RADON KİRLİLİĞİ VE HALK SAĞLIĞI İLİŞKİSİ

Transkript

1 T.C. Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Halk Sağlığı Anabilim Dalı RADON KİRLİLİĞİ VE HALK SAĞLIĞI İLİŞKİSİ BİTİRME TEZİ Stj. Diş Hekimi Hasan İrfan ULUDAĞ Danışman Öğretim Üyesi: Prof. Dr. Fethi DOĞAN İzmir 2010

2 İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ 1. GİRİŞ 2. RADYASYON RADON Tanım Bozunma Reaksiyonu Nicelik ve Birimler Kullanılan Terimler Kümülatif Maruziyetin Değerlendirilmesi Zararlarının anlaşılması RADON MARUZİYETİ VE ETKİLERİ Kaynaklar Maruziyet Mesleki Maruziyet Evlerde Radon İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri Radon ve Deprem İlişkisi RADONUN ÖLÇÜMÜ Radon Konsantrasyon Limitleri RADON MARUZİYETİNE KARŞI ALINMASI GEREKEN ÖNLEMLER SONUÇ...36

3 8. ÖZET...37 KAYNAKLAR...38 ÖZGEÇMİŞ...39

4 ÖNSÖZ Bu tezin hazırlanması sırasında değerli varlıklarını hep yanımda hissettiren arkadaşlarım Zeynep Elvan Yıldırım, Gizem Maraba, Ela Haddur`a ve tez danışmanım Prof. Dr. Fethi Doğan`a en içten teşekkürlerimi sunarım. İzmir 2010 Stj. Diş Hekimi Hasan İrfan Uludağ

5 1. GİRİŞ Radon periyodik çizelgenin 0 grubunda (soy gazlar) yer alan Rn simgeli ve 86 atom numaralı kimyasal elementtir. Atmosferde bulunan radyoaktif bir gazdır. U 283 serisinden bir izotoptur. Ra 226`nın radyoaktif bozunumu sonucu oluşmaktadır. Radon, insan aktivitelerinden değil doğal süreçlerin sonucunda insana zarar verebilen çevresel etmenlerden birisidir. Topraktan havaya sızan radon, önemli bir kapalı ortam kirletici faktör olarak belirmektedir. Bu tezde radyasyonun tanımından başlanarak radonun yapısı, bozunma reaksiyon zinciri, ölçümünde kullanılan birimler ve ölçüm yöntemleri ayrıntılı olarak işlenmiştir. Radon maruziyet yolları, insan sağlığına etkileri ve maruziyete karşı alınacak önlemler ayrıntıları ile aktarılmıştır.

6 2. RADYASYON Radyasyon (ışınım), elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerji yayımı ya da aktarımıdır. Bir maddenin atom çekirdeğindeki nötronların sayısı, proton sayısına göre oldukça fazla ise; bu tür maddeler kararsız bir yapı göstermekte ve çekirdeğindeki nötronlar alfa, beta, gama gibi çeşitli ışınlar yaymak suretiyle parçalanmaktadırlar. Radyoaktivite veya radyoaktiflik kararsız nükleitlerin, parçacıklar ya da elektro manyetik ışıma (fotonlar) yayımlayarak kendiliğinden kütle yitirme özelliğidir. Değişik nitelikteki radyasyon kaynaklan sürekli insan ve canlılar üzerinde etkili olmaktadır. İster doğal ister yapay olsun iyonlaştırıcı ışınlar oldukça tehlikelidir. Doğal radyasyonun şiddeti azdır. Ancak yapay radyasyonun insan sağlığı üzerindeki etkileri oldukça önemlidir. Sekil 1`de doğal ve yapay ışınımın insani etkileme yolları gösterilmiştir [1]. Yer kabuğu Kozmik radyasyon Radyoaktif elementler İNSAN Hava Yiyecek Su Yıkanma yüzme İçme Yeme Solunum Şekil 1. Doğal ve yapay ışınımın insanı etkileme yolları. 2

7 3. RADON 3.1 Tanım Radon periyodik çizelgenin 0 grubunda (soy gazlar) yer alan Rn simgeli ve 86 atom numaralı kimyasal elementtir. Renksiz, kokusuz, tatsız bir gazdır. Havadan yedi buçuk kez, hidrojenden ise 100 kez daha ağırdır, C derecede sıvılaşır ve -71 C derecede donar. Daha çok soğutulacak olursa yumuşak sarı bir renk açığa çıkararak parlar. Radon, atmosferde bulunan radyoaktif bir gazdır. U 283 serisinden bir izotoptur. Ra 226`nın radyoaktif bozunumu sonucu oluşmaktadır. Parçalanmasıyla diğer radyoaktif elementlere ve daha sonra ise radyoaktif olmayan kurşuna dönüşmektedir. Biyosferde bol bulunur. Kimyasal açıdan neon, kripton, ksenon gibi nadir elementlerden birisidir. Radon, insan aktivitelerinden değil doğal süreçlerin sonucunda insana zarar verebilen çevresel etmenlerden birisidir. Topraktan havaya sızan radon önemli bir kapalı ortam kirletici faktör olarak belirmektedir. Suda eriyebildiğinden bazen sudan havaya geçişi de olabilir. Normal atmosferde hava olaylarına bağlı olarak seyrelir ve düşük konsantrasyonlara ulaşır. Ancak kapalı ortamlarda veya radyoaktif su kaynaklarından oluşan kapalı havuz sistemlerinde yüksek konsantrasyonlara ulaşabilir. Radon diğer kimyasal elementlerle reaksiyona girmez. Bilinen en ağır gazdır. 3

8 3.2 Bozunma Reaksiyonu Radyum, radyoaktif radyumun stabil özellikteki kurşuna dönüşümü sırasında meydana gelir. Radyum toprakta, kayalarda ve bazı inşaat malzemelerinde çok fazla miktarda bulunmaktadır. Radyum 226`nın bozunumundan yarı ömrü 3.8 gün oları Radon 222 ortaya çıkar. Radon bozunarak alfa ışınımı ile Polonyum 218`e dönüşür. Polonyum 218`in yarı ömrü 3 dakikadır. Radon terimi bazen sadece Radon 222 için kullanılır. Diğer iki doğal izotopu Toron ve Aktinondur. Toron Radon 220 ve Aktinon ise Radon 219 izotopudur. Radon 220`nin yarı ömrü 51.5 saniyedir. Toronun yan ömrü ise 3.92 saniyedir. Bozunma reaksiyonu Şekil 2 de şematik olarak gösterilmiştir [2]. 283 U Rn 86 α, γ 3.82 gün 218 Po 84 α 3.05 dk 214 Po 82 β, γ 19.8 dk 214 Bi 83 β, γ 26.8 dk 214 Pb 82 α, γ 1.64x10-4 s 210 Pb 82 β, γ 22.3 yıl 210 Bi 83 β 5.01 gün 210 Po 84 α, γ gün 206 Pb 82 Dengeli Şekil 2. Radon 222 bozunma zinciri. 4

9 3.3 Nicelik ve Birimler Kullanılan terimler Aktivite, bir materyalin (hava, su, toprak) içinde radyonüklitlerin birim zamandaki radyoaktif transformasyonlarının sayısıdır. SI birimi Becquerel (Bq) 1 saniyede oluşan bir parçalanmayı tanımlar. Sıkça kullanılan diğer birim Curie (Ci) dir. 1 Ci, 3.7x10 10 Bq e eşdeğerdir. Havadaki radonun aktivite konsantrasyonu Bq/m 3 hava olarak belirtilir. Havadaki radon parçalanma ürünlerinin konsantrasyonu, radon bozunma ürünleri karışımında bulunan total potansiyel α enerji konsantrasyonu olarak belirtilir, bu da havanın birim hacmindeki tüm kısa ömürlü radon bozunma ürünlerinin toplam α enerjisidir. Bozunma ürününün toplam α enerjisi, atomun Pb 210 a bozunurken saldığı toplam α enerjisi olarak tanımlanır. Havadaki bozunma ürünlerinin potansiyel α enerji konsantrasyonu için kullanılan SI birimi (Joules) J/m 3 tür. 1 J/ m 3, 6.24x10 9 MeV/l havaya eşdeğerdir. Bunun için kullanılan başka bir çalışma birimi WL, 1 litre havada 1.3x10 5 MeV α enerji yayılımını sağlayan kısa ömürlü radon bozunma ürünlerinin herhangi bir kombinasyonu olarak tanımlanır. 1 WL = 1.3x10 5 MeV/l = 2.08x10-5 J/m 3 1 WL, yaklaşık olarak 3.7x10 3 Bq radon/ m 3 hava (100 pci/l hava) konsantrasyonuyla radyoaktif bir dengede olan kısa ömürlü radon bozunma ürünlerinin potansiyel α enerji konsantrasyonuna karşılık gelir. Radyoaktif denge, bütün kısa ömürlü radon bozunma ürünleri, radonla aynı aktivitede olduğunda gerçekleşir. Sınırlı hava içeren alanlarda; maden ocakları, evler ve deniz seviyesine yakın yerlerde bozunma ürünü olan radyonüklitlerin aktivite konsantrasyonları hiçbir 5

10 zaman radonla radyoaktif dengeye ulaşmaz. Bunun başlıca sebebi havalandırma ve bu ürünlerin yüzeyde birikmesidir. Bunu hesaplamak için bir denge faktörü (F) kullanılır. F, radonla denge durumunda olmaları halinde, bozunma ürünlerinin potansiyel α enerji konsantrasyonunun benzer konsantrasyona oranıdır. İç ortamlardaki radon bozunma ürünlerinin konsantrasyonu radonun denge eşdeğer konsantrasyonu birimleriyle veya dengedeki radonun aktivite konsantrasyonuyla belirtilir. EEC Rn, radonun aktivite konsantrasyonunun karşılığıdır. Bozunma ürünleri, radonla dengede olduğunda bozunma ürünlerinin asıl konsantrasyonuyla aynı potansiyel α enerjisine sahiptir. Şu birimlerle belirtilir: EEC Rn = F x arn (arn: radon aktivite konsantrasyonu) Solunan radon bozunma ürünlerine kümülatif maruziyet, solunan havadaki kısa ömürlü radon bozunma ürünlerinin potansiyel α konsantrasyonlarıdır ve o ortamda bulunma süreciyle dogru orantılıdır. Radonun denge eşdeğer konsantrasyon terimleriyle kümülatif maruziyet, Bqh/m 3 olarak belirtilir [2]. Madencilerin potansiyel α enerjisine maruziyeti, çalışma düzey ayları (WLM) olarak belirtilir. Bu birim genellikler epidemiyolojik çalışmalarda radon maruziyetini değerlendirmek ve madenlerdeki radyasyon seviyelerini kanıtlamak için kullanılır. 1 WLM, 170 saat periyodunda, 1 WL konsantrasyona maruziyeti belirtir Kümülatif maruziyetin degerlendirilmesi Havadaki kısa ömürlü Radon222 bozunma ürünlerine kümülatif potansiyel enerji maruziyeti (E), şu denklemle açıklanabilir: E = k x t x F x arn k = 5.6 x 10-9 j/bq = 1.6 x 10-6 WLM m 3 /Bqh k : Havadaki denge eşdeğer aktivitesiyle potansiyel α enerjisi arasındaki konversiyon faktörü. 6

11 t : Bahsedilen alanda bulunma zamanı (sa) F : Bozunma ürünlerinin karışımı için denge faktörü arn : Radon 222 nin havadaki aktivite konsantrasyonu Ev ortamında yapılan ölçümlerde denge faktörü arasında bulunmuştur. Uzun süre o ortamda bulunmak, denge faktörünü e çıkarır saat/yıl ortalama denge faktörü 0.45, o ortamda kalma süresi de yılda 5700 saat farz edilirse ev ortamındaki havanın içerdiği radon ürünlerine kümülatif maruziyet şöyle hesaplanır: E = 1.4 x 10-5 x arn (Jh/m 3 ) = 4.1 x 10-3 x arn (WLM) arn ortalama değeri 50 Bq/ m 3 alınırsa radon ürünlerine kümülatif yıllık maruziyet, yaklaşık Jh/ m 3 = 0.2 WLM bulunur [2]. 3.4 Zararlarının Anlaşılması Doğal radyoaktif elementler yerkürenin varlığından beri bulunmaktadırlar. Kısa yarı ömürlü olanlar kaybolmuşlardır. Ancak uzun yarı ömre sahip olan radyoaktif elementler varlıklarını sürdürmektedir. İlk olarak Paracelsus 16. yy da gümüş madeninde çalışanların Almanya'nın Saksonya Eyaletinin Schneeberg kentinde daha yüksek oranda akciğer hastalığından öldüğünü belirledi. Bu çalışmayı on yedinci ve on sekizinci yüzyılda gümüş, bakır, kobalt madenlerinde çalışanlarla ilgili değerlendirmeler izledi. Bu hastalık 1879 yılında akciğer kanseri olarak tanımlandı [3]. 1900`lü yıllarda radonlu sularda banyo yapmak sağlık açısından yararlı bir uygulama olarak kabul ediliyordu. Giderek radyum içeren birçok ürün pazarlanmaya başlandı. Çikolatalı şekerlemeler, ekmek, diş macunu gibi ürünlere radon katılıyordu. Ölçümler ilk kez 1901 yılında Schneeberg madeninde yapıldı ve radonunun yüksek 7

12 konsantrasyonda bulunduğu belirlendi. Sonuçta o tarihten beri radon-akciğer kanseri ilişkisi ile ilgili kuramlar geliştirilmeye başlandı. 1920`li yılların başında aynı kent madenlerinde ve diğer maden ocaklarında yapılan daha kesin çalışmalar bu ilişkinin varlığını güçlendirdi. Özellikle Bohemya'da Jachymov bölgesinde maden yataklarında bu çalışmalar ayrıntılı olarak yapıldı. Bütün bu çalışmalara rağmen olayın kesin epidemiyolojik bağları kurulamamıştı lı yıllarda uranyum maden etkinlikleri arttı li yıllara kadar radon ölçümleri rutin hale gelemedi li yıllarda yapılan hayvan deneyleri radonunun fareler üzerindeki kanserojen etkisinin belirlenmesini sağladı lı yılların ortalarında gerçekleştirilen epidemiyolojik çalışmalar radonun insanlar üzerindeki potansiyel karsinojenik olasılığının yüksek olduğunu gösterdi. Maden ocaklarında yüksek doz radyumun bulunmasına bağlı olarak bronkojenik karsinoma geliştiğini ileri süren kaynaklar giderek artmaya başladı yılında ABD Federal Araştırma konseyi madenlerde radon etkileşimini azaltmaya yönelik önerileri yayınladı. Radonun yarattığı tehlikeyi 1988 yılında DSÖ de kabul etti. Ancak etkileşim-risk kesinleşmesiyle ilgili değerlendirmeler tam olarak yapılabilmiş değildir. Ayrıntılı risk değerlendirmelerine olan gereksinim hala sürmektedir. Bunun belirlenmesi ayrıntılı korunma önlemlerinin ortaya konulabilmesi açısından da çok büyük önem taşımaktadır. 1980`li yıllarda sadece uranyum madenlerinde değil kalay ve demir madenlerinde de radonla ilgili çalışmalar yapıldı. Ancak etkileşimin şiddeti, süresi, riskin miktarı kesin olarak belirlenebilmiş değildir [1]. 8

13 4. RADON MARUZİYETİ VE ETKİLERİ 4.1 Kaynaklar Toprakta büyük oranda doğal radyoaktif radon bulunmaktadır. Porlardan ve çatlaklardan sızabilmekte, çözünme özelliği nedeniyle suyla taşınabilmektedir. Topraktan radon salınımı: 1. Toprağın geçirgenliği (dansite, porozite, granülometrik özellikleri) 2. Durumu (kuruluk, suyla tıkanmış olma, donma, karla örtülü olma) 3. Meteorolojik koşullar (Toprak ve hava sıcaklığı, hava basıncı, rüzgar hızı, rüzgarın yönü) 4. Bölgenin yüksekliği ile ilişkilidir. Ayrıca: 1. Yeraltı suları 2. Doğal gazlar 3. Kömür 4. Okyanuslar sınırlı da olsa radon salınımı yapabilmektedir. Radon Konsantrasyonu Şekil 3. Radon konsantrasyonunu etkileyen meteorolojik ve jeolojik faktörler 9

14 Yaygın olarak bulunan radonun değişik bölgelerde salınım bakımından farklılık gösterdiği bilinmektedir. Aynı yerleşim bölgesinde bile zamana bağlı olarak değişim söz konusudur. Sonuçta yeraltı kayalarının uranyum derişimi en önemli radon salınım nedenidir. Granit ve volkanik topraklar, tortul şistler en önemli radon kaynaklarını oluşturmaktadır. Sedimanter topraklarda ise konsantrasyonu düşüktür. Ancak bazı tebeşir çökelti bölgelerinde de radona rastlanılmaktadır [1]. Örneğin, İspanya kaplıcalarında yapılan değerlendirmelerde bir kaplıcada ölçülen su radon konsantrasyonu 824 Bq/1 oda havasında ise 5000 Bq/m 3 ün üzerinde bulunmuştur. Bu nedenle ülkedeki bütün radyoaktif su kaynaklarının radon konsantrasyonunun ölçülmesi, burada çalışan tüm elemanların ise radyasyona karşı koruyucu önlemler alınmaksızın çalıştırılmaması gerektiği belirtilmiştir. Şekil 4. Çeşitli ülkelerde doğal radyasyon kaynaklarından alınan yıllık dozlar 10

15 4.2 Maruziyet Mesleki Maruziyet Çeşitli işlerde çalışanlar radona maruz kalabilir. Geçmişte yer altındaki uranyum madenlerinde çalışanların bir kısmı yüksek seviyede radon ve ürünlerine maruz kalmışlardır. Özellikle mineral üretiminde çalışanlar önemli miktarlara maruz kalabilirler. Mesleki maruziyet aynı zamanda yüksek radon içeren alanlardaki binalarda çalışanlarda gözlenebilir. Radonun kayalardan, topraktan, sudan salınımı; tünellerde, elektrik istasyonlarında, halka ait hamam ve kaplıcalarda radon konsantrasyonunu önemli miktarlarda yükseltebilir. Gelişmiş ülkelerin çoğunda yer altında çalışan madencilerin maruz kaldığı radon ürünlerinin sınırlarını belirlemek için çalışmalar yapılmıştır. Radyolojik korunma üzerine çalışan uluslararası komisyon, ICRP, solunumla alınan kısa ömürlü radon ürünlerinin potansiyel α enerjisinin yıllık limitinin 0.02 J olduğunu açıklamıştır. Çalışanların solunum hızını hesaba katarsak alım sınırı yıllık olarak 4.8 WLM e karşılık gelir. ICRP bu sınırın en düşük olarak kabul edilmesi gerektiğini ve maruziyetin bu değer altında olması gerektiğini belirtmiştir. Ayrıca işyerinin radyasyona maruziyeti söz konusu ise, limitin azaltılmasını öngörmüştür. Tablo 1, 2 ve 3 çeşitli madenler ve bunların dışında kalan alanlardaki bozunma ürünü konsantrasyonlarını vermektedir [1]. Tablo 1. Uranyum madenlerindeki Radon bozunma ürün konsantrasyonları Ülke Yıl Yıllık ortalama Bozunuma Ortalama potansiyel α α enerjisi Madenci maruz kalmış enerji konsantrasyonu bozunumu sayısı kişi sayısı (WL) [Bq/m3 EECRn] (WLM) >4WLM Arjantin , Yeraltı , Yerüstü , Kanada 1 kez liçleme , yeraltı , yerüstü ,

16 1978 0, , Fransa [666] [629] [666] [481] [407] , ~ , İtalya 1975 <1 [<3700] ABD , , , , , , , , < , , , , Tablo 2. Uranyum madenleri dışındaki radon bozunma ürün konsantrasyonları Ülke Yıl Ortalama potansiyel α enerji konsantrasyonu (WL) [Bq/m3 EECRn] Yıllık ortalama α enerjisi bozunumu (WLM) Madenci sayısı Bozunuma maruz kalmış kişi sayısı Finlandiya [ ] 1300/ /16 0 İtalya [ ] 2500/16 ~75 Norveç [259] / [185] /23 Polonya 1970 Bakır 1-2 [ ] Demir 1 [3700] Pirit 4 [14800] Fosfat 0.8 [2960] Çinko ve Kurşun 0.9 [3330] Barit 0.2 [740] Kömür 0.1 [370] Güney Afrika İsveç / / / / /

17 / / /35 0 B.K [37] / / Ulusal Kömür Özel Kömür Kömür Dışında / ABD [1147] [814] [444] Tablo 3. Madenler dışındaki alanlarda radon ışıma konsantrasyonu Ülke Çalışma Alanı Ortalama α enerjisi konsantrasyonu (WL) (Bq/m 3 ) Avusturya Halk banyoları [ ] Macaristan 3 mağara 0.45 [1665] İtalya 20 kaplıca [4] Japonya 2 mağara 0.8 [2960] İsveç Su ve kablo tünelleri ] ABD 6 mağara [ ] Evlerde Radon Evlerde radon ölçümü ilk kez 1956 yılında İsveç'te yapıldı. Bazı evlerde çok yüksek konsantrasyonda radon bulunmasına rağmen fazla üzerinde durulmadı. Bunda sorun, söz konusu ölçüm bölgesine özel istisnai bir durum olduğunun düşünülmesiydi. Ancak 20 yıl kadar sonra tüm dünyada değişik ülkelerde geniş ölçekli sistematik çalışmalar başlatıldı. Radon, kapalı ortamda çevreye yayıldığında giderek miktarı arttığından düşük dozda bile olsa etkisi açısından tehlikeli olabilmektedir. Çevrede ve toprak tabanda bol miktarda bulunmaktadır. Gelişmiş ülkelerde radon etkisinin azaltılmasına yönelik önlemleri açıklayan halka yönelik kaynaklar hazırlanmıştır. Ülkemizde evlerde radon ölçümüyle ilgili çalışmalar bulunmamaktadır. Özellikle özel toprak cinsleri ile sıvanmış kırsal kesim evlerinde, yine toprak tabanlı evlerde bu ölçümlerin 13

18 yapılmasının yararlı olacağı açıktır yılında gelişmiş ülkelerde başlatılan çalışmalarla, bazı evlerde madenler için izin verilen miktarın üzerinde radon yayınımının söz konusu olduğu gösterilmiştir. Şekil 5. Çeşitli alanlarda radon konsantrasyonu [1] Ölçüm olmaksızın evlerde radon değerinin tahmini mümkün değildir. Aynı ortamda bulunan evlerde bile farklı değerler elde edilebilmesi mümkündür. New Jersey Halk Sağlığı Birimi, akciğer kanserli 400 kadın ve 400 kontrolle ilgili olarak yaptığı karşılaştırmalı değerlendirmede litrede 2 pci lik bir maruziyetin kanser riskini artırdığını belirlemiştir. EPA, litrede 4 pci lik değerin düzeltici çalışmaları gerektirdiğini belirtmektedir. Sigara ve radonun aynı ortamda birlikte bulunması akciğer kanseri riskinin çok artmasına neden olmaktadır. ABD de ölçülen her 12 evden birisinin radon değerinin 4 pci/1 değerinin üzerinde olduğu belirtilmektedir. Evlerde bulunan radonunun büyük çoğunluğu evin yapıldığı yerdeki topraktan gelmektedir. Eğer zemin topraksa, radon kolayca penetre olabilmektedir. Eğer zemin çimento ise radon zamanla oluşan çatlaklardan sızmaktadır. Ayrıca su boruları, tesisat duvar arası boşluklar radonun sızmasını kolaylaştırmaktadır. Eğer radyoaktif materyalden yapılmışsa duvardan da radon yayınabilmektedir. Özellikle volkanik kayaların kullanıldığı inşaat malzemesi, eğer 14

19 radon içermekte ise musluk suyu da evlerde bulunan radonun kaynağını oluşturabilmektedir. Radon gazının evlere girişi: 1.Toprak ve kayalardan zemin katlara 2.Yeraltı sularında eriyerek kuyular aracılığıyla 3.Radonlu materyalden yapılmış briket vb. malzeme kullanımıyla gerçekleşir. 1. Zemindeki çatlaklar 2. Yapı bağlantı noktaları 3. Duvar çatlakları 4. Asma kat boşlukları 5. Tesisat boru boşlukları 6. Duvar arası boşlukları 7. İçme suyu Şekil 6. Binalarda radon giriş yerleri Sağlam çimento duvarlardan radonunun yayılımında başlıca mekanizma difüzyondur. Kullanılan çimento karışımıyla bağlantılı olarak radon miktarı değişmektedir. Evin içerisine sızan radon evin içinde kalma eğilimindedir. Çünkü radon havadan ağırdır ve yerden genellikle 50 santimetre mesafede kalma eğilimindedir, ayrıca özel bir mekanizma söz konusu değilse evin içerisindeki basınç dışarıdaki basınçtan biraz daha düşük olma eğilimindedir. Bu nedenle kapalı ortamdaki hava binada kalma eğilimindedir. Ancak yapımı sırasında doğal havalandırma mekanizmalarının kurulması ve yeterince havalandırma ile bu durum 15

20 önlenebilmektedir. Günümüzde petrol krizinden sonra artan bina yalıtım eğilimi söz konusu basınç farkının daha da artmasını sağlamaktadır. Taban tahta döşemesinin altına çakıl ve kırma taş yerleştirilmesi durumunda radon konsantrasyonunda büyük oranda artım olduğu gösterilmiştir. Yapılan çalışmalarla açık havada yapılan ölçümün gerçek oranda radon kirliliğini göstermediği, ancak kapalı ve oda ortamını andıran düzeneklerde yapılan ölçümlerle fikir sahibi olunabileceği belirtilmektedir. Japon evlerinde toryum konsantrasyonu ortalama kapalı ortam değeri olarak 15 Bqm 3, sınırlar ise Bq/m 3 bulunmuştur. Standardize aktive kömür kutularıyla Hong Kong ta değişik yaşlardaki 32 binada yapılan değerlendirmede radon emisyonunun binanın yaşıyla azaldığı sonucuna varılmıştır. Değişik ülkelerde radon ölçüm değerleri Tablo 4 te verilmiştir [2]. Tablo 4. Değişik ülkelerde radon ölçüm değerleri (1996) Ülke Örnek hane sayısı Ortalama (Bq/ m 3 ) 200 Bq/ m 3 ün üzerindeki hane sayısı 400 Bq/ m 3 ün üzerindeki hane sayısı Avusturya Belçika Bulgaristan , 4 0 Çek Cumhuriyeti Danimarka ten az Almanya Finlandiya Fransa Yunanistan Macaristan İrlanda İsrail ten az - İtalya Lituanya Lüksembourg Norveç

21 Hollanda Polonya 5 ten az Portekiz Romanya İspanya İsveç İsviçre İngiltere Binalardaki radon konsantrasyonunu belirleyen unsurlar; Topraktaki ve yapı malzemelerindeki Ra226 miktarı Toprak ve yapı malzemelerinin nem oranı Toprak ve yapı malzemelerinde yayılma (difüzyon) potansiyeli Toprakla temasta olan yapının yüzey alanı ve izolasyon niteliği Bina zemini Binadaki havalandırma kapasitesi İklim koşulları İç/dış hava sıcaklık ve basınç farkı, şeklinde sıralanabilir. Ev ortamında radon konsantrasyonu varlığı birçok araştırmacı tarafından incelenmiştir. Farklı bir çalışma olarak örnek gösterilebilecek olan; Rogozen in ( 2003) güneş kaynaklı çakıl yatağı ısı depolayıcısı kullanan evlerde radon ve ürünlerinin varlığını araştırmasıdır. Bu sistemler gündüz güneş ışınlarını alıp depolar, gece ortamın ısıtılmasında kullanılırlar. Yataktaki çakılların uranyum, radon 222 ve ürünleri içermesi durumunda iç ortama yayılmasını simule etmiştir. Gündüz, sistem depolama yaparken ortamdaki radon konstantrasyonu WL düzeyinde iken, gece ısı salınımı yapılırken 0.02 WL değerlerine çıktığı saptanmıştır [4]. 17

22 4.3 İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri Radonun yaydığı radyasyon insan vücuduna sindirim ya da solunum yoluyla girer. Akciğerin en küçük dokularına kadar nüfuz eden radyoaktif partiküller, bu organın dokularına zarar verir. Uranyum madencilerinin üzerinde yapılan bilimsel çalışmalar sonucu, solunum yoluyla alınan radonun akciğer kanseri riskini artırdığı gözlenmiştir [5]. Uranyum madenlerine yakın yerleşim yerleri olan Romanya`daki Transilvanya ve İspanya`daki Torrelodones şehirlerinde Sainz ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışma radon maruziyetinin etkilerini açıklamak için iyi bir örnek olabilir. Çalışmada bahsi gecen şehirlerde yılları arasındaki akciğer kanseri sebepli ölümler araştırılmıştır. Torrelodones`te 276 kişinin, Transilvanya (Stei)`da ise 233 kişinin akciğer kanserinden olduğu belirlenmiştir. Bu sayılar otoriteler tarafından tahmin edilen değerlerin sırası ile 2.06 ve 2.26 katidir [6]. Bu da uranyum bozunma urunu olan radonun akciğer kanserine etkisi olasılığını oldukça fazla destekleyen bir kanıttır. Radyasyonun en büyük etkisi, yaşayan organizmanın genetik materyali olan DNA üzerinde olur. DNA'daki bu değişimler mutasyon olarak adlandırılır. Eğer hücrelerde mutasyon olursa, değişiklikler gelecek nesillere de aktarılabilir. Örneğin, Hiroşima ve Nagazaki de kullanılan atom bombalarının radyoaktif etkisi, maruz kalmış bireyler ve onların çocukları üzerinde halen devam etmektedir [7]. Radon ve ürünleri birçok zehirli gazdan daha fazla kanserojen etkiye sahiptir. Örneğin Jostes yaptığı bir literatür taraması sonucunda, radonun aynı doz kobalttan 13 kat daha fazla sitogenetik hasara yol açtığı sonucuna ulaşmıştır. Yine aynı 18

23 çalışmada, radon maruziyetinde DNA mutasyonu ve lezyon olasılıklarının normal koşullardan daha fazla olduğu belirtilmiştir [8]. Abo-Elmagd ve arkadaşları radonun sitogenetik etkisini fareler üzerinde yaptıkları deneyler ile kanıtlamışlardır. Deneyde fareler 5 35 hafta sureyle; ile WLM düzeyinde radona maruz bırakılmıştır. Farelerin kemik iliklerinde ve kırmızı kan hücrelerinde kromozom bozuklukları ve mitoz bölünme artışı saptanmıştır [9]. Radonun reaktivitesi zayıftır. Bu nedenle teneffüs edildiğinde dokulara kimyasal olarak bağlanmaz. Ayrıca, dokulardaki çözünürlüğü de çok düşüktür. Ancak, radon bozunma ürünleri, toz ve diğer parçacıklara tutunarak radyoaktif aerosoller oluştururlar. Bu nedenle, taşınarak solunum yoluyla alınabilirler. Şekil 7. Alfa parçacıklarının DNA sarmalına etkisi. 19

24 Bozunma ürünleri kararlı hale gelinceye kadar bozunma devam eder; bozunma sürecinin her aşamasında radyasyon salınımı olur. Solunum borusunda olan bozunma sonucunda, bronşiyal epiteldeki radyasyon dozu artar. Bozunma ürünlerinin bazılarının α yayıcı olmaları nedeniyle α radyoaktivitesinin biyolojik etkileri önem kazanmaktadır [7]. Radon gazının teneffüs edilmesi, solunum yetmezliği, baş ağrısı, öksürük gibi akut etkilere neden olmaz. Radyoaktif bozunmaya uğrayan radon gazı, teneffüs edildiğinde akciğerler tarafından tutulabilecek parçacıklara dönüşür. Bu parçacıkların bozunması devam ettiğinde ortaya çıkan enerji, akciğer dokusunda hasara, dolayısıyla, zaman içerisinde kansere sebep olur. Ancak bu, yüksek dozda radona maruz kalmış herkes akciğer kanserine yakalanacak anlamına gelmez. Bergman ve çalışma arkadaşları radon ürünleri konsantrasyonu ile pasif içicilik arasında bir ilişki olup olmadığını araştıran bir deneysel çalışma gerçekleştirmişlerdir. Deneyler sonucunda, sigara dumanının var olduğu kapalı ortamlarda radon konsantrasyonunun normal ortam koşullarından iki kat daha fazla gözlendiğini bulmuşlardır. Bu durumda sigara dumanı bulunan kapalı ortamlarda radon etkileşimi iki kat artacak ve kanser riski de böylece iki katına çıkacaktır [10]. Radon özellikle uranyum madenlerinde çalışanlarda 100 WLM seviyesinde bronkojenik kansere neden olan bir bozunum ürünüdür. Yapılan çalışmalar 50 WLM seviyesinde de bu tip kanserlerin meydana gelebildiğini göstermektedir [7]. Madenlerde çalışanlarda radon etkileşimine bağlı akciğer kanser riskinin arttığını gösteren epidemiyolojik çalışmalar özellikle kapalı ortamda radon kirliliği ile ilgili endişelerin artışına neden olmuştur. Ancak hayvan deneyleri ve epidemiyolojik çalışmaların yapılmasına kadar radonla ilgili kesin bir risk değerlendirme şansı olmamıştır. Günümüze kadar yapılan hayvan deneyleri ve epidemiyolojik 20

25 değerlendirmeler radonla akciğer kanseri arasında doğrudan ilişki kurulmasını sağlamıştır. İsveçte demir madeni ve Çin'de kalay madenlerinde çalışan işçiler uranyumdan zengin jeolojik tabakalardan geçerken ileri derecede radon etkileşiminde kalmaktadırlar. On yıllarca süren bu etkileşimle ilgili değerlendirmeler madencilerde akciğer kanser riskinin artımının söz konusu olduğunu göstermiştir. Madencilerin etkileşimi çalışma düzeyi (WL) 1.3 x 105 MeV potansiyel α enerjisi salan herhangi bir radon ve türevleri karışımıdır. WLM değeri ise 170 saatlik çalışma ayında 1 WL değerinin sürekli etkisinde kalmadır. Evlerde 1 WL 200 pci/l değere karşılık gelmektedir. EPA evsel etkileşimle ilgili olarak 4 pci/l radon konsantrasyonlarında ve üzerinde giderici çalışmaların yapılmasını gerekli görmektedir. Ancak bu değerlendirmelerle ilgili bazı sorunlar bulunmaktadır: 1. Madenci çalışmaları genellikle erişkin çağda göreceli olarak sınırlı süre ve dönemlerde etkileşim altında kalan erkek madencilerde yapılmıştır. 2. Madenciler tozlu ortamda çalışmak gibi akciğer kanser riskini artıran diğer faktörlerle de karşılaşmaktadırlar. 3. Madencilerin büyük çoğunluğu ağır sigara içicisidirler. 4. Etkileşim zamanındaki yaşın etkisi bilinmemektedir. 5. Belirli bir etkileşim düzelinde hesaplanan risk çalışmanın tipine göre 3 kata kadar varan değişim göstermektedir. 6. Süre ve etkileşim şiddeti arasındaki ilişki kesin olarak ortaya konamamıştır. Yani 400 Bq/m 3 lük bir doza on yıl etkileşimin bir yıl 4000 Bq/m 3 doza eşdeğer olup olmadığı bilinmemektedir. 21

26 Madende çalışan işçilerin tüm vücudunun aldığı maruziyetin %70 i akciğerde tutulurken geri kalanı başta ve boyunda tutulmuştur. Radon bozunma ürünlerinin depolanması ve dağılımı, havalandırma parametreleri ile birlikte solunan ve dışarı verilen havadaki radyoaktivite ölçülerek ve aynı zamanda radon bozunma ürünlerinin enerji kaybı ve solunan, dışarı verilen havadaki partikül konsantrasyonları hesaplanarak araştırılmıştır. Solunan radon bozunma ürünlerinin respiratuar alanda depolanan oranı %17-60 oranındadır. Depolanan toz partüküllerinin oranı ile depolanan aktivite arasında büyük bir ilgi vardır. Ev ortamındaki ve madendeki parametreler arasında bulunan bir fark yoktur. Burun yoluyla solunum total depolanmayı 1/3 arttırırken trakeobronşial ve pulmoner alanda depolanan oranı aynı miktarda düşürmektedir. Serbest bozunma ürünleri için nazal depolanma çok yüksekken (%62), serbest olmayanlar için düşüktür (%2). İnvivo olarak göğüs ve kafada kısa ömürlü bozunma ürünlerinin atılma miktarını ölçmek mümkün değildir. Çünkü radyoaktivite kaybı radon 222 serilerinin fiziksel yarı ömürleri ile aynıdır. Daha uzun ömürlü kurşun 212 için kandaki yarılanma zamanı saat arasında değişmektedir. Madencilerin kanı ve üresindeki kurşun 210 ve polonyum 210 un düzeyleri kısa ömürlü radon bozunma ürünlerinin solunumuyla ilgilidir. Fakat maruziyetten 3 6 ay sonra üredeki ve kemikteki kurşun düzeyi değişmez bulunmuştur. Maruziyetten sonra, kemikteki uzun ömürlü kurşun 210 konsantrasyonu radon bozunma ürünleri için bir indikatör olarak kullanılabilir. Fakat kemik gelişimine bağlı olarak kurşun 210 atıldığı için bu değerde düzeltme yapılmalıdır. İnvivo olarak kurşun 210 kafatasında 0.3 nci (11 Bq) olarak ölçülebilir. Bu da ortalama 800 WLM kümülatif maruziyete denk gelir. Bütün koşullarda radon gazının kemikteki kurşun 210 konsantrasyonuna katkısı %10 dan 22

27 küçüktür. Düşük maruziyetler, kemik örneklerinde yapılan ölçümlerle saptanabilir, fakat bu saptama ortalama 4 Bq/kg kemiğe kadar sınırlıdır. Her bir WLM maruziyeti için 8.4 pci (0.3 Bq) iskelette depolanmaktadır. Diğer dokuların ortalama retansiyon zamanı uzun süreli maruziyeti yansıtmaz. Uzun ömürlü nüklitlerin uranyum madencilerinin akciğerinde bulunması (kurşun 210, polonyum 210) esas olarak kısa ömürlü radon ürünlerinin bozunmasına bağlıdır. Radon hızlı bozunur. Sonuçta meydana gelen ürünler kendisini havadaki parçacıklara bağlar. Bu parçacıklar solunum sistemiyle alındığında bronşiyal ağacın değişik kademelerine kadar ilerler [11]. Radyoaktif parçalanma süreci burada sürdüğünden, α parçacıkları yaymayı sürdürürler. α parçacıklarının penetrasyon güçlerinin az olmasına rağmen bronş ve bronşiyollerin yüzeysel hücrelerine penetre olabilecek yeterliktedir. ABD de bütün kanser ölümlerinin %10 12 sinin evsel radon etkileşimine bağlı olduğu belirtilmektedir. Radon etkileşimine bağlı olarak ABD de her yıl akciğer kanseri olduğu hesaplanmaktadır. Ancak yapılan bir değerlendirmede sigara ve radon etkileşiminin bir arada yaptığı etkinin belirlenmesi aditif ve çoğaltıcı bir ilişkinin bulunduğu sonucunu vermektedir. Sigara ve radonunun birlikte etkilemesi tek tek yaptıklarından en az on kat daha fazla oranda akciğer kanserine neden olmaktadır. Radonla ilgili olarak hesaplanan risk Tablo 5 te verilmiştir. Radyasyon etkisinde kalan hücreler aldıkları radyasyon enerjisine bağlı olarak canlılıklarını yitirebilir, sterilize olabilir veya mutasyona uğrayabilir. Bu mutasyona bağlı olarak meydana gelen kanser süreci diğer karsinojenlerin neden olduğu sürecin hızlanmasına da neden olabilir [12]. Bronşiyal ağaçta yapılan ölçümler iç duvarda birikimin daha yüksek olduğunu göstermiştir. 23

28 Radona bağlı olarak meydana gelen risk dozla artar. Etkileşimin şiddetine ve etkileşim süresine bağlıdır. Bu parametreler miktarı belirler. Bu parametreler bronşiyal hücreleri etkileyen alfa parçacık miktarını belirlemektedir. Radonun akciğer kanseri etkisi doğrudan radonun kendisine değil bozunum ürünlerine bağlıdır. Lösemi, böbrek kanseri, malign melanoma ve diğer kanserlerin de kapalı ortam radon kirliliği ile ilişkili olabileceğini ileri süren görüşlerde bulunmakla birlikte bu konuşla ilgili madenci değerlendirmeleri söz konusu görüşleri desteklememiştir. Tablo 5. Radonla ilgili hesaplanan risk (risk, 70 yıl süre ile zamanının %75 ini evde geçiren kişiler esas alınarak hesaplanmıştır)[1] Düzey (pci/l) Akciğer kanseri ölümleri (binde) Karşılaştırmalı diğer etkileşim değerleri Karşılaştırmalı risk Dış ortamın bin katı Sigara içmeyenleri 60 katı Günde dört paket sigara içen kişi Ortalama iç ortam seviyesinin 100 katı Yıllık akciğer grafisi Günde iki paket sigara içilmesi Ortalama iç ortam seviyesinin 100 katı Günde bir paket sigara içilmesi Ortalama iç ortam seviyesinin 10 katı Sigara içmeyen bir kişinin 5 katı Ortalama dış ortam seviyesinin 10 katı Yılda 200 akciğer grafisi Sigara içmeyenlerin akciğer kanserinden ölüm riski Yılda 20 akciğer Ortalama iç ortam seviyesi grafisi Ortalama dış ortam seviyesi 24

29 4.4 Radon ve Deprem İlişkisi Radon gazının, yer kabuğundan atmosfere yayılımı 19. yüzyıldan beri bilinmesine rağmen, depremin tahmin edilmesi için radonun yayılımının incelenmesi nispeten yeni bir olaydır. Yer kabuğundan atmosfere yayınlanan radon miktarı genellikle küçüktür, ancak fay hatlarında, jeotermal kaynaklarda, uranyum depozitlerinde, volkanik hareketler sırasında ve depremlerin oluşumundan önce ölçülen radon miktarlarında anomaliler gözlenmektedir. Öne sürülen modellerden biri olan dilatancy difüzyonuna (genişleme modeli) göre, bölgesel stres arttığında kaya kütlelerindeki genişleme, ya kırılma nedeniyle kayaların yüzey alanlarında ya da sıkışma yoluyla gözenekten atılan sıvının hızında bir artışa neden olur. Sonuçta her iki olayda radonun kapalı olduğu orijinal ortamından dışarıya transportunu arttırır. Bu nedenle gözlenen radon anomalileri dilatancy hacmi içindeki mekanik kırığın gelişme hızıyla veya yeraltı suyunun akış hızının değişmesiyle ilişkili olacaktır. Dilatancy modeli genel anlamda uzun süreli ön izleyicilerin uyum sağlayabileceği bir çatı hazırlamıştır. Taşkent depremi ile örtüşen bu model, Haithceng deki büyük deprem öncesi gözlenen kısa süreli radon anomalilerini tanımlayamamıştır [3]. Değişken ön izleyici parametreler (sismik hızların oranı, yöresel manyetik alanın uzunluğundaki ve dünyanın elektriksel resistivitesindeki değişimler, ayrıca yeraltı sularında ve yüzey altı radon içeriğinde gözlenen anomaliler) için olan zaman skalası dilatancy model tarafından açıklanmaktadır. Genelde, depremden önce gelen stres gelişimi periyodunun büyük depremde, küçük depreme göre daha uzun olduğuna inanılır. Bu anlamda, büyük bir depremden önce ön izleyici sinyallerin büyüklüğü ve görüldüğü zaman aralığı, olması muhtemel depremin büyüklüğü ile 25

30 ilişkilendirilebilir. Bu uzun süreli ön işaret sinyaller, bir depremin olası yerini ve büyüklüğünü bir dereceye kadar tanımlayabilirler. Ancak, gerçek oluşum zamanı ile ilgili çok az bilgi içermektedirler. Örneğin, ön izleyicinin gözlendiği zaman skalası 1 gün ise beklenen depremin büyüklüğü 2.0; 20 ile 30 gün ise 4.0, 400 ile 600 gün ise 6.0, vb.dir. Bu görüş geniş bölgelere yayılmış yüzeye yakın depremlerde geçerli olabilmektedir. Benzer şekilde çeşitli ön izleyici olaylarını birlikte değerlendiren Scholz, depremden önce oluşan deprem göstergesi işaretlerin oluşum veya açığa çıkma zamanlarının, sonuçlanan depremin Richter ölçeğindeki büyüklüğü ile kabaca orantılı olduğunu rapor etmiştir. Ancak, bu modelin mantığa aykırı yanı, depremin merkez üssünden uzaklarda da gerilme veya gerginlikte büyük değişimler olması gerektiğidir. Başka bir alternatif modele göre de, yer altı sularıyla kaya matrisi doygunluğa ulaştığında, gerginliğe dayalı yavaş kırık büyümesiyle radon anomalileri oluşmaktadır. Stres korozyonu tarafından oluşturulan kırık büyümesinin, yaş çevre içindeki herhangi bir mekanik kırılmayı ilerletmesi gerektiği tartışılmaktadır ve Atkinson deneysel olarak yüksek nemlilik durumunda, düşük gerilme hızlarında jeolojik materyalin kırık gelişimine izin verdiğini doğrulamıştır. Gerginlik korozyon modeli, radon anomalilerinin oluşumunun gerilme hızına, kaya tipine, elastik çapa, deprem şekline, suyun doygunluk derecesine, sıcaklığa, gerginlik şiddetine ve hidrolik özelliklerine bağlı olduğunu öne sürmektedir. Radonun açığa çıkması ile ilgili olan sıkışma modeline göre, bir deprem başlamadan önce kabuktaki sıkışmadan dolayı derindeki toprak gazında zenginleşmiş radon yukarı sızarak yüzeyde radon konsantrasyon profilinin değişmesine ve radon anomalisine neden olmaktadır. Modelini radon transportuna dayandıran King, radon konsantrasyonunun artan derinlikle arttığını ve bu nedenle sığ derinliklerde radon 26

31 zenginleşmesinin ancak derindeki gazın yukarıya doğru itilmesiyle oluşacağını savunmaktadır. Bu modele göre, toprak gazında ve yeraltı sularında radonun yanında CO 2 ve He gazlarının da gözlenmesi gerekecektir. Bunu deneysel olarak doğrulayan çalışmaların yanında deprem sırasında ve öncesinde meydana gelen bazı olağanüstü olaylar da (kuyu sularındaki hava kabarcıkları, garip sesler, sis, koku vb.) bu savı destekler görünmektedir. Kabuktan çıkan gaz, atmosferik gazın kompozisyonundan farklıdır ve bu farklılık bazı hayvanların depremle ilişkili garip davranışlarını açıklayabilmektedir. Örneğin derinden gelen yer gazı, oksijen bakımından fakir olduğundan yüzey altında yaşayan bazı hayvanlar hayatta kalabilmek için yerlerini terk etmektedirler. Bunun yanı sıra diğer hayvanların garip davranışı havadaki iyonların (radon ve izotoplarının oluşturduğu) artması ile ilişkilendirilmektedir. Radon anomalileri ve sismik hareketlerle ilişkili bugüne kadar toplanan veriler, radon zenginleşmesi ve deprem oluşumu arasında pozitif bir ilişki göstermesine rağmen, tam ve doğru deprem tahmininde radon anomalilerinin rolü sık sık tartışılmaktadır. Elde edilen radon ölçüm verileri aşağıdaki bilgileri sağlamıştır [3]: 1. Radon anomalileri her zaman değil ama sık sık depremlerle birliktedir. 2. Radon sinyali, sismik hareketler sırasında normal seviyenin üstünde artabilmekte veya azalabilmektedir. Anomali süresi çok kısa olabileceği gibi çok uzun da (birkaç saatten birkaç yıla kadar) olabilmektedir. 3. Radon anomalisinin boyutları ile deprem zamanını (deprem öncesinde veya sonrasında anomali gözlenebilmektedir), büyüklüğünü ve yerini ilişkilendirebilmek (merkez üssünden çok uzaklarda da anomali saptanabilmektedir) mümkün olamamaktadır. 27

32 4. Sürekli radon monitörlerinden elde edilen bilgiler sık sık günlük değişimler göstermektedir. Bu durum, ayın oluşturduğu med-cezir olaylarına ve sıcaklık değişimlerine bağlanmaktadır. 5. Yüzeye yakın alınan toprak gazı ve yeraltı su örneklerindeki radon konsantrasyonlarının, kısa süreli atmosferik değişimlerden ve yağıştan etkilendiği görülmüştür. 6. Bazı radon anomalileri depremin birkaç saat öncesinde gözlendiğinden (Haicheng depremi), iyi bir radon izleme programı, devamlı gözlem yapabilecek kapasitede olmalıdır. 5. RADONUN ÖLÇÜMÜ Yeryüzüne çıkan toprak gazının ihtiva ettiği radon miktarı, (aktif fay hatları boyunca dolaşan ve derin kuyulardan elde edilen) yeraltı sularında olduğu kadar önemli deprem habercilerinden biridir. Deprem araştırmalarında radon ve bozunum ürünlerinin ölçümü genellikle enerjisi 5.5 MeV ile 7.7 MeV arasında değişen (Rn MeV, Po MeV, Po MeV) α partiküllerinin izlenmesi üzerinedir. Kullanılan araç ve metotlar ölçülen radon ve bozunum ürünlerine bağlıdır. Sürecine bağlı olarak ölçümler üç çeşittir: 1) Numune Alıntı ve Anlık Ölçüm: Bu teknikte, toplanan hava numunesi beş ila yirmi litrelik cam, metal veya plastik kaplara konularak analiz yapılmak üzere laboratuara getirilir. Gaz konsantrasyonundaki dalgalanmaların zaman skalası gibi kısa zaman aralıklarında, numunedeki radon ve radon ürünleri konsantrasyonun anlık ölçümleri yapılır. 28

33 2) Tümleyici: Tümleyici yöntemlerde, genellikle birkaç günden birkaç aya kadar uzun zaman süreçlerinde meydana gelen radyoaktif olayların toplamı üzerinden bilgi toplanır. Bu yöntemde sonuç olarak, o çevredeki yaklaşık ortalama konsantrasyon tahminleri elde edilir. 3) Sürekli: Bu teknikte numunenin sürekli bir biçimde ölçüm yapılan araçlara aktarımı söz konusudur, bu da ölçümün otomatik olarak yapılmasını gerektirir. Uzun bir periyotta kısa zaman aralıklarıyla ölçüm yapılır. Bu teknikte sonuç olarak, ölçüm yapılan zaman müddetince gerçekleşen konsantrasyon değişimleriyle oluşturulan bir grafik üzerinden bilgi verebilecek ölçüm serileri elde edilir. Radon örnekleme yöntemleri, numune toplamak için elektrik gücüne ihtiyaç duyulan aktif yöntemler ve elektrik gücüne ihtiyaç duyulmayan pasif yöntemler olarak ayrılabilir. Radon ölçüm cihazlarının tasarımında kullanılan kriterler arasında ölçüm alanına göre uygulanabilirlik, taşınabilirlik, kolaylık, güvenirlik ve maliyet yer alır. Radon araştırmalarında kısa süreli ölçümler için basit yöntemler kullanılırken, uzun süreli ölçümler için daha kompleks ve ayrıntılı araçlar kullanılır. Radon ve bozunum ürünleri tarafından yayılan alfa parçacıklarının deteksiyonunda kullanılan araç ve yöntemler aşağıda verilmiştir: 1- Gümüşle aktive edilmiş çinko-sülfat fosfor gibi alfa sintilasyon dedektörleri (alfa sintilasyon dedektörleri). 2- Alfa parçacık izlerinin katı-hal materyalleri üzerine kaydeden alfa iz dedektörleri ve nükleer iz dedektörleri. 3- Ya yüzey bariyeri ya da yayılmış kavşak dedektörü, silikon diyotlu alfa (AlphaGURAD radon dedektörü). 29

34 5.1 Radon Konsantrasyon Limitleri Radon miktarı, bir önceki bölümde de anlatıldığı gibi, çeşitli ölçüm cihazları ile saptanabilir. Kapalı ortamlarda radon gazı konsantrasyonunun kontrolü amacıyla gerek ülkeler, gerekse uluslararası kuruluşlar tarafından limit değerler belirlenmiştir. Söz konusu limit değerlerin aşılması halinde, radon konsantrasyonunu düşürücü tedbirlerin alınması tavsiye edilmektedir. Uluslararası Atom Enerji Ajansı Temel Güvenlik Standartları (IAEA-BSS) çerçevesinde, radon için tavsiye edilen düzeyler Bq/m 3 olarak belirlenmiştir. Türkiye'de müsaade edilebilir radon konsantrasyonu ise 400 Bq/m 3 'tür. İngiltere'de NRPB (The National Radiological Protection Board) radon miktarını dışarıda ortalama 4 Bq/m 3, evlerde ortalama 20 Bq/m 3 olarak belirlemiş, eğer radon mikarı evlerde 200 Bq/m 3 'ün (action level) üzerine çıkarsa müdahale edilmesi gerektiğini ifade etmiştir. USA Çevre Koruma Ajansı (EPA) da benzer bir limit koymuştur. EPA'ya göre saptanan maksimum limit 148 Bq/m 3 'tür. 6. RADON MARUZİYETİNE KARŞI ALINMASI GEREKEN ÖNLEMLER Avrupa Topluluğu ile ilgili değerlendirmeler ortalama bir Avrupa vatandaşının her gün 19.2 saatini kapalı ortamda geçirdiği (zamanının %80 ini) varsayılarak hesaplanmıştır. Ev inşaatından önce radonla ilgili risk göz önüne alınmalıdır, özel kapalı ortam koşullarında bölgedeki radon emisyonunun ölçülmesi gerekmektedir. Radon ölçümlerinin mevsimsel, zamana bağlı hatta gece ve gündüz farklılıklarını da gösterecek biçimde yapılması gerekmektedir. 30

35 Bazı Avrupa ülkelerinde yıllık radon konsantrasyonundaki azalım hedefleri Tablo 6 da gösterilmiştir. Tablo 6: Bazı Avrupa ülkelerinde evlerde yıllık ortalama radon kirliliğinde azalım hedefleri Ülke Evlerde varolan (Bq/m 3 ) Gelecekte evlerde (Bq/m 3 ) Çek Cumhuriyeti Finlandiya Almanya İrlanda İsrail 200 Litvanya Lüksemburg Norveç Polonya İsveç İsviçre İngiltere Avrupa Topluluğu Konut hijyeni açısından havalandırmanın önemi tartışılmaz. Kapalı ortam kirliliğinin önlenilmesi açısından da bu çok büyük önem taşımaktadır. Havalandırma kapalı ortam radon kirliliğinin azaltılmasına da önemli boyutta katkıda bulunmaktadır [13]. Evin aynı zamanda ısıtılması gerekir. Evin ısıtılması, evin içinde zemine göre negatif bir basınç yaratmaktadır. Bu etkiye bağlı olarak binanın içerisine radonunun girmesi kolaylaşmaktadır. Radonla ilgili sorunun çözümü iki önemli zorunluluk arasındaki bu çelişkinin dengelenmesinden ibarettir. Üst camların açılması baca etkisi yapmaktadır. Sonuçta sıcak hava çıkmakta ve zeminden soğuk havanın girmesini sağlamaktadır. Bu nedenle evin havalandırmasında üst pencerelerin yerine alt pencerelerin açılması tercih edilmelidir. Zemin katlara pasif havalandırıcılar da takılabilir. 31

36 Şekil 8. Radon konsantrasyonu havalandırma ilişkisi. Bacalar ve aktif havalandırıcılar da tabandan radon alımını engelleyici etki yapmaktadır. Girişi zeminden yeterince yüksek ve yeterli akım hızına sahip girişlerden yapılmalıdır. Soğuk havanın zeminden alındığı sistemler engellenmelidir. İlk adım değişik yerleşim yerlerinde ve kullanılan bina teknolojisine göre radon kirlilik düzeyinin ölçülmesidir. Radon kirliliğinin yüksek olduğu binalarda nedene yönelik değerlendirmeler alınması gereken koruyucu önlemleri de birlikte getirecektir. Şöyle ki; tabanlar ve tavanlarla duvarların birleşim yerleri, su sistemleri ve boruların giriş çıkış yerlerinin iyice tıkanması gerekir. Tabanın toprak olması durumunda üzerine polietilen bir naylon örtüldükten sonra çimento dökülmesi en uygun yöntemdir. Köy evlerinde bu yöntem yararlı olabilir. 32

37 Zeminden binanın içerisine radonun girmesini engelleyecek en önemli uygulamalardan birisi binanın üst bölümlerinden aşağı bölümlerine doğru basınçlı havanın üflenmesidir. Ancak bu sistemin teknik tüm ayrıntılarının dikkatle değerlendirildikten sonra etkili olabileceği unutulmamalıdır. Evlerde alınacak en etkili önlemlerden birisi de temele küçük bir çukur yapılması ve düşük güçlü bir elektrik motoru ile bu çukurun havasının boşaltılmasıdır. Bu uygulamanın şematik gösterimi Şekil 9 da verilmiştir. Alınması gereken önlemler şu şekilde özetlenebilir: 1. Giriş çatlaklarının ve yerlerinin tıkanması (geçirgen olmayan bir çimento tabakasıyla toprağın örtülmesi), 2. Hava akımının bina içerisinden toprağa doğru olmasının sağlanması. 3. Suyun radon kapsamının azaltılması (suyun havalandırılması, karbon filtrelerden geçirilmesi), 4. Radyoaktif içeriği düşük materyal kullanılması, 5. Havanın süzülmesinde elektrostatik presipitasyon yapan temizleyiciler mekanik filtreler, negatif iyon jeneratörü tipi temizleyiciler kullanılması, 6. Yeni inşaatların yapımında radon kapsamı az olan materyalin kullanılması, 7. Havalandırma sisteminin duvarın üst seviyesinden havayı atıp alt seviyeden hava almak içimindeki döngüsünün tersine çevrilmesi ve tabana yakın olan radon gazının oda atmosferinin üst tabakalarına çıkmasının engellenmesi, 8. Binalarda doğal havalandırma sistemlerine ağırlık verilmesi, 9. Eğer alman temsil edici örneklerde bölgede radon kirliliği tehlikesi yüksekse toplum bireylerinin kendi ev radon izlemelerini yapma yönünde özendirilmeleri, radon emici cihazların ölçümünün yaptırılabileceği merkezlerin 33

38 kurulması, ölçüm bedelinin radon absorban satış bedeline eklenerek toplum katılımının sağlanması gerekir. Şekil 9. Temel havasının boşaltılması 10. Ulusal veya bölgesel kartografik çalışmalar aracılığıyla veri eksikliği veya yetersizliği olan bölgeler sürekli izlenmelidir. 11. Konuyla ilgili olarak yeterli bir risk iletiyim ağı kurulmalı ve toplum bireylerinin duyarlığı arttırılmalıdır. 12. Radon konsantrasyonu yüksek bölgelerde toprak tabanlı kırsal kesim evlerinde tabana polietilen bir örtü serildikten sonra üzerine çimento dökülmelidir. Literatürde değişik radon azaltma tekniklerinin karşılaştırılmasına yönelik çalışmalar giderek artmaktadır. Radon konsantrasyonu yüksek binalarda alınması gereken önlemler ve etkileri Tablo 7 de özetlenmiştir: 34

39 Tablo 7. Radon konsantrasyonu yüksek binalarda alınması gereken önemler 35

40 7. SONUÇ Bir kapalı ortam kirleticisi olarak ele alındığında radon çok tehlikeli ve sağlığa zararlı bir inorganik kontaminanttır. Bu tezde radon tüm yönleriyle ele alınmış, maruziyet durumunda yüz yüze gelinebilecek sorunlar ve çözümleri irdelenmiştir. Müsaade edilen konsantrasyon değerlerinin üzerinde radona maruz kalınması ciddi rahatsızlıklara sebep olabilir. Radonun zararlı etkilerinden korunmanın birçok yolu bulunmakla birlikte, bunların arasında en basit ve etkili olanı bulunduğumuz iç ortamları olabildiğince sık havalandırmaktır. Radonun kapalı ortamları kirletmesi, sağlığa olan zararlı etkileri, bu etkilerden korunulması veya en aza indirgenmesi üzerine yapılan araştırmalar dünya çapında sürdürülmektedir. Radonun akciğer kanseri oluşumunda büyük bir risk teşkil ettiği öne sürülmekte ve bu durum deneysel çalışmalar ile de desteklenmektedir. Zararlı etkileri bilinen bu doğal radyoaktif kimyasalın bilimsel olarak incelenmesi ve etkilerine karşı alınacak önlemlerin artırılması devam ettirilmelidir. Ülkemizde de radon ve neden olduğu iç hava kirliliği ile ilgili araştırmalar yapılmaktadır. Devlet, üniversiteleri ve sağlık kuruluşlarını bu konuda araştırmalara devam edilmesi yönünde desteklemelidir. Böylelikle radon ve tehlikeleri üzerine daha fazla bilgi edinilebilir ve toplumumuz bilinçlendirilebilir. 36

41 8. ÖZET Radyasyon, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerji yayımı ya da aktarımıdır. Radonsa periyodik çizelgenin 0 grubunda (soy gazlar) yer alan Rn simgeli ve 86 atom numaralı kimyasal elementtir. Atmosferde bulunan radyoaktif bir gazdır. U 283 serisinden bir izotoptur. Ra 226`nın radyoaktif bozunumu sonucu oluşmaktadır. Radon, insan aktivitelerinden değil doğal süreçlerin sonucunda insana zarar verebilen çevresel etmenlerden birisidir. 1960`lı yılların başlarına kadar sağlığa zararlı etkileri kesin olarak belirlenememiştir. Ancak bu tarihten itibaren sağlık etkileri araştırılmaya başlanmış ve ayrıntılı araştırmalar yapılmıştır. Radonun çevreye yayılması topraktan evlere ve/veya sudan havaya gerçekleşebilir. Evlerde radon kapalı ortam hava kirliliği yaratarak insan sağlığını tehdit etmektedir. Radonun bilinen en büyük sağlık etkisi akciğer kanseri riskidir. Radonun yaydığı radyasyon insan vücuduna sindirim ya da solunum yoluyla girer. Akciğerin en küçük dokularına kadar nüfuz eden radyoaktif partiküller, bu organın dokularına zarar verir. Özellikle maden ocaklarında çalışan isçiler radon maruziyeti sonucu akciğer kanseri riskini yüksek oranda taşımaktadırlar. Radonun olumsuz sağlık etkilerini engellemek için çeşitli önlemler öngörülmektedir. Önlemlerden en önemlileri evlerin sıklıkla havalandırılması ve radon kaynaklı topraklarda çeşitli yöntemlerle arındırma yapılmasıdır. 37