4. scorie di stagno;

5. scorie di rame;

6. fanghi rossi (residui della produzione dell'alluminio);

7. residui della produzione di acciaio.

Attività NORM: descrizione del rischio 

L’acronimo NORM sta per Naturally Occurring Radioactive Material: indentifica quei materiali abitualmente non considerati radioattivi ma che possono contenere elevate concentrazioni di radionuclidi naturali per cui sono considerati di interesse dal punto di vista della protezione dei lavoratori e del pubblico.

Le attività NORM sono quindi quelle attività lavorative convenzionali, nelle quali fanno parte del ciclo produttivo materie prime o sottoprodotti o residui che, non per le loro proprietà fissili o fertili ma a seguito di processi industriali, possono avere un contenuto di radioattività naturale elevato, o comunque non trascurabile dal punto di vista della protezione dei lavoratori e del pubblico.

Per verificare quali settori industriali sono da considerare attività NORM secondo la normativa vigente (D.Lgs 101/20), vai alla check list.

Il Capo II del Titolo IV del D.lgs 101/20 disciplina le “Pratiche che comportano l'impiego di materiali contenenti radionuclidi di origine naturale”, le cosiddette “industrie NORM. Nell’ambito del Titolo IV questa è forse tra le parti che hanno subito il cambiamento più importante rispetto alla normativa precedente. Innanzitutto queste sono già classificate come “pratiche”, mentre prima (D.lgs 230/95)  erano “attività lavorative” che entravano nel sistema di radioprotezione solo se sussistevano determinate condizioni (superamento del livello di azione).

In altri termini le attività che ricadono nell'ambito di applicazione della norma hanno l'obbligo - entro dodici mesi dall'entrata in vigore del decreto (entro il 27 agosto 2021)  o dall'inizio della pratica, di provvedere alle misurazioni delle concentrazioni di attività dei materiali presenti nel ciclo produttivo e nei residui di lavorazione, avvalendosi di organismi riconosciuti. Nel caso in cui i risultati delle misurazioni siano superiori ai livelli di esenzione è necessaria la nomina di un Esperto in Radioprotezione che procederà all'attuazione degli adempimenti di radioprotezione prescritte per la tutela dei lavoratori (art. 22).

L'articolo 22 prevede esplicitamente che la relazione tecnica contenente gli esiti delle valutazioni effettuate dall'Esperto in Radioprotezione siano parte integrante della valutazione dei rischi  ai sensi del D.lgvo 81/08.

I settori industriali ai quali si applicano le nuove norme sono più numerosi rispetto al passato; ad esempio  i cementifici, la geotermia, gli impianti per la filtrazione delle acque di falda ecc. sono settori prima non coinvolti dalla normativa di radioprotezione. Nell’ambito dei settori industriali di cui all'allegato II (vedi Tabella II-1) , si considerano le attività che comportano:

a)      l'uso o lo stoccaggio di materiali che contengono radionuclidi di origine naturale;

b)      la produzione di residui o di effluenti che contengono radionuclidi di origine naturale.

Come sempre nel caso delle pratiche, gli strumenti di radioprotezione sono i livelli di esenzione, i livelli di allontanamento e il limite di dose. In questo caso i livelli di esenzione e di allontanamento hanno gli stessi valori: essi sono stati definiti per i lavoratori e per gli individui della popolazione sia in termini di concentrazione di attività, sia in termini di dose efficace nell’allegato II.

Si prevede che l'esercente di tali pratiche provveda alla misurazione della concentrazione di attività sui materiali presenti nel ciclo produttivo, sui residui ed eventualmente effluenti. Nel caso in cui tali valori di concentrazione risultino inferiori ai livelli di esenzione in termini di concentrazione di attività, la pratica si può considerare “esente” dagli obblighi di notifica ed “uscire” dal sistema di radioprotezione, con la sola richiesta di ripetere tali misurazioni radiometriche con cadenza triennale. 

Nel caso i suddetti valori siano superiori livelli di esenzione in termini di concentrazione di attività, è necessario valutare la dose efficace ai lavoratori e all’individuo rappresentativo: se dalle valutazioni risultano non superati i livelli di esenzione in termini di dose al lavoratore e all’individuo rappresentativo, la pratica ha una nuova opportunità per considerarsi “esente” dagli obblighi di notifica ed “uscire” dal sistema di radioprotezione, con la sola richiesta di ripetere tali valutazioni con cadenza triennale.

In caso di superamento dei livelli di esenzione in termini di dose al lavoratore e all’individuo rappresentativo si applica quanto previsto ai titoli XI e XII inerenti rispettivamente la protezione dei lavoratori e la protezione della popolazione.

Check-list per identificare i settori industriali definiti come attività NORM

Tabella II-1 Settori industriali  "NORM" D.LGS 101/2020

INFORMAZIONI

"livello di esenzione": valore fissato da un'autorità competente o dalla legislazione, espresso in termini di concentrazione di attività o attività totale, in corrispondenza o al di sotto del quale una sorgente di radiazione non è soggetta all'obbligo di notifica o autorizzazione.