Strumenti di misura, tecniche di diagnostica e bonifica

RADON
Strumenti di misura, tecniche di
diagnostica e bonifica
Antonio Parravicini
Seminario: RISCHIO RADON - Bergamo, 27 ottobre 2015
Argomenti
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Radon caratteristiche
Come si misura
Strumenti passivi (dosimetri a traccia, elettreti)
Strumenti attivi (ionizzazione, scintillazione)
Taratura degli strumenti
Accreditamento laboratori di dosimetria
Tecniche di diagnostica e bonifica
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Radon - caratteristiche
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E’ un gas nobile, inerte, incolore, inodore, radioattivo
L’isotopo più importante è RADON 222 prodotto dal RADIO 226
I suoi figli a vita breve sono anch’essi radioattivi
Isotopi del radon più importanti: 222, 220
Radon 222
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Numero atomico 86, peso atomico 222
Radioattivo, emettitore alfa
Tempo di dimezzamento 3,82 gg
Radon 220 (toron)
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Numero atomico 86, peso atomico 220
Radioattivo, emettitore alfa
Tempo di dimezzamento 56 sec
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Unità di misura
La radioattività si misura in becquerel (Bq)
1 Bq = 1 decadimento per secondo
La concentrazione radon si misura in Bq/m3
1 Bq/m3 = 1 decadimento al secondo per metro cubo
Concentrazioni di riferimento
Concentrazione outdoor 5-15 Bq/m3 (WHO 2005)
Concentrazione indoor media mondiale 40-50 Bq/m3
Concentrazione media abitazioni Italia 70 Bq/m3
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RADON: da dove proviene?
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Radio 226
1600 anni
α
Radon 222
3.82 giorni
•
α
•
Polonio 218
3.11 minuti
Polonio 214
164 usec
Bismuto 214
19.9 minuti
α
Piombo 214
26.8 minuti
β
β
α
Piombo 210
22.3 anni
•
E’ un gas nobile – l’isotopo
più importante è RADON 222
prodotto del decadimento
del RADIO 226
I suoi figli a vita breve sono
anch’essi radioattivi
Si genera nel terreno, nelle
rocce e migra attraverso le
porosità
Si diffonde e si accumula
negli ambienti chiusi
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MISURA GAS RADON
TECNICHE DI MISURA:
RILEVAZIONE DELLE RADIAZIONI
ALFA, BETA E GAMMA
alfa (emissione nucleo di elio: 2p+2n)
RADON 222 à POLONIO 218 + alfa
beta (neutrone àprotone + elettrone )
gamma
radiazione elettromagnetica - forte potere
penetrante e un alto grado di pericolosità
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CLASSIFICAZIONE TECNICHE DI MISURA
TIPO DI STRUMENTO
•ATTIVO
•PASSIVO
RICHIEDE ALIMENTAZIONE
NON RICHIEDE ALIMENTAZIONE
TEMPO DI CAMPIONAMENTO
•ISTANTANEO
•INTEGRATO
•CONTINUO
TIPO DI CAMPIONAMENTO
•ATTIVO (FLUSSO)
•PASSIVO (DIFFUSIONE)
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MISURE BREVI (SCREENING)
SCOPO : VALUTAZIONE RAPIDA
TECNICHE: MONITORI ATTIVI/ELETTRETI (SST)
CONDIZIONI
•MANTENERE LE CONDIZIONI DI “EDIFICIO CHIUSO” DA ALMENO 12 ORE PRIMA
•DISATTIVARE DISPOSITIVI DI VENTILAZIONE SE NON SONO PERMANENTI
•EVITARE PERIODI CON FORTE VENTO E RAPIDE VARIAZIONI CLIMATICHE
POSIZIONAMENTO
•ALMENO 1 METRO DA FINESTRE E PORTE ESTERNE
•30 CM DA PARETI, ALMENO 1 METRO DA SOFFITTO e DA PAVIMENTO
•LONTANO DA FONTI DI CALORE E VENTILATORI
•IN POSIZIONE SICURA
(RACCOMANDAZIONI U.S.EPA/ISPRA AMBIENTE per abitazioni)
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MISURE LUNGO TERMINE
SCOPO:
VALUTARE LA CONCENTRAZIONE MEDIA su periodi di esposizione mediolunghi (tipicamente 3-12 mesi)
TECNICHE:
ELETTRETI LONG TERM
INIZIO MISURA: MONTARE ELETTRETE NELLA CAMERA
FINE MISURA: SMONTAGGIO O ANALISI IN TEMPI BREVI
DOSIMETRI A TRACCIA
INIZIO MISURA: APERTURA BUSTA SIGILLATA
FINE MISURA: SIGILLARE O ANALIZZARE IN TEMPI BREVI
RACCOMANDAZIONI:
CONDIZIONI NORMALI DI UTILIZZO DEGLI AMBIENTI
POSIZIONAMENTO COME MISURE BREVE TERMINE
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TECNICHE DI MISURA RADON
I RIVELATORI PIU’ COMUNI SONO:
•
CAMERE A IONIZZAZIONE
A CONTEGGIO DI IMPULSI
A ELETTRETI
•
CELLE A SCINTILLAZIONE
•
SPETTROMETRIA
ALFA
GAMMA (NaI, GeLi)
•
STATO SOLIDO RILEVATORI A TRACCE (LR115 NITRATO CELLULOSA / CR-39 PADC)
SEMICONDUTTORE
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TECNICHE DI MISURA
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TECNICHE DI MISURA
CAMERA A IONIZZAZIONE
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
•IL GAS PENETRA PER DIFFUSIONE O
PER ASPIRAZIONE NEL VOLUME
SENSIBILE
•LE RADIAZIONI IONIZZANO L’ARIA
•GLI IONI PRODOTTI VENGONO
RACCOLTI E RILEVATI COME
PASSAGGIO DI CORRENTE
•IL NUMERO DI IMPULSI
REGISTRATO E’ PROPORZIONALE
ALLA CONCENTRAZIONE RADON
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TECNICHE DI MISURA RADON
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TECNICHE DI MISURA RADON
CELLA A SCINTILLAZIONE
PMT
radon
fotone alfa
ZnS+Ag
IL SOLFURO DI ZINCO PRESENTE
ALL’INTERNO DELLA CELLA
COLPITO DALLA RADIAZIONE
ALFA EMETTE UN FOTONE
FILTRO
GLI IMPULSI LUMINOSI,
CONVERTITI IN IMPULSI
ELETTRICI, SONO AMPLIFICATI
DA UN FOTOMOLTIPLICATORE E
CONTATI ELETTRONICAMENTE
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MONITORI
Strumenti attivi
Registrano la
concentrazione radon
APPLICAZIONI
•
•
•
•
Screening
Misure in continuo per
valutazione delle variazioni
temporali e correlazioni
Ricerca vie di ingresso del
radon
Valutazione dell’efficacia nelle
azioni di rimedio
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TECNICHE DI MISURA RADON
CAMERA A IONIZZAZIONE A ELETTRETI
LE RADIAZIONI IONIZZANO L’ARIA
NEGLI STRUMENTI ATTIVI, GLI IONI
PRODOTTI VENGONO RACCOLTI E
RILEVATI COME PASSAGGIO DI
CORRENTE: IL NUMERO DI IMPULSI E’
PROPORZIONALE ALLA
CONCENTRAZIONE RADON
NELLA CAMERA A ELETTRETI LA
RACCOLTA DEGLI IONI PROVOCA LA
SCARICA E QUINDI LA PERDITA DI
POTENZIALE DELL’ELETTRETE
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Componenti del sistema di camera
a ionizzazione a elettreti
• elettrete
• camera
• lettore di
carica
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TECNICHE DI MISURA RADON
Rivelatori a traccia
LR115
CR-39
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Rivelatori a traccia
Principio di funzionamento: la velocità di attacco chimico lungo la traccia
è maggiore di quella nel materiale
1 ESPOSIZIONE ALLE
RADIAZIONI ALFA
2. ATTACCO CHIMICO
(Idrossido di Sodio)
EVIDENZIA LE TRACCE
3. LE TRACCE RISULTANO
VISIBILI DOPO LO
SVILUPPO
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Tracce alfa in rivelatore CR-39
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Sistema di analisi di rivelatori a traccia
•Analisi morfologica delle tracce
•Conteggio delle tracce
•Sottrazione del fondo
•Calcolo densità di tracce
Esposizione (kBqh/m3) = densità di tracce x CF (fattore di calibrazione)
Concentrazione (Bq/m3) = esposizione/tempo di misura (ore)
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Dosimetri radon a traccia
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VALIDITA’ DELLE MISURE: NORMATIVA
AMBIENTI DI LAVORO (D.Lgs. 230/95 e smi)
La normativa prevedeva la definizione delle modalità e dei criteri per l’accreditamento dei laboratori
di misura e l’insediamento di una Commissione che doveva, tra l’altro
a)
b)
c)
elaborare linee-guida sulle metodologie e tecniche di misura piu' appropriate per le
misurazioni di radon e toron in aria e sulle valutazioni delle relative esposizioni
elaborare criteri per l'individuazione di zone o luoghi di lavoro con caratteristiche
determinate ad elevata probabilita' di alte concentrazioni di attivita' di radon
fornire indicazioni sui programmi dei corsi di istruzione e di aggiornamento per la misura
del radon e del toron e per l'applicazione di azioni di rimedio
Art. 10-ter comma 4
Per le misurazioni previste dai commi 1 e 2, l’esercente si avvale di organismi riconosciuti ai sensi
dell’articolo 107, comma 3, o, nelle more dei riconoscimenti, di organismi idoneamente attrezzati, che
rilasciano una relazione tecnica contenente il risultato della misurazione.
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NORMATIVA AMBIENTI DI LAVORO (D.Lgs. 230/95 e smi)
Linee Guida per misure radon in Luoghi di lavoro sotterranei a cura della
Conferenza delle Regioni e Province Autonome – 6 febbraio 2003
Tecniche di misura (passive – misure a lungo termine)
Taratura e controllo qualità
Il sistema di misura utilizzato dovrà essere sottoposto a
Taratura
Programma di assicurazione della qualità
che deve precedere la partecipazione a circuiti di interconfronto presso un centro SIT
(Sistema Italiano di Taratura), se esistente, o presso analogo centro europeo.
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NORMATIVA AMBIENTI DI LAVORO
Linee Guida per misure radon in Luoghi di lavoro sotterranei a cura della
Conferenza delle Regioni e Province Autonome – 6 febbraio 2003
Requisiti organismi di misura
Le caratteristiche degli organismi di misura dovrebbero essere le seguenti:
1. responsabile tecnico con formazione professionale adeguata ed esperienza documentata in
materia
2. individuazione delle persone abilitate ad eseguire le misure e ad attestarne la validità
3. utilizzo di una tecnica di misura idonea
4. periodica taratura della tecnica di misura e controllo del funzionamento delle
apparecchiature prima di ogni serie di misure
5. periodico controllo di qualità dei dati
6. utilizzo di procedure e istruzioni scritte per le misure, comprese le tarature e il controllo
di qualità
7. rilascio del resoconto delle misure firmato dal responsabile tecnico, che garantisce
l'affidabilità del dato al committente
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VALIDITA’ DELLE MISURE – CRITERI GENERALI
Monitori:
Certificato di calibrazione (tracciabilità a standard primari)
Controllo periodico secondo specifiche costruttore
Calibrazione periodica (ogni 24/36 mesi?)
Taratura presso camera radon:
• ENEA INMRI Istituto Nazionale Metrologia Radiazioni Ionizzanti
• Politecnico di Milano - CeSNEF
Dosimetria:
Utilizzo di tecniche idonee, taratura della strumentazione, partecipazione ad
interconfronti, accreditamenti
Interconfronti: BfS, PSI, NIRS, SURO…
Accreditamenti: Accredia (ISO 17025)
Regione Veneto elenco organismi idoneamente attrezzati
BAG-UFPS accreditamento specifico per misure radon in Svizzera
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Azioni di rimedio
Quando intervenire con azione di rimedio?
LUOGHI DI LAVORO:
media annua > 500 Bq/m3 (D. Lgs 230/95 e smi)
ABITAZIONI:
> 400 Bq/m3 (Racc. CEE n° 90/143 del 21/2/1990)
> 200 Bq/m3 (Racc. CEE n° 90/143 del 21/2/1990- edifici nuovi)
> 300 Bq/m3 ? (DIRETTIVA 2013/59/EURATOM 2013)
> valori raccomandati da altri Paesi ?
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Azioni di rimedio
A quale livello ridurre le concentrazioni?
§
§
§
§
VALORE 100 Bq/m3 RACCOMANDATO DA OMS
VALORE MEDIO INDOOR: 40-50 Bq/m3
VALORE MEDIO ITALIANO: 70 Bq/m3
CRITERIO TIPO “ALARA” ?
LA PERCEZIONE SOGGETTIVA DEL RISCHIO PORTA IN ALCUNI CASI A:
Ø RICHIEDERE DI RIDUZIONE A VALORE ZERO
Ø IGNORARE IL PROBLEMA ANCHE IN PRESENZA DI CONCENTRAZIONI ELEVATE
IL LIMITE COMUNQUE DA CONSIDERARE E’ IL VALORE MEDIO OUTDOOR: 5-15 Bq/m3
QUESTO VALORE CHE IN ALCUNI CASI PUO’ ESSERE MOLTO PIU’ ELEVATO
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Concentrazione radon media outdoor
5-15 Bq/m3
CASO LIMITE: SVIZZERA, CANTONE URI
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CASO LIMITE: ABITAZIONE IN SVIZZERA, CANTONE URI
1. MISURA OUTDOOR A
CIRCA 1.5 METRI DA
TERRA (250 Bq/m3 )
2. MISURA OUTDOOR SUL
TERRENO (1000 Bq/m3)
3. MISURE INDOOR
(>5000 Bq/m3 )
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Azioni di rimedio
METODI DI RIMOZIONE
•
•
•
•
•
VENTILAZIONE
ASPIRAZIONE/DEPRESSURIZZAZIONE
INSUFFLAZIONE/PRESSURIZZAZIONE
ISOLAMENTO/MEMBRANE
TECNICHE COMBINATE
La scelta del metodo dipende in generale da diversi fattori, tra cui
§
§
§
Modalità di ingresso del radon nell’edificio, ovvero se esistono vie preferenziali o se si
tratta di diffusione generalizzata
Struttura dell’edificio, numero di livelli interessati, presenza a meno di vespaio
eccetera
Permeabilità del terreno
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Azioni di rimedio
METODI DI RIMOZIONE
VENTILAZIONE
Regolazione della ventilazione per aumento dei ricambi d’aria o bilanciamento del rapporto pressione
interna/esterna. Indicata in caso di livelli non elevati, usata anche in combinazione con altre tecniche.
Riduzione di circa 50%.
ASPIRAZIONE/DEPRESSURIZZAZIONE
Creazione di una via preferenziale di uscita del radon dall’edificio tramite uno o più punti di
aspirazione interni e/o esterni (dal pavimento, dal terreno, depressurizzazione del vespaio) con
emissione all’esterno dell’edificio. Riduzione fino a 80-90%.
Necessaria una valutazione preliminare della permeabilità del terreno
INSUFFLAZIONE/PRESSURIZZAZIONE
Creazione di una “barriera” all’ingresso del radon. Riduzione fino a 80-90%.
Da valutare problemi legati a formazione di condensa.
ISOLAMENTO/MEMBRANE
Si consiglia sempre di sigillare le vie di ingresso del radon, specialmente quando si trovano i cosiddetti
“hot spot”. L’utilizzo di membrane è consigliabile in sinergia con altre tecniche, ed è da valutare con
attenzione.
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Azioni di rimedio
Tecniche più utilizzate (nella nostra esperienza)
ü
ü
ü
ü
ü
Pozzetto aspirazione (circa 50%)
Aspirazione da vespaio
Insufflazione vespaio
Regolazione ventilazione
Tecniche combinate
La tecnica impiegata viene combinata quando possibile con la sigillatura
delle vie di ingresso del radon
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Azioni di rimedio
Procedura di intervento
1. DIAGNOSTICA
•
Misura in tempo reale delle concentrazioni (uno o più strumenti a seconda delle superfici
interessate) per valutare situazione / avere punto di riferimento
•
Ricerca vie di ingresso del radon tramite sniffing in canalizzazioni, pozzetti, scarichi e/o tramite
fori nel pavimento e/o nei muri
•
Misure di differenziale di pressione locale/locale e/o interno/esterno
•
Eventuali misure complementari: misura nel terreno, misura in acqua
•
Misure di qualche giorno per studio delle variazioni temporali e di correlazione con le variabili
atmosferiche e/o microclimatiche con utilizzo di strumenti attivi e passivi (almeno 3gg.)
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Azioni di rimedio
Procedura di intervento
2. SCELTA DELLA TECNICA
Sulla base dei risultati della diagnostica si sceglie la tecnica da utilizzare per la bonifica e si procede alla
progettazione. La scelta dipende, oltre che dai risultati della fase diagnostica, dalla tipologia dell’edificio.
Le diverse tecniche possono essere combinate tra loro
3. TEST IMPIANTO PROVVISORIO
Una volta scelta la tecnica di intervento si realizza un di impianto/sistema di bonifica provvisorio e si procede
a testarne l’efficacia tramite misura con strumenti attivi e/o passivi per almeno 1 settimana
4. FASE CONCLUSIVA
In caso di esito positivo del test al punto 3), installazione impianto definitivo e test su periodo medio-lungo
(1-3 mesi). In caso di esito negativo (riduzione non sufficiente) revisione del progetto con ottimizzazione
della tecnica impiegata o sua integrazione.
Il successo della rimozione dipende in massima parte dall’accuratezza della fase diagnostica
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DIAGNOSTICA – ESEMPI (1/4) Ricerca vie ingresso del radon (SNIFFING)
Abitazione – Termoli (CB)
Scuola – Lissone (MB)
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DIAGNOSTICA – ESEMPI (2/4) Misura nel terreno
Cantiere, valutazione rischio radon
Abitazione, diagnostica in azione di rimedio
Misura 3 minuti - valore corretto per equilibrio
con progenie: circa 50.000 Bq/m3
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DIAGNOSTICA – ESEMPI (3/4) Misura in continuo e studio di correlazione
Scuola Materna - Monza
Misura in continuo in diversi punti.
Forte correlazione con la variazione della pressione atmosferica.
L’aumento di concentrazione radon avviene in corrispondenza del calo della pressione.
Presenza di vespaio in comunicazione con gli ambienti tramite grate.
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DIAGNOSTICA – ESEMPI (4/4) Misura in continuo e studio di correlazione
Scuola Bergamo
AULA MAGNA CATT
AULA F CRM510
AULA MAGNA SCALA
AULA C MAPPER
2500
Misura in continuo in quattro aule.
Indagini precedenti avevano di circa
2400 Bq/m3 nel periodo invernale
(novembre 2011–marzo 2012)
nell’aula C.
2000
1500
1000
500
18/6/13 11.46
18/6/13 18.46
19/6/13 1.46
19/6/13 8.46
19/6/13 15.46
19/6/13 22.46
20/6/13 5.46
20/6/13 12.46
20/6/13 19.46
21/6/13 2.46
21/6/13 9.46
21/6/13 16.46
21/6/13 23.46
22/6/13 6.46
22/6/13 13.46
22/6/13 20.46
23/6/13 3.46
23/6/13 10.46
23/6/13 17.46
24/6/13 0.46
24/6/13 7.46
24/6/13 14.46
24/6/13 21.46
25/6/13 4.46
0
Riferimento
Planimetria
A2
Aula Magna Scala
A1
Aula Magna cattedra
C
Aula Lab. Ling.
F
Aula
Locale
Conc. Radon
media [Bq/m3]
434
396
617
130
Conc. Radon
max [Bq/m3]
1197
1021
2116
445
Strumento
impiegato
Multisonda
Multisonda
Radon Mapper
CRM 510
L’aumento di concentrazione radon
avviene in un periodo di calo delle
temperature esterne; si crea un
differenziale di pressione tra esterno
e interno dell’edificio che favorisce
l’ingresso del radon.
Non rilevate correlazioni con
variazioni di pressione atmosferica.
Seminario: RISCHIO RADON - Bergamo, 27 ottobre 2015
GRAZIE PER L’ ATTENZIONE
Antonio Parravicini
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