Montanistika

Radónové riziko v baniach

Úvod

Radón sa zo všetkých prírodných a umelých zdrojov žiarenia podieľa na ožiarení obyvateľstva približne 47 % (obr. 1). Keďže sa vyskytuje v horninovom prostredí na celej Zemi a pomerne ľahko sa šíri do okolitého priestoru vzduchom a vodou, prichádza s ním do kontaktu každý človek. Okrem toho má vlastnosť, že sa hromadí v ľudskom tele a zvnútra ožaruje ľudské orgány. Týmto sa dá povedať, že predstavuje najvýznamnejší prírodný zdroj radiačného ožiarenia človeka. Koncentrácia radónu ako plynu je v životnom prostredí človeka plošne približne rovnaká, avšak sú zdroje alebo priestory, v ktorých sa vyskytuje vo vysokých až extrémne vysokých koncentráciách. V poslednej dobe sa začína poukazovať na vysoké koncentrácie radónu vo vzťahu k výskytu rakoviny z ožiarenia u obyvateľstva. Jedným z rizikových prostredí s vysokými koncentráciami radónu a so zaznamenanými indikáciami vysokého podielu choroby z ožiarenia bola v minulosti práca v hlbinných rudných alebo uránových baniach.

Obr. 1: Podiel jednotlivých zdrojov žiarenia.

Radón a jeho produkty premeny

Radón (Rn) je prírodný rádioaktívny plyn bez farby, chuti a zápachu, ktorý sa prirodzene vyskytuje v životnom prostredí. Je produktom rádioaktívneho rozpadu uránu a v rozpadovom rade vzniká z nestabilného izotopu rádia. Radón je jediný plyn, ktorý vzniká pri rozpade uránu. Spomedzi inertných plynov má najväčšiu atómovú hmotnosť, najvyšší bod topenia, varu, kritickú teplotu, ako aj kritický tlak. Radón preniká do iných materiálov ako je voda, vzduch, a preto ho môžeme nájsť vo všetkých zložkách životného prostredia (horninové prostredie, podzemná a povrchová voda, atmosféra). Radón sa ľahko šíri a preniká na väčšie vzdialenosti. Radón sa v prostredí šíri buď difúziou (pohybom molekúl v smere gradientu koncentrácie), ktorá je ovplyvnená hlavne pórovitosťou hornín a vlhkosťou alebo konvekciou (pri zmene fyzikálnych podmienok prostredia, najmä teploty a tlaku). Radón preniká pórovitým alebo puklinovým prostredím a hromadí sa tiež v interiéroch budov (najmä v suterénoch), ako aj v prirodzených a umelých podzemných priestoroch (jaskyne, bane, tunely, bunkre a pod.).

Radón je nestály a postupne zaniká ďalším rádioaktívnym rozpadom – nemá žiadny stabilný izotop. V súčasnosti je známych asi 20 nestabilných izotopov, pričom v prírode existujú 3 izotopy radónu: najbežnejší 222Rn (pod pojmom radón sa myslí práve tento izotop), 219Rn (aktinón) a 220 Rn (torón). Prevažná väčšina izotopov radónu funguje ako alfa-žiariče s pomerne krátkym polčasom rozpadu:222Rn má polčas rozpadu 3,82 dňa, 220Rn 55,3 s a 219Rn 3,92 s.

Tab. 1-3: Rozpadové rady prírodných rádionuklidov: 1. uránovo-rádiový, 2. uránovo-aktíniový, 3. tóriový (Gürtler, 2007).

Biologický účinok radónu

Radón ako inertný plyn nie je škodlivý, avšak produkty jeho ďalšieho rádioaktívneho rozpadu sú radiačné a uvoľňujú najnebezpečnejší typ žiarenia – alfa žiarenie. Alfa žiarenie, v porovnaní s účinkami žiarenia beta a gama, má najvýraznejší biologický účinok. Radón do organizmu vniká prevažne dýchacími cestami, čiastočne aj tráviacim ústrojenstvom, kožou a sliznicou. Najvýznamnejšie vstrebávanie Rn sa prejavuje pri inhalácii. Po vdýchnutí sa opäť vydychuje a len celkom nepatrné množstvo sa ho v danom okamihu rozpúšťa v krvi, alebo rozpadá. Rozpadové produkty sú v porovnaní s radónom výraznejšie rádioaktívne zdroje a žiarenia. Ožarujú nielen tkanivá dýchacích ciest, pľúc, ale aj ďalšie časti organizmu, v ktorých sa ukladajú. Rozpadové produkty sa rozdeľujú podľa polčasu rozpadu na krátkodobé (minúty, hodiny, dni) - a dlhodobé (roky). Krátkodobé rozpadové produkty majú kladný elektrický náboj a sú zachytávané v prostredí aerosólom (vlhkosť, prach a pod.), vdychujeme ich. Dlhodobé rozpadové produkty sa nerozptyľujú v prostredí, nevdychujeme ich, ale zostávajú priľnuté na povrchu materiálu obsahujúceho radón. Produktmi rozpadu radónu sú najmä izotopy polónia a bizmutu. Veľmi nebezpečné je polónium ²¹⁰Po, ktoré ako alfa žiarič s polčasom 139 dní je 10-krát nebezpečnejší ako beta žiarenie ostatných členov rozpadového radu. Akumulované izotopy premeny radónu sú kovovej povahy (polónium, bizmut) a sú akumulované v ľudskom tele (hlavne pľúcach). Tieto izotopy emanáciou alfa žiarenia ožarujú ľudské tkanivo, čo sa môže prejaviť na bunkovej úrovni vznikom rakoviny. Na obr. 2 je uvedená energia alfa žiarenia, ktorá sa emituje počas rozpadu ²²²Rn a ktorou sú ožarované ľudské orgány po vdýchnutí a počas celého procesu rozpadu v ľudskom tele.

Obr. 2: Rozpad 222Rn a energia alfa žiarenia emitujúca sa pri rozpade (Moravcsik, 2010).

Zdroje a výskyt radónu

1. Horninové podložie. Obsahuje stopové množstvá uránu a rádia v rôznych koncentráciách, z ktorých rádioaktívnym rozpadom vzniká radón. Tento plyn sa potom dostáva až ku zemskému povrchu. Koncentrácia radónu z podložia pri povrchu závisí hlavne od priepustnosti horninového podložia. Tento proces nie je možné ovplyvniť, avšak obsah radónu čiastočne vykazuje závislosť na meteorologických podmienkach. Koncentrácia radónu je počas roka je vyššia v zime (menšia intenzita vetrania, vysoký rozdiel teploty v dome oproti podložiu a tým vzniká podtlak, ktorý nasáva radón z podložia do budovy). Počas dňa je pozorovaný vyšší obsah radónu v ranných hodinách oproti ostatným častiam dňa (najväčší teplotný rozdiel medzi pôdou a priestormi v dome). Radón z horninového prostredia má rozhodujúci podiel na koncentrácii tohto plynu v interiéroch budov.
2. Pôdny vzduch. Pôdny horizont sa vyznačuje vysokými obsahmi vzduchu a plynov. Preto sú v tejto vrstve zvýšené aj obsahy radónu, ktorý sa do pôdy dostáva prenikaním z horninového podložia.
3. Podzemné a povrchové vody. Rádioaktívne prvky prechádzajú aj do podzemných vôd. Najintenzívnejšie sú podzemné vody obohatené rádioaktívnymi látkami v miestach ťažby uránových rúd. Rádioaktívne prvky sú tiež transportované povrchovými tokmi a to buď z prírodných zdrojov uránových rúd alebo z miest ich ťažby.
4. Stavebné materiály. Predstavujú zdroj radónu v interiéri budov. Stavebné materiály obasahujú v stopových množstvách rádioaktívne látky, ktorých premenou vzniká tiež radón. Tento preniká do okolitého prostredia a spolu s radónom z podložia prispieva k hromadeniu radónu v interiéri budov. Vetranie interiérových priestorov je významným faktorom vplyvu radónu na ľudské zdravie. Odporúča sa preto, aby došlo k zníženiu koncentrácie radónu v interiéri časté (pravidelné) a hlavne intenzívne vetranie, a to najmä suterénnych priestorov budov, ako aj samotného interiéru, kde je radón koncentrovaný. Táto požiadavka je však v rozpore s energetickou bilanciou stavieb a to únikom tepelnej energie z interiéru. Avšak platí, že čím je interiér lepšie tepelne zaizolovaný, tým dochádza k výraznejšiemu nárastu koncentrácie radónu. Príkladom je podobný efekt, ako pri porovnaní koncentrácie v baniach, kde pri nevetraných priestoroch je extrémne vysoká koncentrácia a pri ventilácii vzduchu sa podstatne výrazným spôsobom znižuje.
5. Tektonické zlomy. Tieto sú najvýznamnejšími prívodnými kanálmi radónu z hlbších častí zemskej kôry až do pripovrchových častí. Preto v miestach priebehu hlbších zlomov sú pri povrchu namerané výrazne zvýšené obsahy radónu. Týmto predstavujú, okrem ložísk uránových rúd, miesta s anomálnym obsahom radónu v pôdnom vzduchu.
6. Ložiská uránových rúd. V týchto ložiskách dochádza k rozpadu rádioaktívnych látok, ktoré preto spôsobujú vysoké koncentrácie dcérskych produktov rozpadu v okolí. Sú najvýznamnejšie zdroje radónu v pripovrchových a povrchových častiach životného prostredia. V prípade ťažby, podzemné dobývky obsahujú extrémne vysoké koncentrácie plynu, ktorý sa dostáva tiež vo vysokých koncentráciách na povrch.
7. Banské diela. Štolne a šachty predstavujú preddisponované kanály pre prienik radónu z horninového prostredia a častokrát aj z rudných ložísk, kde je zvýšený obsah rádioaktívnych prvkov. Ventilácia účinným spôsobom znižuje koncentráciu radónu. Bez ventilácie sa v baniach veľmi výrazne zvyšuje zdravotné riziko pracovníkov v podzemí. Zdrojom radónu sú aj zvýšené obsahy uránu na haldách, kde stále prebieha rádioaktívny rozpad prvkov.

Koncentrácia radónu

Koncentrácia radónu v životnom prostredí človeka závisí od prírodných a umelých podmienok. Z prírodných podmienok koncentráciu radónu ovplyvňuje:

1. hlavne to, či sa jedná o plošný výskyt alebo o zdroj emanácie radónu (napr. ložisko uránových rúd, tektonický zlom),
2. fyzikálne vlastnosti prostredia (pórovitosť horninového prostredia),
3. fyzikálne podmienky prostredia (tlak, teplota).

Z umelých podmienok koncentráciu radónu ovplyvňuje:

1. typ pobytových konštrukcií (rodinné domy, výškové budovy, suterénne priestory),
2. charakter stavebných konštrukcií (izolácia základových častí konštrukcie, trhliny a praskliny hlavne v základových konštrukciách, priestorová dispozícia a veľkosť miestností, možnosť a spôsob vetrania),
3. charakter stavebných materiálov – obsah Rn v stavebných materiáloch (materiály alebo prímesi s vyšším obsahom Rn).
4. spôsob a množstvo používania vody, z ktorej sa uvoľňuje radón v pobytových priestoroch (sprchovanie, varenie, pranie)
5. subjektívne správanie sa a návyky (najmä spôsob a intenzita vetrania pobytových priestorov)

Radón a produkty jeho premeny nie sú detekované priamo. Meranie je založené na detekcii ionizujúceho žiarenia, vznikajúceho pri rádioaktívnych rozpadoch.

Koncentráciu rádioaktívnych látok možno vyjadriť hodnotou ich aktivity:

• Aktivita rádioaktívnej látky (A); A = dN/dt; aktivita určitého množstva rádionuklidu v určitom energetickom stave v danom čase je podiel stredného počtu samovoľných rádioaktívnych premien z daného energetického stavu v určitom množstve rádionuklidu za časový interval dt a dĺžky tohto časového intervalu, kde dN je očakávaný počet spontánnych jadrových premien daného energetického stavu za časový interval dt.
• Jednotkou aktivity rádioaktívnej látky je 1 Becquerel (Bq). Jeden Becquerel sa rovná jednej rádioaktívnej premene za jednu sekundu. Odvodenými jednotkami je objemová aktivita radónu (OAR) v jednotkách Bg/m³, hmotnostná aktivita (Bq/kg), plošná aktivita (Bq/m²) alebo iné. Koncentrácia radónu z prírodných zdrojov a v interiéroch budov sa uvádza vo forme objemovej aktivity (Bq/m3), koncentrácia radónu v stavebných materiáloch sa uvádza vo forme hmotnostnej aktivity (Bq/kg).
• Ekvivalentná objemová aktivita radónu (EOAR) je veličina odvodená (vypočítaná) z výsledkov merania aktivít jednotlivých dcérskych produktov radónu. Platí medzi nimi nasledový vzťah: EOAR = OAR x F, kde F = 0,4 pre pobytové miestnosti

Príkon absorbovanej dávky slúži pre stanovenie príkonu priestorového dávkového ekvivalentu gama žiarenia v nSv/h. Jedná sa o operačnú veličinu charakterizujúcu súčasne prírodné i umelé rádionuklidy bez možnosti kvalitatívnej identifikácie jednotlivých rádionuklidov.

Absorbovaná dávka (radiačná dávka) je definovaná ako podiel množstva energie ionizujúceho žiarenia pohltenej v anorganickej látke a hmotnosti tejto látky. Jednotkou absorbovanej dávky je gray (Gy), 1 Gy = 1 J.kg^-1. Staršou jednotkou absorbovanej dávky je rad (radiation absorbed dose). Platí 100 rad = 1 Gy.

<p">Ekvivalentná dávka (dávkový ekvivalent) je daná súčinom absorbovanej dávky a akostného faktoru charakterizujúceho biologický účinok daného druhu rádioaktívneho žiarenia na organickú látku. Jednotkou ekvivalentnej dávky je sievert (Sv), 1 Sv = 1 J.kg^-1.

Efektívna dávka je definovaná ako súčet všetkých ekvivalentných dávok vo všetkých orgánoch alebo tkanivách vynásobených príslušným váhovým faktorom. Váhový faktor vyjadruje vzťah medzi pravdepodobnosťou náhodných účinkov žiarenia a ekvivalentnou dávkou. Jednotkou je 1 Sv = 1 J.kg^-1.

WLM (working level month) je expozícia v mSv

Koncentrácia radónu z prírodných zdrojov závisí na lokalite a uvedených prírodných faktoroch. Celosvetový priemer hmotnostnej aktivity radónu vo vzduchu (v prízemnej vrstve) sa pohybuje na úrovni 4 Bq/m³. Koncentrácia radónu v pôdnom vzduchu, z ktorého sa radón dostáva do pobytových priestorov môže byť až okolo 200.000 Bq/m³ (ale aj viac, napr. v r. 2007 boli priemerné namerané hodnoty v pôdnom vzduchu na lokalite Hnilec viac ako 500.000 Bq/m³, maximálna nameraná hodnota 1.861 kBq.m^-3). V interiéri sa koncentrácia radónu môže pohybovať na úrovni od 10 do 2.000 Bq/m³. V suterénnych alebo podzemných priestoroch môže koncentrácia dosahovať objemovú aktivitu až 200 – 20.000 Bq/m³. Samotná úroveň objemovej aktivity radónu v interiéri závisí od prírodných a umelých zdrojov, prírodných a stavebno-technických podmienok šírenia a hromadenia radónu.

Obr. 3: Podiel prísunu radónu do pobytového priestoru z jednotlivých zdrojov.

Povolené limity expozície radónom

Vyhláška MZ SR č. 528/2007, ktorou sa ustanovujú podrobnosti o požiadavkách na obmedzenie ožiarenia z prírodného žiarenia

§ 5 Obmedzovanie ožiarenia radónom pri výstavbe stavieb s pobytovými priestormi

(1) Smernou hodnotou na vykonanie opatrení proti prenikaniu radónu z podložia stavby pri výstavbe stavieb s pobytovými priestormi je objemová aktivita radónu v pôdnom vzduchu na úrovni základovej ryhy
a) 10 kBq.m^-3 v dobre priepustných základových pôdach,
b) 20 kBq.m^-3 v stredne priepustných základových pôdach,
c) 30 kBq.m^-3 v slabo priepustných základových pôdach.
Ak je stanovená objemová aktivita radónu v pôdnom vzduchu nižšia ako uvedené hodnoty, radónové riziko sa považuje za nízke.

(3) Smernou hodnotou na vykonanie opatrení na obmedzenie ožiarenia v existujúcich stavbách s pobytovými priestormi je objemová aktivita radónu 400 Bq.m^-3 v priemere za rok.

(4) Opatrenia na obmedzenie ožiarenia z radónu sa pri projektovaní nových stavieb s pobytovými priestormi a projektovaní rekonštrukcií stavieb s pobytovými priestormi navrhujú tak, aby nebola prekročená hodnota objemovej aktivity radónu 200

Bq.m^-3 v priemere za rok.

(7) V existujúcich stavbách s pobytovými priestormi najvyššie prípustné hodnoty sú 4 000 Bq.m^-3 v priemere za rok pre objemovú aktivitu radónu.

Vyhláška MZ SR č. 12/2001 o požiadavkách na zabezpečenie radiačnej ochrany

§ 12 Obmedzovanie ožiarenia prírodnými rádionuklidmi v stavebných výrobkoch

(3) Odvodená zásahová úroveň na vykonanie opatrení na zníženie obsahu prírodných rádionuklidov v stavebných výrobkoch je hmotnostná aktivita ²²⁶Ra v stavebnom výrobku 120 Bq.kg^-1.

(4) Najvyššia prípustná hodnota ekvivalentnej aktivity rádia je
a) 370 Bq.kg^-1 v stavebných výrobkoch určených na výstavbu bytových budov
b) 3700 Bq.kg^-1 v stavebných výrobkoch určených na výstavbu nebytových budov určených na pobyt osôb dlhší ako 1000 hodín počas kalendárneho roku.

§ 15 Obmedzovanie ožiarenia na pracovisku s výskytom radónu v ovzduší

(1) Odvodená zásahová úroveň na vykonanie opatrení na obmedzenie ožiarenia zamestnancov na pracovisku s výskytom radónu v ovzduší je objemová aktivita radónu na pracovisku 1000 Bq.m^-3 v priemere za rok.

(2) Na pracovisku preukázateľne využívanom len občas alebo s určitým režimom sa odvodená zásahová úroveň podľa odseku 1 vzťahuje na priemernú hodnotu objemovej aktivity radónu počas pobytu osôb.

Radónové riziko

Vo voľnom priestore sa radón rozptyľuje a je prakticky neškodný. Podobne neškodný je aj rozptýlený vo vode, dokonca sa využívajú liečivé účinky radónovej vody na kožné choroby, ktorá má výrazný protizápalový a analgetický efekt, zlepšuje hybnosť kĺbov a priaznivo pôsobí na zvyšovanie autoimunity organizmu, hodnoty krvného tlaku a prekrvenie organizmu.

V prípade šírenia radónu vzduchom, prenikania do interiérov budov a hromadeniu sa v interiéroch a podzemných priestoroch, jeho dlhodobá inhalácia vo vysokých dávkach je škodlivá a ožiarenie dcérskymi produktami rádioaktívneho rozpadu môže viesť až ku vzniku rakoviny dýchacieho ústrojenstva.

Stupeň radónového rizika v prípade jeho prenikania do interiérov pobytových priestorov je závislý:

• najmä od jeho koncentrácie (objemovej aktivity) v základovej pôde
• štruktúrno-mechanických vlastností základových pôd (najmä pórovitosť zemín, rozpukanosť hornín
• fyzikálnych podmienok prostredia (tlak, teplota)

Radón, ktorý preniká horninovým prostredím môže byť v stavebných objektoch hromadený, nasávaný alebo naopak zaizolovaním základov protiradónovou ochranou môže byť jeho prieniku zamedzené.

Na nepriaznivý stav hromadenia radónu alebo naopak obmedzeniu jeho koncentrovania sa v interiéroch pobytových priestorov vplýva najmä:

• netesnosti (trhliny a pukliny) najmä v základových konštrukciách, príp. obvodových stien. V tomto prípade je radón z dôvodu rozdielu tlaku medzi základovou pôdou a vnútorným priestorom budov do objektu nasávaný.
• Fyzikálne podmienky v interiéri budov. Zvýšená teplota vo vnútri objektu podporuje transport radónu z podložia do vnútorných priestorov budovy
• Typ stavebnej konštrukcie. Radón sa vo väčšom množstve hromadí v rodinných domoch na rozdiel od výškových budov
• Dispozičné riešenie a veľkosť miestností v dome. Konštrukcie ako schodiská a pod. umožňujú jeho ľahšie šírenie do ostatných miestností v dome
• Spôsob vetrania, ktorý veľmi výrazne ovplyvňuje jeho koncentráciu v čase. Najnepriaznivejšie sú nevetrané, resp. zriedkavo vetrané miestnosti. Intenzívne a pravidelné vetranie najpodstatnejšou mierou znižuje koncentráciu radónu v interiéroch a tým výraznou mierou znižuje aj zdravotné riziko z dlhodobého ožarovania nahromadenými vyššími dávkami radónu
• Charakter zhotovenej protiradónovej zábany, ktorý môže mať rôzny spôsob podľa potreby dosiahnutia žiadaného efektu (protiradónové fólie, systém núteného vetrania alebo filtrácie vzduchu, drenážne odsávanie radónu zo základových konštrukcií a pod.)

Na zvýšenie hodnoty úrovne radónu v pobytových priestoroch vplývajú aj subjektívne faktory správania sa obyvateľov, a to:

• najmä spôsob a intenzita vetrania. Na znižovanie koncentrácie radónu podstatným spôsobom vplýva hlavne časté a intenzívne vetranie miestností
• využívanie suterénnych priestorov (obývateľné, pracovné)

Koncentrácia radónu sa mení aj v závislosti na čase (vyššie hodnoty sú ráno a tiež zvýšená aktivita je zaznamenávaná v zimných mesiacoch).

Zdrojom prísunu radónu v interiéri budov sú okrem pôdneho vzduchu aj:

• stavebné materiály (s vyšším obsahom rádioaktívnych prvkov, napr. škvára, elektrárenský popolček a pod.
• voda, ktorá obsahuje radón a uvoľňuje sa z nej napr. pri sprchovaní, praní alebo varení

V predchádzajúcej kapitole sú uvedené limity objemovej aktivity radónu v meranej v základovej škáre na vykonanie opatrení pre zabránenie prieniku plynu z podložia cez základovú konštrukciu do využívaných miestností. Tiež je stanovený limit objemovej aktivity radónu v budove na vykonanie opatrení v existujúcich stavbách alebo prípustná hodnota objemovej aktivity v novostavbách. Rovnako je stanovený limit objemovej aktivity radónu a rádia v stavebných výrobkoch.

Hodnotenie území z hľadiska koncentrácie radónu v pôdnom vzduchu vychádza z jeho nameranej objemovej aktivity a charakteru priepustnosti podložia. Úrovne tohto hodnotenia sú uvedené v tab. 4.

Tab. 4: Kritériá rozdelenia území podľa miery radónového rizika.

Úroveň celkovej prírodnej rádioaktivity na Slovensku presahuje globálny celosvetový priemer. Rovnako aj prírodné ožiarenieobyvateľstva z radónu je na Slovensku v priemere mierne vyššie ako je celosvetový priemer. Odhad priemernej efektívnejdávky je približne 2,4 mSv, z toho z inhalácie dcérskych produktov radónu z prírodných zdrojov 1,8 mSv.

Napríklad pri sledovaní objemovej aktivity radónu v bytoch v roku 2007 sa vypočítali priemerné hodnoty pre jednotlivé kraje na Slovensku uvedené tab. 5 a namerané najvyššie priemerné hodnoty v tab. 6.

Tab. 5: Priemerné hodnoty OAR s odhadom priemernej celoročnej efektívnej dávky E na obyvateľa z expozície radónom v pobytových priestoroch v jednotlivých krajoch v roku 2007 (Prokša, 2007).

Tab. 6: Okresy s najvyššími priem. hodnotami OAR - s odhadom priemernej celoročnej efektívnej dávky na obyvateľa z expozície radónom a jeho dcérskymi produktmi v pobytovom priestore v roku 2007 (Prokša, 2007).

Prognóza stredného radónového rizika podľa kritérií v tabuľke 4 je na približne polovičnej rozlohe územia SR. Prognóza výskytu vysokého radónového rizika na území SR je na približne 3 až 4 %. Zvýšená úroveň radónového rizika na území SR je hlavne v oblastiach budovaných jadrovými pohoriami, akumuláciami uránových rúd v Spišsko-gemerskom rudohorí, ale aj v oblastiach neogénnych nížin, kde emanácie radónu pochádzajú z podložia, odkiaľ vystupujú k povrchu pozdĺž tektonických zlomov.

Napríklad z priamych meraní objemovej aktivity radónu, pri ktorých referenčné plochy boli rozmiestnené na celom území Bratislavy a širšieho okolia (časti okresov Malacky, Pezinok, Senec) sa zistilo, že nízke radónové riziko možno očakávať na 56,8 % plochy, stredné radónové riziko na 37,5 % územia a až 5,7 % územia v kategórii vysokého radónového rizika, čo predstavuje takmer dvojnásobok celoslovenského priemeru (Hricko at al., 1993). Ku geologickým jednotkám, ktoré predstavujú zvýšené radónové riziko patria hlavne:

• proluviálne sedimenty (až 97 % referenčných plôch bolo v strednom a vysokom stupni radónového rizika)
• deluviálne sedimenty kvartéru (až 60 % referenčných plôch bolo v strednom a vysokom stupni)
• horninové komplexy zlepencov a brekcií neogénu, kde boli namerané najvyššie radónové riziko (Hricko at al.)

Všetky tieto uvedené geologické jednotky alebo horninové komplexy vystupujú v oblastiach, ktoré sú porušené mladými zlomami, ktoré vymedzujú hrasťové pohorie Malých Karpát alebo väčšie lokálne tektonické depresie v pohorí.

Vyvreté granodiority s hojným výskytom pegmatitov sú hodnotené v strednom stupni rizika, avšak s výskytom lokálnych anomálií v koncentráciách. Táto skutočnosť korešponduje s meraniami prírodných rádionuklidov K a eTh, ktoré boli iba na úrovni klarkových hodnôt (Hricko at al., 1993).

V tejto meranej oblasti (Bratislava a širšie okolie) sa nepreukázal pôvod zvýšených koncentrácií radónu na vyvrelé granitoidné horniny, ktoré tvoria podstatnú časť horninového prostredia tejto oblasti a vzhľadom k svojmu petrografickému zloženiu by mohli vykazovať vyššie stopové koncentrácie rádioaktívnych prvkov (U, K, Th). V tomto prípade hlavným faktorom, ktorý spôsobuje zvýšené radónové riziko v tejto oblasti je tektonická porušenosť zlomami s preukázanou aktivitou aj v kvartéri alebo v súčasnosti, ktoré predstavujú subvertikálne prívodné kanály radónu z veľkých hĺbok zemskej kôry. Horninové komplexy s najvyšším podielom zvýšeného radónového rizika alebo nameraných absolútne najvyšších hodnôt vystupujú ako pokryvné útvary nad týmito zlomami.

Radónové riziko v baniach

Prvé pozorované účinky radónu na ľudské zdravie sú v zmienkach o tzv. baníckej alebo jáchymovskej chorobe, ktorou trpeli baníci v jáchymovských strieborných baniach. Strieborné žily boli sprevádzané uránovou mineralizáciou a pri ťažbe žíl s vyšším podielom uránových minerálov klesali obsahy striebra. Je zrejmé, že v prostredí uránovej mineralizácie a pri vtedajších nedostatočných ventilačných podmienkach boli baníci vystavený vysokej expozícii. Diagnóza choroby – rakovina pľúc a dýchacích ciest – bola stanovená až v minulom storočí. (Broncová, Prokopec, 2010).

Radón začal byť spájaný s nadmerným výskytom rakoviny pľúc až začiatkom 20. storočia. V roku 1879 Härting a Hesse diagnostikovali z pitevných správ výrazný nárast pľúcnej rakoviny, ktorá sa stala bežnou chorobou baníkov („Schneeberger Bergkrankheit“) podobne ako tuberkulóza. Ludewig a Lorenzer za 45 rokov po tomto objave upozornili, že incidencia rakoviny môže byť spôsobená vysokými koncentráciami radónu v baniach. Trvalo ďalších 30 rokov, kým sa za hlavnú príčinu namiesto radónu označili jeho premenové produkty (Vičanová, 2003).

Merania radónu v baniach sa začali vykonávať začiatkom päťdesiatych rokov 20. stor. hlavne v súvislosti s rapídnym rozvojom ťažby uránu. Dôvodom bol pozorovaný zvýšený výskyt a úmrtia na rakovinu pľúc u baníkov, pričom tento sa začal dávať do súvisu so zvýšenou radiačnou záťažou baníkov a výskytom radónu v baniach. Takisto sa začali vykonávať opatrenia na ochranu pracovníkov (lepšie vetranie baní) ako aj sledovanie radiačnej záťaže (dozimetre). Zavedením týchto opatrení sa zaznamenal pokles radiačnej záťaže baníkov (Vičanová, 2003).

Napríklad, kým v r.1981 pracovníci rudných baní vo Veľkej Británii obdržali celoročnú dávku 26 mSv (u niektorých pracovníkov táto hodnota prekračovala 50 mSv) o desať rokov neskôr expozícia pracovníkov bola podstatne nižšia. Priemerná celoročná dávka u baníkov z 30 rudných a z 220 uhoľných baní bola 1,3 mSv. Najnižšie hodnoty boli zaznamenané u pracovníkov v rudných baniach – 14 mSv a najnižšie v uhoľných baniach 0,95 až 5 mSv (Vičanová, 2003).

Radiačná záťaž bola sledovaná v roku 1994 v Austrálii u 80 % baníkov, pričom priemerná celoročná efektívna dávka sa odhadla v rozsahu 1,0 až 1,4 mSv (0,4 mSv pracovníci v niklových baniach, 4,2 mSv pracovníci v uhoľných baniach. Expozície rumunských baníkov v neuránových baniach v rokoch 1970 – 1993 boli namerané v rozmedzí od 0,77 mSv – soľné bane do 60,21 mSv – barytové bane. V Slovinsku sa sledoval výskyt radónu v bani na ťažbu ortuti, v olovenej bani a v 6-ich uhoľných baniach. Najvyššie koncentrácie radónu 77.000 Bq.m^-3 sa namerali v ortuťovej bani, v olovenej bani okolo 1.000 Bq.m^-3 a najnižšie priemerné OAR boli zaznamenané v uhoľných baniach s maximálne nameranou hodnotou 655 Bq.m^-3. Veľmi vysoké maximálne celoročné efektívne dávky radiačnej záťaže boli namerané v troch fosfátových baniach vo východnej púšti v Egypte. 1. baňa 121 mSv, 2. baňa 116 mSv a 3. baňa 65 mSv. Bolo to dôsledkom zlého ventilačného systému a slabej ochrany pracovníkov (Vičanová, 2003).

V jaskyniach, z dôvodu nemožnosti vetrania priestorov kvôli ochrane krasových priestorov boli tiež zaznamenané vysoké koncentrácie radónu a radiačnej záťaže pracovníkov. V týchto priestoroch nie je možné zaviesť ventilačný systém na odvetrávanie, radiačná záťaž hlavne pracovníkov sa dá regulovať jedine dobou pobytu v jaskyni. V krasovej jaskyni Postojna v Slovinsku boli namerané sezónne variácie obsahu radónu, kedy minimálne hodnoty OAR niekoľko stoviek Bq.m^-3 boli namerané v zimných mesiacoch a maximálne hodnoty niekoľko tisíc Bq.m^-3 boli zaznamenané v letných mesiacoch. Turisti počas 80 minútovej návštevy môžu obdržať efektívnu dávku v rozsahu od 60 µSv do 185 µSv. V jaskyni sa nachádzajú miesta, neprístupné verejnosti, kde pracovník môže byť exponovaný príkonom E až 15 mSv.h-1.Priemerné celoročné E, ktoré zamestnanci tejto jaskyne dostávajú sú okolo 45 mSv. V jaskyni Vilenica, boli tiež potvrdené sezónne variácie radónu a priemerná celoročná hodnota OAR bola 980 Bq.m^-3. Návštevníci sú exponovaní príkonom efektívnej dávky od 10 µSv.h^-1 do 40 µSv.h^-1 (Vičanová, 2003).

Vo Veľkej Británii boli vykonané merania objemových aktivít radónu v jaskyniach (v turistických aj neturistických) a v starých opustených baniach. Priemerná hodnota OAR z 9 turistických jaskýň bola 7.260 Bq.m^-3 a maximálna nameraná hodnota 30.000 Bq.m^-3. Priemerná zistená hodnota OAR v 8 neturistických jaskyniach bola 10.000 Bq.m^-3 a maximálna až 310.000 Bq.m^-3. V piatich opustených baniach bola priemerná hodnota OAR 12.000 Bq.m^-3 a maximálna koncentrácia radónu 80.000 Bq.m^-3 (Vičanová, 2003).

V niekoľkých krasových jaskyniach v Maďarsku, ktoré sa využívajú na speleoterapiu zisťovali radiačnú záťaž pacientov a zdravotníckeho personálu. Výsledky ukázali, že 5 až 10 % pacientov obdrží efektívnu dávku vyššiu ako 5 mSv a celoročná efektívna dávka u speleoterapeutov sa pohybuje v rozsahu od 15 do 40 mSv. Ďalšie krasové jaskyne v ktorých sa sledoval výskyt radónu sú na území Moravského krasu v ČR. Priemerná nameraná hodnota bola 1.235 Bq.m^-3 s maximálne zaznamenanou hodnotou 21.000 Bq.m^-3. V jaskyniach v Grécku a vo Švajčiarsku boli namerané vysoké priemerné objemové aktivity radónu okolo 25.000 Bq.m^-3, pričom maximálna hodnota v gréckych jaskyniach bola 88.000 Bq.m^-3 a vo švajčiarskych 40.000 Bq.m^-3 (Vičanová, 2003).

Súčasné epidemiologické štúdie potvrdzujú, že vo všetkých podzemných baniach (USA, bývalom Československu, Francúzsku, Kanade, Švédsku, Číne, Anglicku a ďalších), v ktorých sú baníci exponovaní premenovými produktmi radónu, sa štatisticky významne zvýšil výskyt rakoviny pľúc. V posledných desiatich rokoch sa vyskytlo mnoho epidemiologických štúdií zameraných na zistenie korelácie medzi expozíciou radónu a nárastom výskytom rakoviny pľúc v pobytových priestoroch. Napriek značným rozdielom vo výsledkoch väčšina analýz potvrdila túto koreláciu (Böhm, 2003).

Na súvis zvýšených koncentráciií radónu vo vzduchu alebo v pobytových priestoroch a výskytu rakoviny pľúc poukazujú viaceré zmienky. Napríklad z územia Slovenska boli meraniami objemovej aktivity radónu v pôdnom vzduchu v Bratislave a blízkom okolí zistené výskyty s vysokým radónovým rizikom viazané na neogénne alebo aktívne zlomy hrasťovej štruktúry Malých Karpát prikryté neogénnymi sedimentami. Jednou z lokalít, kde bolo v porovnaní s ostatným územím zistené vysoké radónové riziko je aj obec Marianka pri Bratislave. Zároveň bolo pozorované, že kým v Bratislave možno predpokladať 7 prípadov úmrtí na rakovinu pľúc za rok na 100.000 obyvateľov, v Marianke je to až 28 úmrtí na rakovinu pľúc za rok na 100.000 obyvateľov za rok, čiže 0,3 úmrtí za rok na počet obyvateľov Marianky (Hricko at al., 1993). Čo je až štvornásobný počet v porovnaní s priemerom. Tu treba brať do úvahy podmienky za ktorých to bolo stanovené – radón z pôdneho vzduchu prenikajúci z hĺbky po preddisponovaných kanáloch (aktívnych zlomoch) a hromadený v pobytových priestoroch obyvateľov (v obci Marianka bolo stanovených až 27 pobytových priestorov s vysokým radónovým rizikom). Takéto porovnania v sebe nesú značné riziká nepresnosti, pretože samotný vzťah „vysoká koncentrácia radónu – výskyt rakoviny pľúc“ je ovplyvnený množstvom rôzne vplývajúcich a v čase meniacich sa faktoroch, ktoré sme spomínali (tesnosť stavebných konštrukcií, systém a intenzita vetrania, pobyt osôb v jednotlivých častiach domu a pod.).

Ak však už pri takýchto relatívne plošných výskytoch zvýšenej koncentrácie radónu je možné pozorovať príčinnú závislosť so vznikom rakoviny pľúc, o to presnejšie výsledky môže dať pozorovanie tohto príčinného vzťahu v pracovnom prostredí baní. Tieto vzťahy majú vyššiu výpovednú hodnotu, pretože podmienky meraní sa dajú lepšie stanoviť (dĺžka expozície v prostredí so stanovenou koncentráciou, menší rozdiel v rozptyle koncentrácií radónu) a lepšie sa dajú nadefinovať okrajové podmienky pri modelovaní. A hlavne vyššie koncentrácie radónu v baniach, hlavne rudných alebo uránových majú oveľa priamejší vplyv na zdravie osôb.

Preto aj v minulosti, keď sa viacerí autori snažili vytvoriť model na stanovenie vzťahu radón-rakovina pľúc sa vychádzalo hlavne z meraní podmienok v baniach a diagnostikovanie chorôb baníkov. Až takto stanovené korelácie boli neskôr použité na predpoklad radónového ožiarenia v pobytových priestoroch u bežného obyvateľstva v lokalitách, kde boli preukázané vyššie koncentrácie radónu. Ako uvádza vo svojej práci Böhm, 2003, pre stanovenie možnej zdravotnej ujmy z expozície radónu v pobytových priestoroch sa v súčasnosti používa model odporúčaný BEIR VI, ktorý je založený na rozsiahlej analýze 11 baníckych kohort, ktoré pokrývajú širokú škálu baníckych prostredí, s rôznymi intervalmi pôsobenia radónu, z rôznych krajín sveta (Colorado, Nové Mexiko, Francúzsko, Austrália, Česká republika, Kanada, Švédsko, Čína), ktorú so svojimi kolegami vypracoval Lubin. Avšak Böhm, 2003 uvádza viaceré biologické a fyzikálne rozdiely medzi prostredím v baniach a pobytových priestoroch, ktoré znemožňujú priamu extrapoláciu rakovinového rizika baníkov do oblasti nízkych expozícii, ktoré zodpovedajú expozíciam bežnej populácie:

Baníci sú vystavení vysokým expozíciám relatívne krátke obdobie (približne 6 rokov) na rozdiel od bežnej populácie, ktorá je exponovaná počas celého života hoci malými dávkami.

• aerosólové zloženie baní sa významne líši od zloženia v pobytových priestoroch, čo má za následok rôzne mechanizmy depozície častíc v pľúcach.
• medzi oboma skupinami existujú značné rozdiely vo fajčiarskych návykoch (väčšina baníkov fajčí) ako aj sociálnom zložení (medzi baníkmi nenájdeme ženy alebo deti).

Böhm, 2003 uvádza priemerné hodnoty expozície u obyvateľstva a baníkov, z ktorých možno vychádzať. Udávané sú hodnoty expozície WLM a to pre pobytové priestory (WLMh) a v baniach (WLMm). Približné hodnoty sú nasledovné:

Ak vychádzame z prepočtu, že 1 WLM/rok sa približne rovná 9,44 mSv/rok, tak kumulatívne dávky z ožiarenia radónom u obyvateľstva a baníkov možno vyjadriť nasledovne:

Z uvedených prepočtov vychádza, že expozíciu baníkov z ožiarenia radónom v porovnaní s ožiarením obyvateľstva radónom v pobytových priestoroch sú nasledovné:

• kumulatívna dávka za 1 rok je u baníkov približne 135x vyššia ako expozícia obyvateľstva v pobytových priestoroch za 1 rok
• kumulatívna dávka baníkov za 6 rokov je približne 12x vyššia ako celoživotná kumulatívna dávka obyvateľstva (za 70 rokov života)

Na porovnanie limit ožiarenia pracovníkov je efektívna dávka 100 mSv počas piatich za sebou nasledujúcich kalendárnych rokov, pričom efektívna dávka v žiadnom kalendárnom roku nesmie prekročiť 50 mSv. Ak by sme porovnali s týmito limitmi vypočítané hodnoty expozície u baníkov, vychádza, že za 5 rokov je efektívna dávka vyššia približne 15x a priemerná hodnota za rok (ak vychádzame približne z rovnakých expozícií každý rok) je prekročená viac ako 5x v porovnaní s povolenou maximálnou dávkou, ktorou môžu byť pracovníci ožiarení za 1 rok.

Z uvedeného vyplýva:

• za 1 rok práce v bani sú baníci ožiarení v porovnaní s obyvateľstvom v pobytových priestoroch viac ako 100-násobnou dávkou
• počas práce v bani (ak uvažujeme s celkovou dobou práce v bani 20 rokov) sú baníci zaťažení približne 35-násobne väčšou dávkou ožiarenia v porovnaní s ožiarením obyvateľstva v pobytových priestoroch za celý život (70 rokov)
• ak k dávke ožiarenia baníkov z pobytových priestorov za celý život (70 rokov) pripočítame dávku z ožiarenia z práce v bani (20 rokov) sú baníci za celý život ožiarení 40-násobne vyššou dávkou ako bežní obyvatelia v pobytových priestoroch
• za 5 rokov práce v bani sú baníci ožiarení 15-násobne vyššou dávkou ako povoľujú limity
• absolútne maximálne dávky, ktorým môžu byť vystavení pracovníci počas 1 roka sú u baníkov prekročené približne 5-násobne

Tieto údaje vychádzajú z epidemilogických štúdií baníkov v uránových a rudných baní za dlhé časové obdobie. Za posledných desať rokov sa okrem baníckych kohort získali epidemiologické údaje o výskyte rakoviny pľúc (spôsobenej inhaláciou produktov premeny 222Rn) v pobytových priestoroch (Böhm, 2003). Ak zjednodušíme prepočet 1 WLM = koncentrácia radónu cca. 230 Bq/m³, môžeme povedať, že údaje z ktorých sa vychádzalo predstavujú priemerné hodnoty koncentrácie radónu v baniach cca. 6.000 Bq/m³.

Takto uvádzané hodnoty koncentrácií alebo efektívnych dávok sú približné, konkrétna dávka z ožiarenia radónom závisí od koncentrácie radónu v bani, prašnosťou, vlhkosťou a systému ventilácie. Tiež napr. modelom BEIR IV, ktorý vychádzal z epidemiologických dát zo štyroch baní (Colorado, Ontario, Beaverlodge, Sweeden) sa zistilo, že rakovinové riziko nevzrastá lineárne s expozíciou, ale závisí od času, ktorý uplynul od expozície ako aj od veku jedinca (Böhm, 2003). V tomto prípade odhadol, že rakovinové riziko bude dvojnásobné pri expozícii 75 WLM. Samotná príčinná súvislosť vystavenia baníkov vyšším koncentráciám radónu a zvýšeným výskytom rakoviny pľúc je napríklad pozitívne ovplyvnená aj fajčiarskymi návykmi u baníkov (u baníkov je populácia čiste mužská s výrazným návykom fajčenia a pri porovnaní s bežnou populáciou, kde je cca. 50 % žien a 50 % mužov a z toho určité percento fajčiarov). V prípade fajčenia sa synergický efekt s vplyvom radónu môže prejaviť až 4-násobným výskytom rakoviny pľúc v porovnaní s nefajčiarmi (v závislosti od vystavenej dávke žiarenia).

Koncentráciu radónu v baniach možno vyjadriť hodnotou jeho objemovej aktivity v Bq/m3 alebo odvodenou hodnotou efektívnej dávky v mSv.

Predpokladá sa, že hodnoty objemovej aktivity radónu v baniach môžu dosahovať od 200 až po 200.000 Bq/m³. Koncentrácia závisí od toho, aký druh rudy sa v bani ťaží, v akých koncentráciách a rozptyl je tiež výrazne ovplyvnený tým, či sa jedná o vetrané alebo nevetrané bane. V prípade nevetraných uránových baní môže táto hodnota dosahovať až 1.000.000 Bq/m³.

Expozíciu radónom vyjadrenú efektívnou dávkou v nSv/h možno podľa niektorých údajov odhadnúť na 30.000 nSv/h (= 30 µSv/h = 0,03 mSv/h). Táto hodnota platí pre vetrané bane a predstavuje približnú priemernú hodnotu pre prirodzene aj nútene vetrané bane. Túto hodnotu považujem v prípade vetraných baní za vysokú, je potrebné ju overiť priamymi meraniami. Napríklad meraním v starej neprístupnej bani na pyrit bola nameraná maximálna hodnota 3,6 µSv/h. Avšak hodnoty koncentrácie radónu sú ovplyvnené viacerými činiteľmi, v tomto prípade sa jednalo o likvidovanú baňu na takmer vyťaženom rudnom ložisku.

Z takýchto približne udávaných hodnôt možno vysloviť predpoklady:

• Hodnota objemovej aktivity radónu porovnaná s odvodenou zásahovou úrovňou na vykonanie opatrení na obmedzenie ožiarenia zamestnancov na pracovisku s výskytom radónu v ovzduší (1000 Bq.m-3 v priemere za rok - priemerná hodnota počas pobytu osôb) môže byť v dobre vetraných baniach na nižšej úrovni ako je limit. Ale pri slabo vetraných baniach je vyššia ako limit podľa Vyhlášky MZ SR č. 12/2001 pre pracovníkov na pracovisku s výskytom radónu. V prípade starých banských diel alebo nevetraných rudných a uránových baní môže byť táto hodnota až 100 alebo 200-násobne vyššia.
• Ak hodnotu efektívnej dávky porovnáme s priemernou hodnotou celkovej prirodzenej úrovne rádioaktivity na území Slovenska – 124 nSv/h, je táto expozícia z radónu v baniach cca. 250-násobne vyššia. Ako už bolo uvedené, táto hodnota sa vzťahuje na vetrané bane. V prípade nevetraných baní môže byť táto úroveň oveľa vyššia. Odhadujem, že v prípade vôbec nevetraných rudných baní so stopovými obsahmi uránu alebo takmer nevetraných uránových baní môže byť táto úroveň až 1.000-násobne vyššia.
• Hodnoty efektívnej dávky v µSv/h je potrebné prepočítať na dĺžku expozície (t. z. dobu pobytu v baniach). Napr. v ideovom prípade, pri vypočítanej dávke 3 µSv/h sa táto prenásobí dĺžkou pracovného času v bani a dostaneme hodnotu približne 6,2 mSv, ktorej budú vystavený pracovníci v bani za 1 rok

Tieto hodnoty sú odhadované. Na získanie relevantných údajov je potrebné v takýchto podzemných priestoroch priamo merať a sledovať koncentráciu radónu.

Napríklad Vičanová, Ďurčík, Nikodemová vykonali v druhej polovici deväťdesiatych rokoch 20. storočia meranie v podzemných pracovných priestoroch na vybraných lokalitách Slovenska. Koncentrácie radónu sa merali v 10 krasových jaskyniach od západného, cez stredné až po východné Slovensko. Zároveň sa sledovala radiačná záťaž pracovníkov v 7 jaskyniach a na porovnanie radiačná záťaž baníkov v 3 baniach.

Výsledky z meraní v ekvivalentnej objemovej aktivity radónu (EOAR) v 10 jaskyniach sú uvedené v tabuľke 7 a odhad celoročnej efektívnej dávky u jaskynných sprievodcov je znázornený na grafe 1. Porovnanie odhadovanej expozície u pracovníkov v jaskyniach s pracovníkmi v baniach (Talcum Hnúšťa – magnezit, Siderit Nižná Slaná – siderit, Slovenská banská spoločnosť Hodruša-Hámre – polymetalická, zlatá mineralizácia) je znázornené na grafe 2.

Tab. 7: Namerané hodnoty ekvivalentných objemových aktivít (EOAR) v jaskyniach (Vičanová, Ďurčík, Nikodemová).

Graf 1: Odhad priemernej celoročnej efektívnej dávky u sprievodcov v jaskyniach (Vičanová, Ďurčík, Nikodemová).

Graf 2: Priemerná celoročná efektívna dávka na jednotlivých podzemných pracoviskách (Vičanová, Ďurčík, Nikodemová).

Ako uvádzajú Vičanová, Ďurčík, Nikodemová, namerané hodnoty koncentrácií radónu v jaskynných pracovných priestoroch, ako aj odhady osobných dávok u pracovníkov jaskýň jednoznačne poukazujú na oprávnenosť zaradenia týchto pracovísk do kategórie pracoviska s ionizujúcim žiarením. Priemerná hodnota efektívnej dávky u pracovníkov v jaskyniach je 14,5mSv/rok. Najvyššia hodnota bola nameraná v Ochtínskej aragonitovej jaskyni (až 37,5 mSv v roku 1995). Táto hodnota je niekoľkonásobne vyššia oproti limitu pre obyvateľov, ktorý je 1 mSv/rok (Nariadenie vlády 345/2006), ale ak predpokladáme rovnakú úroveň ožiarenia každý rok, tak táto dávka prekračuje limit pre pracovníkov so zdrojmi ionizujúceho žiarenia (100 mSv počas 5 za sebou nasledujúcich rokov) a je blízka absolútnej prípustnej hodnote pre ožiarenie týchto pracovníkov za 1 rok. Rovnako priemerné hodnoty objemovej aktivity radónu v jaskyniach vysoko prekračujú limit pre zamestnancov na pracovisku s výskytom radónu (OAR 1000 Bq.m^-3 v priemere za rok). Napríklad z krátkodobých meraní koncentrácie radónu vo Važeckej jaskyni v septembri 2006 vyplýva, že hodnoty sú v niektorých priestoroch až takmer 15-násobné (tab. 8). Ako uvádza Vičanová, Ďurčík, Nikodemová, z toho vyplýva, že namerané hodnoty koncentrácií radónu v jaskynných pracovných priestoroch, ako aj odhady osobných dávok u pracovníkov jaskýň jednoznačne poukazujú na oprávnenosť zaradenia týchto pracovísk do kategórie pracoviska s ionizujúcim žiarením.

Tab. 8: Krátkodobé merania koncentrácie radónu vo Važeckej jaskyni za (september 1996 (Vičanová, Ďurčík, Nikodemová).

Odlišné závery možno urobiť na základe meraní efektívnej dávky žiarenia u baníkov v sledovaných hlbinných baniach (Vičanová, Ďurčík, Nikodemová). Relatívne nízke hodnoty (do 6 mSv/rok) poukazujú na dodržiavanie bezpečnostných predpisov týkajúcich sa hlavne vetrania banských priestorov. Pričom rozdiel v jednotlivých podmienkach na pracoviskách (jaskyne – bane) je hlavne v tom, že v jaskyniach nie je možné zvýšiť možnosť vetrania priestorov z dôvodu zachovania celistvosti krasových útvarov (Vičanová, Ďurčík, Nikodemová). Naopak, zabezpečenie dobrého vetrania pri ťažbe v hlbinných baniach je nevyhnutné pre samotnú prácu a predstavuje základné bezpečnostné opatrenie pre činnosti vykonávané v baniach, aby nedochádzalo k hromadeniu nebezpečných alebo výbušných plynov (CO, CO₂, metán, sírovodík).

V prípade hlbinných (hlavne uránových a rudných) baní sa môže jednať o vyššie koncentrácie radónu, ktorý ak nie je účinným ventilačným systémom odvetrávaný, je hromadený v banských dielach a vysoko prekračuje limity pre prácu v prostredí s výskytom radónu.

Samotným prípadom sú staré nepoužívané bane po likvidácií, kde je často znemožnená možnosť prirodzeného a znefunkčnená možnosť núteného vetrania. V prípade prítomnosti v týchto priestoroch je potrebné vychádzať z vyšších hodnôt koncentrácií radónu. Konkrétne hodnoty v týchto priestoroch sa dajú získať jedine meraním a interpretovať na dĺžku pobytu v starých baniach, ktorá je vzhľadom k podmienkam malá alebo nepravdepodobná.

Radónové riziko prestavuje kombináciu 2 spomínaných faktorov: 1. vystavenie človeka zvýšeným alebo vysokým koncentráciám radónu (dcérskym produktom jeho rozpadu) a jeho biogického účinku počas rozpadu (ožarovanie vnútorných orgánov). V predchádzajúcich častiach som poukázal na to, za akých podmienok možno predpokladať vyššie zaťaženie radónom a tým aj očakávať vyšší podiel z ožiarenia. Či už sa jedná o zvýšené hodnoty v pobytových priestoroch, ktorým je človek vystavený dlhšiu dobu alebo v podmienkach (priestoroch) s vysokými hodnotami s určitou dĺžkou pobytu.

Ako už bolo uvedené pri stanovovaní modelov príčinnej súvislosti výskytu rakoviny pľúca a obsahu radónu vo vzduchu, sa vychádzalo z epidemiologických meraní baníkov v rudných a uránových baniach vo viacerých krajinách na svete. Keďže štúdie odhadu rizika v baniach jednoznačne potvrdili, že expozícia radónu v podzemí zvyšuje riziko vzniku rakoviny pľúc, výsledky z týchto štúdií (modelov závislostí) sa snažia interpretovať na nízke koncentrácie pre bežnú populáciu (pobytové priestory). Z dôvodu veľkých rozdielov medzi pracovným prostredím baní a životným prostredím v pobytových priestoroch sú odhady ožiarenia bežnej populácie zaťažené veľkou nepresnosťou. Problém ožiarenia obyvateľstva radónom v pobytových priestoroch i na pracoviskách sa ukázal ako zdravotne závažný a v uplynulom desaťročí vyvolal prakticky vo všetkých krajinách sveta komplexné národné radónové programy, zamerané obecne na zníženie expozície obyvateľstva i pracovníkov. ( Nikodemová, Vičanová, Ďurčík).

Vzťah rizika rakoviny pľúc na koncentrácií radónu vo vzduchu alebo na ekvivalentnej absorbovanej dávke možno prezentovať na grafe č. 3.

Graf 3: Odhad rizika pľúcnej rakoviny z expozície radónu v baniach a pobytových priestoroch ( Nikodemová, Vičanová, Ďurčík).

Pre celoživotný pobyt v budovách (7 000 hodín za rok, koeficient nerovnováhy rovný 0,4), pri hodnote EOAR 200 Bq.m^-3 je celoživotné riziko úmrtia 1,82.10^-2. To znamená, že 2% takto exponovaných osôb umiera na rakovinu pľúc približne o 20 rokov skôr, ako je priemerná dĺžka života. Z dlhodobých prehľadov ožiarenia radónom možno predpokladať, že z celkovej ročnej incidencie karcinómu pľúc 10-15 % je dôsledkom ožiarenia radónom. Podľa tab. 9, kde Böhm uvádza výsledky z doterajších výskumov, možno podiel ožiarenia z radónu na celkovom výskyte rakoviny pľúc odhadnúť na 10 %.

Tab. 9: Príčiny úmrtí za jeden rok na milión obyvateľov (Böhm).

Ďalšou oblasťou štúdia závislostí zdravotného rizika a radónu je výskyt leukémie. Menší záujem o vyšetrovanie tohto vzťahu je spôsobené menším výskytom leukémie v porovnaní s výskytom rakoviny pľúc v celkovej populácii na svete a tiež tým, že dávky žiarenia na kostnú dreň sú približne 50-krát nižšie v porovnaní s ožiarením pľúc a dýchacích orgánov pri vdychovaní aerosólov, na ktoré je viazaný radón ako plyn. Výsledky štúdie, ktorá zahŕňala 48.000 robotníkov v uránových baniach v Českej republike, Francúzsku a Nemecku uvádza Tomášek. Vo výsledku tejto štúdie sa okrem radónu na celkové ožiarenie sa prejavilo aj ožiarenie z gama žiarenia a inhalácia dlhodobých rádionuklidov z banského prachu. Podiel z ožiarenia radónom bol v tomto prípade cca. 40 %. Pri celkovom ožiarení 100 mSv bolo riziko leukémie štatisticky významne zvýšené o 37 % (graf 4).

Graf 4: Závislosť relatívneho rizika leukémie (RR) na ekvivalentnej dávke (mSv) u baníkov uránových baní; EU = spoločná európska štúdia, PB = štúdia incidencie u baníkov príbramských uránových baní (Tomášek, 2009).

V tejto kapitole som na niekoľkých príkladoch poukázal na to, že v podzemných priestoroch (jaskyne, rudné bane, uránové bane) radónové riziko spočíva v týchto aspektoch:

• Zvýšená úroveň ožiarenia (vyjadrená efektívnou dávkou alebo objemovou aktivitou radónu vo vzduchu)
• Súvislosť zvýšeného rizika výskytu rakoviny pľúc s vyššími koncentráciami radónu v baniach
• Súvislosť zvýšeného rizika výskytu leukémie s vyššími hodnotami ožiarenia v uránových baniach (vplyv radónu 40 % z celkového ožiarenia)
• Existencia faktorov, ktoré spôsobujú synergiu s radónom (fajčenie)
• Podmienky, ktoré výrazným spôsobom ovplyvňujú vplyv koncentrácie radónu v banskom prostredí (najdôležitejším faktorom je vetranie, ktorým sa znižuje koncentrácia radónu a vodných pár a prachu)

Záver

• Medzinárodná agentúra pre výskum rakoviny zhromaždila informácie z 11 epidemiologických štúdií o pracovníkoch v podzemí a 16 ekologických štúdií v pobytových priestoroch a dospela k záveru, že riziko vzniku pľúcneho nádoru je úmerné dávke, ktorú dostanú bunky bronchiálneho epitelu po ožiarení človeka radónom.
• Podiel radónu na celkovom výskyte rakoviny pľúc sa odhaduje na cca. 10 %, čo je veľmi závažná skutočnosť.
• K radiačnej záťaži prispievajú hlavne krátkodobé produkty premenu radónu (kovy), ktoré sa po vdýchnutí aerosólov usádzajú na tkanive dýchacích ciest a ktoré potom počas postupného rozpadu ožarujú ľudské orgány. Ostatné členy rozpadového radu vznikajúce z radónu majú kratší, ale aj dlhší čas rozpadu. Preto riziko z ožiarenia hrozí pri vyšších prísunoch radónu do interiéru (z podložia, v podzemných priestoroch), pri jeho hromadení a dlhšom vystavovaní ľudského organizmu takto nahromadenému radónu.
• Napr. rozpadom vznikajúce polónium je takmer čistý a žiarič (E_a = 5,30 MeV) a iba 0,011 % jeho aktivity spôsobuje žiarenie g (E_max = 0,803 MeV), pričom a má pri svojom pôsobení najnebezpečnejší biologický efekt.
• Vdýchnuté vysoké koncentrácie radónu svojim postupným a nezvratným rozpadom ožarujú orgány, aj keď relatívne krátku dobu.
• Pri pravidelnom alebo opakovanom vystavení vyšších alebo vysokých dávok radónu je organizmus neustále a opakovane zaťažovaný postupným ožarovaním pri jeho rozpade. Tieto produkty kontinuálne ožarujú ľudské orgány počas celého času rozpadu a ľudské orgány absorbujú dávky žiarenia z celého rozpadového procesu.
• Pri pôsobení radónu sa výrazne uplatňuje synergický efekt ožiarenia pľúc a fajčenia
• Pri pravidelnom a intenzívnom vetraní interiérov sa koncentrácia radónu môže znížiť až 3-násobne, t. z. z hodnoty, kde sa očakáva zvýšenie rizika vzniku rakoviny pľúc na hodnotu „neškodnú“. Týka sa to najmä lokalít so zvýšenou koncentráciou radónu, kde je predpokladaný prírastok úmrtí na rakovinu pľúc z pôsobenia radónu k bežnému výskytu tejto choroby v populácii.
• Intenzívne a pravidelne vetrať je potrebné v pobytových priestoroch, kde sa v podloží nachádzajú priepustné zeminy alebo v základových konštrukciách sú netesnosti, ktorými radón preniká do interiéru. Koncentrácia radónu v pobytových priestoroch závisí aj od charakteru budovy (v rodinných domoch je približne 5-násobne vyššia ako v poschodových budovách, v prízemných priestoroch je niekoľkonásobne vyššia ako v porovnaní s nadzemným podlažím rodinného domu). Intenzívnym vetraním sa prirodzeným spôsobom zabraňuje hromadeniu radónu. V prípade nevetrania pobytových priestorov so zvýšeným obsahom radónu, v ktorých sa človek zdržiava po väčšinu svojho života je vystavený riziku vzniku rakoviny pľúc (štatisticky viac prípadov úmrtia oproti bežnej populácii).
• Samotné vetranie pobytových priestorov môže byť nedostatočné v lokalitách s vysokými koncentráciami radónu vo vzduchu. Na Slovensku najvýraznejším prípadom sú niektoré obce v Spišsko-gemerskom Rudohorí (napr. Poproč, Hnilec), kde priemerné namerané hodnoty OAR boli nad 500 Bq/m³. V tomto prípade, na obmedzenie rizika ochorenia z ožiarenia je potrebné vykonať technické opatrenia v budovách (rodinné domy, školy a pod.) na zamedzenie prieniku a hromadenia radónu z podložia do pobytových priestorov. Bez opatrení sa v týchto lokalitách predpokladá približne 16,5 dodatočných úmrtí na karcinóm pľúc na 100.000 obyvateľov.
• V podzemných priestoroch (najmä baniach), ktoré prestavujú priestory pre hromadenie radónu z horninového prostredia, tektonických zlomom v puklín, rozpadu uránu v rudách, sú koncentrácie radónu na normálnej alebo zvýšenej úrovni (vetrané) až vysokej úrovni alebo rizikovej – zdraviu škodlivej úrovni (uránové bane, nevetrané bane)
• Na základe dlhodobých pozorovaní výskytu rakoviny pľúc u baníkov v uránových a rudných baniach na celom svete sa zistil štatisticky výrazný nárast prípadov v súvislosti s vystavením vyšším koncentráciám radónu
• V závislosti od absorbovanej dávky je očakávané riziko vzniku rakoviny u baníkov výrazne zvýšené v porovnaní s výskytom tohto ochorenia v bežnej populácii
• ožiarenie z radónu a gama žiarenia u baníkov uránových a rudných baní výrazným spôsobom zvyšuje počet prípadov vzniku karcinómu pľúc a takisto leukémie oproti výskytu v bežnej populácii
• v podzemných pracovných priestoroch (jaskyne, bane) je nutné merať koncentráciu radónu alebo expozičnú dávku žiarenia a na základe toho vykonať opatrenia na obmedzenie pobytu osôb alebo technické opatrenia
• V prevádzkach hlbinných baní musí byť zabezpečený dostatočný systém vetrania z hľadiska bezpečnosti práce a ochrany pred ožiarením z radónu
• Veľmi výrazný rozdiel je v nameraných koncentráciách radónu v nevetraných priestoroch baní v porovnaní s obdobnými priestormi s účinným systémom vetrania. Zabezpečenie vetrania v takýchto priestoroch veľmi podstatným spôsobom znižuje koncentráciu radónu a tým aj ožiarenia z radónu
• V prípade starých baní, ktoré už nie sú v prevádzke sa na základe nameraných hodnôt zo zahraničia očakáva zvýšená koncentrácia radónu v závislosti od stupňa vetrania priestorov a ostatných podmienok
• V nevetraných priestoroch starých baní hodnoty OAR radikálne (sto až tisícnásobné) stúpajú v porovnaní s meraniami vo vetraných častiach
• V starých nevetraných baniach môžu koncentrácie dosahovať vysoké hodnoty (rádove v desaťtisícoch Bq/m³ až do 200.000) alebo až extrémne vysoké hodnoty (viac ako 200.000 Bq/m³)
• Ak keď sa nepredpokladá pobyt v opustených starých baniach, v prípade prevažného pobytu v týchto priestoroch s vysokými koncentráciami radónu, radiačná záťaž za rok by sa odhadovala v stovkách mSv, čo ďaleko prekračuje povolené limity stanovené pre pracovníkov so radiačnými žiaričmi
• Podobne zvýšené objemové aktivity radónu sa vyskytujú v jaskyniach, pričom pobyt pracovníkov (sprievodcov) sa dá vzhľadom k celoročnej absorbovanej dávke žiarenia považovať za prácu v rizikovom prostredí
• Aj keď práca v jaskyniach má sezónny charakter a pobyt pracovníkov je obmedzený na sprievodcovské služby, absorbovaná celoročná dávka v závislosti od koncentrácie radónu je niekoľkonásobne zvýšená oproti bežnej populácii
• Pri výpočte celkovej dávky žiarenia je potrebné počítať s dĺžkou pobytu v týchto priestoroch a konkrétnymi nameranými hodnotami OAR alebo dozimetrického monitoringu
• V prípade práce v jaskyniach sa dá expozičná dávka obmedziť povolenou dĺžkou pobytu

Použitá literatúra:

Böhm, R., 2003: Modelovanie radiačného rizika indukovaného radónom a zdrojmi Augerových elektrónov, Dizertačná práca, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave, Bratislava.
Böhm, R.: Radón a jeho produkty premeny, zdroj: internet.
Broncová, G., Prokopec, V., 2010: Měření radonu ve vzduchu in situ - ve štole Josef. Pracovní text pro Podzemní výukové středisko JOSEF, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav analytické chemie.
Bujnová, A., 2007 Porovnanie výsledkov kontinuálnych meraní 222Rn, Študentská vedecká konferencia 2007.
Gürtler, E., 2007: Prírodné zdroje rádioaktivity a ich celkový príspevok k ožiareniu obyvateľstva, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave, Bakalárska práca.
Hricko, J. et al., 1993: Bratislava – životné prostredie, abiotická zložka. Záverečná správa. Ekogeos, 1993.
Klukanová, R., Smolárová, H., Gluch, A., 2009: Monitoring objemovej aktivity radónu v geologickom prostredí na území Slovenskej republiky. Záverečná správa za obdobie 2002 – 2009, Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Bratislava.
Kolektív autorov, 2010: Autorský, stavebný a technický dozor stavebníka, Verlag Dashöfer, 2010.
Laurier, D., 2010: Progress in understanding radon risk, EU Scientific Seminar 2010 "Issues with internal emitters“,Luxembourg, 23 November 2010.
Moravcsik, A., 2010: Nové detekčné systémy pre monitorovanie radónu a jeho produktov premeny, Študentská vedecká konferencia FMFI UK, Bratislava, 2010, pp. 210–215.
Nariadenie vlády Slovenskej republiky č. 345/2006 z 10. mája 2006 o základných bezpečnostných požiadavkách na ochranu zdravia pracovníkov a obyvateľov pred ionizujúcim žiarením.
Nikodemova, D., Pinter, I., Vičanová, M.: Radón a jeho potenciálne zdravotné riziko v spišsko-gemerskom regióne, Časopis Životné prostredie, rok 2003 - číslo 3, Ustav krajinnej ekologie SAV.ÚPN VÚC Bratislavského kraja, 2008, Ministerstvo životného prostredia SR, Bratislava.
Nikodemova, D., Vičanová, M., Durčík, M.: Radónový program na Slovensku, doterajšie skúsenosti, perspektíva a legislatíva, Rádioaktivita v životnom prostredí, Spišská Nová Ves. 21.-22.10.1997.
Petruf, P., Holý, K., Stanys, T.: Continual monitoring of radon decay products concentration in indoor and outdoor air, 21st RHD Jasná pod Chopkom, zdroj: internet.
Prokša, P., 2008: Horninové prostredie ako zložka životného prostredia v Slovenskej republike k roku 2007. Indikátorová správa, Slovenská agentúra životného prostredia. Banská Bystrica.
Tomášek, L.: Radon exposure and lung cancer risk, 21st RHD Jasná pod Chopkom, zdroj: internet
Tomášek, L. at al., 1999: Radon expozure and lung cancer risk – Czech cohort study on residential, Radon in the Living Environment, 19-23 April 1999, Athens, Greece.
Tomášek, L., 2009: Jaké je riziko leukémie z radonu?, Radon bulletin 12/2009.
Tomášek, L., Malatová, I.: Leukaemia and lyphoma among Czech uranium miners, zdroj: internet.
Vičanová, M, 2003: Využitie detektorov stôp v pevnej fáze pri riešení radónovej problematiky. Dizertačná práca, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave.
Vičanová, M., Ďurčík, M., Nikodemová, D.: Sledovanie výskytu radónu v podzemných pracovných priestoroch, Rádioaktivita v životnom prostredí, Spišská Nová Ves, 21-22. 10. 1997, zdroj: internet.
Vyhláška Ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky č. 12/2000 z 13. decembra 2000 o požiadavkách na zabezpečenie radiačnej ochrany.
Vyhláška Ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky č. 528/2007 zo 16. augusta 2007, ktorou sa ustanovujú podrobnosti o požiadavkách na obmedzenie ožiarenia z prírodného žiarenia.
Záverečná ročná správa čiastkového monitorovacieho systému „Rádioaktivita životného prostredia“, 2009, Ministerstvo Životného prostredia SR, Slovenský hydrometeorologický ústav.

• < Predch.
• Nasl. >