İÇEL'DE EVLERDE RADON DÜZEYLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Transkript

1 İÇEL'DE EVLERDE RADON DÜZEYLERİNİN ARAŞTIRILMASI Doç. Dr. Halil KUMBUR, Doç. Dr. Oya ZEREN Mersin Üniv. Müh. Fak. Çevre Müh. Bölümü, MERSİN Fizik Yük. Müh. Muhsin Koksal, Berna ÖZÇINAR TAEK. Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim merkezi Sağlık Fiziği ve Radyasyon Güvenliği Bölümü, MERSİN ÖZET İçel'de değişik semtlerde yaz ve kış aylarında 100 evde yatak odası ve oturma odasında radon gazı radyoaktivite konsantrasyonları ölçülmüştür. Ölçümlerde CR-39 nükleer iz dedektörleri kullanılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, İçel evlerinde radon konsantrasyonları yaz aylarında Bq/m 3, kış aylarında Bq/m 3 arasında değişim göstermiştir. Ortalama değerler ise 23 Bq/m 3 ve 44 Bq/m 3 bulunmuştur. Ayrıca bu araştırmada, ölçülen radon konsantrasyon düzeyleri ile ölçüm yapılan ev ve o evlerde yaşayan insanlarda olabilecek radyolojik etkileri arasındaki ilişkiler tartışılmıştır. Anahtar Kelimeler : Radon, radyoaktivite, radyasyon, hava. AN INVESTIGATION ON RADON LEVELS AT HOUSES ABSTRACT İN İÇEL (MERSİN) For the different parts of the İçel city, tor 100 houses, radioactivity concentrations have been measured at badroom and living room in summer and winter. CR-39 nücleer trace detectors were used in this measurements. According to the results of investigations, it was understood that radon concentration is Bq/m 3 in summer and Bq/m 3 in winter. Mean values are found as 23 Bq/m 3, and 44 Bq /m 3 respectively. in addition, the correlation betvveen radon concentration and its effects on the houses and persons living in these houses were also discussed. Keywords: Radon, radioactivity, radiation, air. GİRİŞ Radon çevrede doğal olarak bulunan radyoaktif soy gazdır. Radon 1900 yılında Darn tarafından keşfedilmiş ve havadaki varlığı, ilk olarak 1901 yılında Elster ve Geitel tarafından bulunmuştur. Radonun 27 izotopu vardır; fakat bunlardan en çok 220 Rn ve 222 Rn atmosferde yaygın olarak bulunur. 222 Rn, 238 U'nun bozunma serisinde ortaya çıkar ve genelde insanların iyonlaşan radyasyona maruz kalması bakımından en önemli izotopudur. 220 Rn ise, 232 Th' nin bozunma serisinde ortaya çıkar ve thoron adını alır (1). Doğada 222 Rn, 220 Rn den 20 kat daha bol bulunmaktadır. Gerçekte çevredeki radon dozunun büyük bir kısmı, radon gazının kendisinden çok, radonun ürünlerinin katkısı ile oluşur. Radon, uranyum bozunma serisinde bir ara ürün olarak oluşur. Uranyumun, radon ve radon ürünleri arasındaki ilişkisi (Şekil l-2)'de verilmiştir. Uranyum dünyanın her yerinde, yer kabuğunda mevcuttur, fakat derişimi büyük farklılıklar gösterir. Pek çok tip taş ve toprağın, radyoaktif yoğunluğu 0,2 ve 2 kci/g arasında değişir. Radon, topraktaki radyum bozunumuyla oluştuktan sonra atmosfere yayılır. Radonun, kuru topraktaki bozunmadan önce ortalama yayılma mesafesi yaklaşık 1 m'dir. Toprağı terkeden radonun yaklaşık % 50'si, yüzeyden 1 m derinlikte ve yaklaşık % 75'i de 2 m içinde üretilir (1). Radonun havadaki yayılma hızı yüksektir. Bu nedenle radon ve ürünleri atmosferin her yerinde bulunur (Şekil 3-4). Çevrede Radon Canlılar, doğal kaynaklardan aldıkları radyasyonun üçte ikisine eşdeğer olan miktarı soludukları hava, yedikleri yiyecek ve içtikleri sulardan almaktadırlar. Alınan bu dozların az bir miktarı, 14 C ve tritium gibi kozmik radyasyon sonucu oluşan radyoaktif maddelerden gelmektedir. İnsanlar yılda yaklaşık 180 jıs 40 K radyasyonu alırlar. 40 K, vücut için temel olan ve radyoaktif olmayan potasyum ile beraber emilir. Radyasyonun büyük bir kısmı, 238 U ve 232Tb bozunması sonucu oluşur. 210 Pb ve 2iop 0 gibi izotoplar vücuda, gıda maddeleri ile girerler; özellikle balık ve midyelerde (istiridyelerde) yoğun olarak bulunurlar. Kuzey Yarımküre'de yaşayan geyikler, kışm kayalar üzerindeki bitkiler ile beslendiklerinden, 2l0 Pb ve özellikle 210 Po, bu hayvanlarda yüksek dozda bulunur. Bu bölgedeki onbinlerce insanın temel besin maddesi olan geyik eti ile beslenen insanlarda, normal seviyenin 35 katı kadar 210 Pb dozuna ulaştığı görülür. Radyoaktif maddelerin besin zincirindeki dolaşımı (Şekil l)'de verilmiştir (2) (Şekil 5.). Radon ( 22 2Rn), uranyum ( 238 U) ailesinden olup, Ekim-Kasım-Aralık 1997 Sayı: 25 25

2 Ekoloji çevre dergisi Doç.Dr.H.KUMBUR-Doç.Dr.O.ZEREN-Müh.M.KÖKSAL-B.ÖZÇINAR radyumun ( 226 Ra) radyoaktif bozulması sonucu meydana gelir. Toprakta ve dolayısıyla yapı malzemeleri içinde bulunan radyumdan oluşan bu gazın bir kısmı atmosfer içinde difüzlenir. Radonun radyoaktif bozunması sonucu meydana gelen katı radyoaktif ürünler havadaki toz parçacıklarına yapışarak solunum yolu ile akciğere girer ve yayınladıkları alfa parçacıkları ile akciğerlere girerler ışınlarlar. Akciğer dokusunun ışınlanması ile akciğer kanserinin oluştuğu epidemiyolojik çalışmalar sonucu görülmüştür. Radon ve ürünleri halk sağlığını tehdit eden bir kaynaktır. Solunan radon ürünlerinin bir kısmı akciğer ortamında çözülür ve buradan vücudun diğer taraflarına taşınır. Son yıllarda akciğer kanseri, sigara içen madencilerin yüksek düzeyde radon gazına maruz kalmasma bağlanmıştır. Bu nedenle radon tehlikesinin denetlenmesi bakımından kapalı yerlerde, özellikle evlerde radon konsantrasyonlarının ölçülmesi önem taşır (3,4). Radon ve radon ürünlerinin, Çizelge 1. Evlerde Değişik Radon Kaynaklarının Katkı Oranları. Kaynak Doğalgaz Su Dışarıdaki Hava Bina Yapım Malzemeleri ve Bina Altındaki Toprak Radyasyon (k-b/gün) Ekim-Kasım-Aralık 1997 Savı: 25

3 İÇELDE EVLERDE RADON DÜZEYLERİNİN ARAŞTIRILMASI Ekoloji çevre dereisr Şekil 5. Çevredeki Radyoizotopların Vücut içine Alınma Yolları tısı zenginleşir. Taban kaplamalarındaki çatlakları ve açıklıkları sıkıca kapamanın, evi havalandırmanın, ev içindeki radon yoğunluğunu azaltmada etkin olduğu gözlenmiştir (1). Şekil 3. Doğal ve Yapay Radyasyonların İnsanların Işıntarmasındaki % Olarak Katkıları diğer bütün radyasyon kaynaklarında dahil, alınan toplam dozun % 60'ını oluşturduğu tahmin edilmektedir. Bu nedenle radon tehlikesinin denetlenmesi bakımından kapalı yerlerde, özellikle evlerde radon konsantrasyonlarının ölçülmesi önem taşır (3,4,2). Radonun Binalara Göçü Radon çevreye, dünyanın her yerinde, topraktan sızarak geçer. Havadaki radon seviyesi bölgeden bölgeye belirgin bir şekilde değişir. İnsanlar radona, kapalı yerlerde daha çok maruz kalırlar. Radon binalara değişik yollardan girer. Evlerde radon oluşmasının en önemli sebebi, taban kaplamasının birkaç metre altındaki topraktır. Taban kaplamalarındaki çatlaklar ve diğer açıklıklar radonun içeri girebileceği en yaygın yerlerdir. Bina içi atmosfer basıncının, dışarı hava basan pervaneler ve rüzgar hareketi veya ısısal gradienler nedeniyle azalması sırasında radon sızın- Şekil 6. Hava Kaçaklı Normal Evdeki Düşük Radon Konsantrasyonu ile Havalandırılması Azaltılan Enerji Korunum Evindeki Artun Radon Konsantrasyonunun Karşılaştırılması. Ilıman bölgelerde evlerin içindeki radon konsantrasyonunun, dışarıdaki radon konsantrasyonunundan 8 kez fazla olduğu belirlenmiştir (5). Bugüne kadar, tropik ülkelerde bir radon seviyesi Ölçümü yapılmamıştır. Bunun nedeni, bu bölgelerde radon Yer kabuğu radyasyon ve radyo aktivitesi Şekil 4. Radyasyon Kaynakları Ekim-Kasım-Aralık 1997 Sayı: 25 27

4 Ekoloji levre dergisi' Dov.Dr.M.Kl'MBl'R-Dov.Dr.O.ZERHN-Miih.M.KÖKSAl BO/( l\ \R Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonları (Bq/m3) Şekil 7. Mersin İli İ-31.İ (Kış) Dönemi Evlerde Ölçülen Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonları (Bq/m3) havanın çok sıcak olması ve binaların daha açık bir şekilde yapılmış olması nedeniyle iç ve dış radon yoğunlukları arasında fazla bir fark olmamasıdır. ABD'de yaklaşık 1,7-2,5 milyon evin, 8 pci/l den fazla radon yoğunluğuna sahip olduğu belirlenmiştir. Bu ise, Dünya Sağlık Teşkilatı (WHO) tolerans değen olan 4 pci/l"den yüksektir (I). 1970lı yılların sonlarına doğru İsveç ve Finlandiya' daki evlerin içinde, açık havadaki tipik radon seviyesinden 5000 kat daha fazla radon bulunmuştur (5). Radon genel olarak, binalar havalandırılmadığında binanın içinde birikim gösterir (Şekil 6.). 2* Ekim-Kasım-Aralık 1997 Sayı: 25

5 İÇELDE EVLERDE RADON DÜZEYLERİNİN ARAŞTIRILMASI Ekoloji Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonu (Bq/m3) Şekil 9. Mersin İli Mayıs-Aralık 1995 (Yaz) Dönemi Evlerde Ölçülen Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonları (Bq/m3) Bina yapımında kullanılan; ağaç, tuğla, beton, granit, şist ve kalsiyum silikat, uranyum atıklarına göre daha az radon yayarlar. Fakat bunlardan en önemlisi evlerin altındaki topraktır. Yüksek binaların üst katlarındaki radon yoğunlukları, zemin katlardakinden daha azdır. Norveç'te yapılan bir araştırmada ağacın radon gazını hiç vermemesine rağmen, ağaçtan yapılan evlerin, kagir evlerden daha çok radon gazı içerdiği gözlenmiştir. Bunun en önemli nedeni ağaç evlerin genel olarak daha alçak ve dolayısıyla odaların radon yayan toprağa daha yakın olmasıdır. Diğer taraftan Şikago'da yapılan bir araştırmada; tabanı kaplanmamış ve çıplak toprak üzerine kurulmuş evlerde, topraktaki radon yoğunluğu normal olmakla birlikte, tipik dış radon seviyelerinin 100 katından çok daha yoğun olduğu görülmüştür (6). Su, doğal gaz ve LPG gazlan evlerdeki diğer radon kaynaklarıdır. Radon topraktaki doğal gazlara geçmekte, doğal gazın işlemi sırasında da, doğal gazdan arıtılan radonun büyük bir kısmı yan ürün olarak elde edilen sıvı petrol gazına (LPG) geçmektedir. Fakat doğal gaz, evlere, daha radyoaktif olan LPG' den, 10 ile 100 kat arasında daha çok radyasyon yaymaktadır. Çünkü LPG'nin büyük bir kısmı yakılmaktadır (Çizelge 1.). YÖNTEM Radon ve ürünleri çeşitli yöntemler kullanılarak ölçülebilir. Her yöntemin kendine özgü bir özelliği olmakla birlikte; radon yoğunluğu, radon ürünlerinin yoğunluğu, oluşan radyasyon türleri (alfa, beta, gama parçacıkları gibi) göz önüne alınması gereken faktörlerdir (12). Bu araştırmada, evlerdeki radon konsantrasyonları, pasif yöntem denilen plastik esaslı nükleer iz dedek- Şekil 10. Mersin ili Mayıs-Aralık 1995 [ta) Dönemi Evlerde Ölçülen Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonları (Bq/m3) Ekim-Kasım-Aralık 1997 Sayı: 25 2S

6 Ekoloji çevrf dergisi* Doç.Dr.H.KUMBUR-Doç.Dr.O.ZEREN-Müh.M.KÖKSAL-B.ÖZÇINAR Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonu (Bq/m3) Şekilli. Mersin İli Mayıs-Araük 1995 (Yoz) Dönemi Evlerde Ölçülen Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonları (Bq/m3) 3 S 8 S S S S 8 g F : p : ~ ; * ) 0 *? : S S 8 Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonu (Bq/m3) Şekil 12. Mersin İli Mayıs-Aralık 1995 (>az) Dönemi Evlerde Ölçülen Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonları (Bq/m3). I 1'J* I _l ' ' I I* I İli I ı > i I ' ' I I I I I I I I I- 4 I I 1 I İlli İlli >-H İlli I I I k-4 I I I I I I I I I I I I I I I I II mı I Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonu (Bq/m3) Sekil 13. Mersin İli Mayıs-Aralık 1995 (Yaz) Dönemi Evlerde Ölçülen Ortalama Radon Gazı Konsantrasyonları (Bq/m3) törleri kullanılarak yapılmıştır. Ticari adı CR-39 olan allil diglikol karbonat plastiğinden yapılmış ve 20 mm x 20 mm x 0,25 mm boyutlarında uygun 6 cm yüksekliğinde taban çapı 4,5 cm ağız çapı 6 cm olan plastik bardakların içine konarak bardakların ağzı bezle kapatılmıştır. Bu şekilde hazırlanan dedektörler önceden tespit edilen evlere dağıtılarak, evlerde havalandırmanın iyi olduğu yaz ayları ve pencerelerin kapalı olduğu kış aylarını kapsamak üzere 4 ila 6 aylık sürelerle evlerde tutulmuş ve sonra toplanarak değerlendirilmiştir. Evlerden toplanan ve radonun alfa ışınlarına maruz kalan dedektörler % 20lik NaOH çözeltisinde 70 C'de 17 saat kimyasal aşındırma işlemine tabi tutulup, kurutulmuş ve alfa parçacık izleri mikroskop altında sayılmıştır. Mikroskop altında sayılan izlerin sayısı kalibrasyon faktörü ile çarpılarak konsantrasyonlar bulunmuştur. Kalibrasyonlar, özel olarak hazırlanmış kalibrasyon odasında yapılmıştır. Radon kalibrasyon odası, içine miktarı bilinen bir radyum kaynağı konulmuş 225 litrelik bir yağ bidonundan oluşmaktadır. Oda içindeki radonun denge konsantrasyonu 92,4 pci/l'dir. Radon dedektörleri kalibrasyon odasında belirli sürelerde radona maruz bırakılarak kalibrasyonları yapılmaktadır (7,4, 11). SONUÇ ve TARTIŞMA İçel'de evlerdeki radon analiz sonuçları incelendiğinde; evlerdeki radon düzeyleri yaz aylarında yatak odalarında 43 Bq/m 3, oturma odalarında 46 Bq/m 3, kış aylarında yatak odalarında 24Bq/m 3, oturma odasında ise 33 Bq/m 3 arasında değişmektedir. Yıllık ortalama değer yatak odası için 34,8 Bq/m 3, oturma odası için ise 36 Bq/m 3 'dir. Analiz sonuçlarına göre, Kasım Mayıs 1995 ölçüm aralığında evlerde yatak odası ile oturma odasındaki sonuçlar arasında önemli bir fark görülmemiştir. 9 evde 20 Bq/m 3, 6 evde 26 Bq/m 3, 5 evde 32 Bq/m 3, 2 evde ise 60 Bq/m 3 radon bulunmuştur. Bu ise ev içerisindeki hava sirkülasyonunun iyi olduğunu göstermektedir (Şekil 7). Analizlerin tamamını kapsayan Kasım Aralık 1995 tarihleri arasındaki ortalama radon değerleri oturma odalarına göre incelendiğinde 9 evde 31 Bq/m 3, 8 evde 35 Bq/m-\ 6 evde 43 Bq/m 3, 2 evde ise 50 Bq/m 3 bulunmuştur. 9 evde, oturma ve yatak odalarında 20 Bq/m 3 radon bulunmuştur (Şekil 8). Mayıs Aralık 1995 tarihleri arasındaki ana- 30 Ekim-Kasım-Arahk 1997 Sayı: 25

7 İÇELDE EVLERDE RADON DÜZEYLERİNİN ARAŞTIRILMASI Ekoloji liz sonuçlanna göre; 8 evde 36 Bq/m 3, 6 evde 48 Bq/m 3, 2 evde 84 Bq/m-\ 1 evde 159 Bq/m 3 radon bulunmuştur (Şekil 9-10). Kasım Aralık 1995 tarihleri arasında yaz ve kış dönemi ortalama radon değişimi incelendiğinde; 9 evde 20 Bq/m 3, 9 evde 31 Bq/m 3, 5 evde 49 Bq/m 3, 1 evde 50 Bq/m 3 radon bulunmuştur (Şekil ). İçel'de, evlerde yapılan radon analiz sonuçlarına göre; radon konsantrasyonunun 35 Bq/m 3 civarında bulunduğu ve sonuçların Bq/m 3 arasında dağılım gösterdiği görülmektedir. Evlerde, havalandırmanın az yapıldığı kış aylarındaki (Kasım Mayıs 1995) sonuçlar ile havalandırmanın fazla olduğu yaz aylarındaki (Mayıs Aralık 1995) sonuçlar kendi aralarında incelendiğinde çok az da olsa farklılıklar görülmektedir. Kış ve yaz ayları ölçüm sonuçları karşılaştırıldığında; kış aylan sonuçlarının daha yüksek çıkması beklenirken aksine yaz sonuçları yüksek çıkmıştır. Bunun da nedeni İçel'de yaz mevsiminin çok sıcak olmasıyla buharlaşmanın fazla olması ve halkın Toros Dağları eteklerindeki yaylalara taşınmasıyla dedektör konulan evlerin uzun süre boş kalması olarak yorumlanabilir. Ayrıca İçel'de evlerde radon düzeylerinin düşük düzeylerde olduğunu söylemek mümkündür. Uluslararası Radyolojik Korunma Komisyonu (ICRP), evlerdeki radon konsantrasyonlarına sınırlama getirmiştir. ICRP eski evlerde yaşayanlar için 20 msv 'den fazla, yeni yapılacak evlerde yaşayanlar için ise yılda 10 msv'den fazla doz alınmamasını tavsiye etmektedir. Bu değerler sırasıyla 400 Bq/m 3 ve 200 Bq/m 3 radon konsantrasyonlarına karşılıktır (2,10). Bu değerlere göre İçel'de evlerde ölçülen ortalama 35 Bq/m- v lik konsantrasyon, yılda 1,75 msv etkin doz eş değerine karşılık gelmektedir (8,9). 400 Bq/m 3 radon konsantrasyonunun insanlarda % 6 oranında akciğer kanserine yol açabileceği belirtilmektedir. Buna göre ortalama 35 Bq/m 3 konsantrasyonunda radona maruz kalınması,% 0, 53 oranında akciğer kanseri riskini getirmektedir. Bu oranı daha da aşağılara düşürmek için evlerin daha iyi havalandırılması gerekmektedir. KAYNAKLAR 1) Ünlü, G.. Yeğingil.. Z., Radon ve Radon Ürünleri, (Radon and Radon Daughters), Ç.Ü. Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi (Journal of Science and Engineering) 2) Yülek, G.G, Nükleer Enerji ve Çevre Sek. Yayınlan, Semih Ofset, Ankara, ) Protection Againsl Radon-222 at Home and Work. ICRP Publicaltion 65 Adopted by the Commission in Septembcr 1993.Vol.S, No : 3 Adana, ) Koksal M.E.. Çelebi N., Özçınar, B., Indoor Rn-222 concentrations in istanbul houses, Health Phys. 65 (1 ): : ) United Nations Scien tifıc Committee on the Effects of Atomic Radiation Levels and Effects of lonizing Radiation, Ncvv York, UN. UNS CEAR Repon., ) United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation Levels and Effects of lonizing Radiation, New York. UN, UNS CEAR Repon, ) Epa Protection Against Radon-222 at Home and Work. ICRP Publicaltion 65, Adopted by the Commission in September ) International Commission on Radiological Protection (ICRP), Principles of Limiting Exposure of the Public to Natural Sources of Radiation Oxford: Pregomon Press., ICRP Publication 14. Vol ) International Commission on Radiation Protection (ICRP), Lung Cancer Risk Form Indoor Exposure to Radon Doughters Oxford, Pergamon Press ICRP, Publication (1), ) Wilson, G., at al.. Radiation Induced Celi Cycle Delay Measured in TW. 11) Thomas. D.C., Mc Neiu. Ke., Dougierty, C, Estimates of Life Time Lung Cancer Risks Resulting from Rn Progeny Exposure. Health Pyhsics 49; ) A Citizen's Guide To Radon United States, Environmental Protection Agency- Office of Air and Radiation, OPA August, Ekim-Kasım-Aralık 1997 Sayı: 25 31