sei in: home page » radiazioni » radioattività » Radioattività ambientale » Radioattività nel particolato sospeso e nel fall-out Stampa

Radioattività nel particolato totale sospeso e nel fall-out

Presso la sede di Udine di Arpa FVG il Centro Regionale di Radioprotezione misura dal 2000 la radioattività in aria.

Prima di allora e precisamente dal 1988, dopo l’incidente alla centrale nucleare di Chernobyl avvenuto nell'aprile del 1986, le stesse misure venivano effettuate dall’allora CRR che era presente all’interno della struttura di fisica sanitaria dell’ospedale di Udine.

Lo scopo delle misure è quello di monitorare la radioattività in aria, rivelandone anche piccole tracce.

In tutti questi anni i valori misurati sono sempre stati molto al di sotto dei livelli di pericolosità per la popolazione.

 

 

Tecniche di misura

strumentazione_CRR_ariaLa radioattività in aria si misura utilizzando diverse tecniche:

  • misura dell’irraggiamento in continuo in aria (vai alla sezione dedicata)
  • raccolta e misura giornaliera, tramite spettrometria gamma, del particolato totale sospeso (PTS)
  • raccolta, trattamento e misura mensile, tramite spettrometria gamma, del particolato che si deposita al suolo (Fall-out) sia per gravità (deposizione secca) sia per effetto della pioggia (deposizione umida)
  • raccolta tramite carboni attivi e successiva misura della parte gassosa in aria (solo in emergenza)

Le analisi di spettrometria gamma ad alta risoluzione con rivelatore al Germanio ad alto grado di purezza (HPGe) permettono di rivelare contemporaneamente tutti i radionuclidi presenti in aria attraverso un'unica misura.

L’unico radionuclide artificiale presente ormai da decenni è il Cesio-137 (Cs-137). Sporadicamente sono state misurate piccole concentrazioni di Iodio-131 (I-131) e in un solo episodio è stata rilevata la presenza di Rutenio-106 (Ru-106).

Per quanto riguarda i radionuclidi naturali, che rappresentano il maggior contributo all’irraggiamento totale, è sempre stata rilevata la presenza dei principali radionuclidi delle catene di decadimento dell’Uranio-238 (U-238) e del Torio-232 (Th-232), di Berillio-7 (Be-7) e sporadicamente ed in piccole quantità anche di Sodio-22 (Na-22).

Nel grafico sottostante è riportato (in scala logaritmica) l’andamento della concentrazione annuale del Cs-137 nel fall-out in Italia dal 1960 al 2018.  Prima dell’incidente di Chernobyl il Cs-137 era presente in maniera quasi uniforme su tutto il pianeta a causa dei test degli ordigni nucleari effettuati in superficie.  Attualmente è presente ancora in piccole quantità in quelle aree maggiormente interessate dalla contaminazione dovuta all’incidente di Chernobyl.

Andamento dell'attività di Cs-137 nella deposizione al suolo (Immagine tratta dal rapporto di ISIN "La sorveglianza della radioattività ambientale in Italia")

fallout Cs-137 ISIN

Lo I-131 è stato misurato nell’aria del FVG in piccole quantità, non rilevanti dal punto di vista della radioprotezione, alcuni giorni dopo l’incidente avvenuto presso la centrale nucleare di Fukushima a seguito dello tsunami in Giappone del marzo 2011. Sporadicamente lo I-131 può essere presente in atmosfera, sempre in traccia, a causa del suo utilizzo in medicina nucleare.

La presenza di Ru-106 è stata rilevata nelle misure sul particolato atmosferico dei primi giorni di ottobre 2017. Anche le misure di fall-out di ottobre 2017 e dei tre mesi successivi hanno evidenziato la presenza in tracce di Ru-106. Benché questo episodio non abbia avuto nessun impatto dal punto di vista della radioprotezione è degno di attenzione in quanto l’origine della presenza di Ru-106 in aria è ancora oggi sconosciuta. L’analisi di tutte le misure effettuate dai vari laboratori in Europa fa ipotizzare come origine un incidente avvenuto alla fine di settembre 2017 presso un impianto di trattamento di combustibile nucleare esaurito situato nel sud degli Urali (vai all'articolo).

Per un approfondimento sulla quantità di Ru-106 misurata in FVG si rimanda alla pagina dedicata.

 

Risultati delle misure sul particolato totale sospeso (PTS)

Aria Cs-137 grafico tortaPiù dell' 80% delle misure di Cs-137 effettuate sul particolato totale sospeso di ogni mese sono risultate inferiori alla minima attività rilevabile (MAR), vale a dire inferiori a quanto la tecnica permette di misurare. (Fai un click sulla figura per ingrandire il grafico)
 
Tutti i risultati delle misure effettuate sono riportati nella tabella qui scaricabile. Nella tabella in caso di valori superiori alla MAR viene riportato il valore della concentrazione e la relativa incertezza di misura, nel caso di valori inferiori alla MAR viene riportato il valore della MAR stessa. Tutti i valori sono espressi in Bq/m3.
 
La maggioranza delle concentrazioni superiori alla MAR è stata misurata negli anni 1988 e 1989, chiaramente come conseguenza dell'incidente di Chernobyl.
 
Il valore più alto riportato è stato misurato nel giugno 1998: in questo caso il Cs-137 presente in aria era dovuto ad un incidente di fusione accidentale di una sorgente in una fonderia in Spagna nei pressi della città di Algeciras in Andalusia e il valore misurato in Friuli Venezia Giulia è stato di circa 89 microBecquerel per metro cubo.
 
Nel grafico seguente vengono riportati i valori della concentrazione del Be-7 dal 1988 a ottobre 2020. In violetto sono indicati i valori inferiori alla MAR. (Fai un click sulla figura per ingrandire il grafico)
Aria Be-7 grafico linea dati mensili
La concentrazione di Be-7 ha chiaramente un andamento stagionale come si può ben apprezzare dal grafico sottostante dove vengono riportate le medie mensili di tutte le misure. (Fai un click sulla figura per ingrandire il grafico)
 Aria Be-7 istrogramma medie mensili
Nella tabella qui scaricabile sono riportati i valori di Be-7 espressi in Bq/m3 di tutte le misure effettuate. 
 

Cos'è e come si misura il particolato totale sospeso (PTS)

foto_pompa_aria_CRRLa misura del particolato atmosferico serve per il monitoraggio della radioattività associata al materiale non gassoso in sospensione in atmosfera, che può essere costituito da composti organici o inorganici di origine naturale o antropica.

Per quanto riguarda la parte naturale in aria si trovano i principali radionuclidi delle famiglie dell’ Uranio-238 (U-238),  del Torio-232 (Th-232), il Potassio-40 (K-40) e radionuclidi di origine cosmogenica quali il Berillio-7 (Be-7) e in piccole quantità il Sodio-22 (Na-22).

Per quanto riguarda la parte antropica in aria possiamo avere:

  • materiale organico proveniente da vegetali che sono stati contaminati
  • materiale inorganico prodotto da agenti naturali e dall'erosione del suolo

Nelle aree urbane il particolato può avere origine da lavorazioni industriali, dagli impianti di riscaldamento, dall’usura dell'asfalto, degli pneumatici, dei freni e dalle emissioni di scarico degli autoveicoli.

La misura del particolato atmosferico permette di individuare eventuali contaminazioni dovute alla presenza di radionuclidi in aria, che possono o ricadere dagli strati più alti dell’atmosfera o andare incontro a fenomeni di risospensione in aria del suolo contaminato.

Presso la sede di Udine del CRR è presente una pompa ad alto volume (100 litri al minuto equivalenti a circa 140 m3 al giorno) che raccoglie su filtro il particolato sospeso in aria. Il filtro viene cambiato giornalmente (con frequenza maggiore in caso di incidente).

Su ogni filtro raccolto viene eseguita una misura di spettrometria gamma ad alta risoluzione per determinare la concentrazione espressa in Becquerel al metro cubo di aria aspirata (Bq/m3) di tutti i radionuclidi presenti in aria.

Al termine di ogni settimana viene effettuato la misura anche sul pacchetto dei filtri raccolti nella settimana stessa.

Al termine del mese viene effettuata la misura sul pacchetto dei filtri raccolti in tutto il mese.

Il pacchetto di filtri mensile è riferito a un grande volume di aria filtrata (più di 4000 m3) e permette quindi una misura molto sensibile in grado di evidenziare anche piccole quantità di radionuclidi presenti in aria.

 

Risultati delle misure sul fall-out

In quasi tutte le misure effettuate sul fall-out raccolto mensilmente il Cs-137 risulta superiore alla minima attività rilevabile (MAR). I risultati delle misure sono riportati nella tabella qui scaricabile.

Nel grafico seguente è riportato l’andamento temporale della concentrazione di Cs-137 nel fall-out mensile per il periodo dal 1988 a settembre 2020. (Fai un click sulla figura per ingrandire il grafico)

FO Cs-137 grafico linea dati mensili

Nel grafico seguente è riportato l’andamento temporale della concentrazione annua di Cs-137 ottenuta sommando per ciascun anno il contributo di ogni mese per il periodo 1988-2019. (Fai un click sulla figura per ingrandire il grafico)

FO Cs-137 grafico barre somma annua

L’andamento temporale della concentrazione di Be-7 nel fall-out mensile per il periodo dal 1988 a settembre 2020 è riportato nel grafico seguente. (Fai un click sulla figura per ingrandire il grafico)

FO Be-7 grafico linea dati mensili

La concentrazione di Be-7 ha uno spiccato andamento stagionale anche nel fall-out come si può vedere chiaramente nel grafico sotto riportato. (Fai un click sulla figura per ingrandire il grafico)

FO Be-7 grafico barre medie mensili

Tutti i risultati delle misure di Be-7 nel fall-out sono riportati nella tabella qui scaricabile.

 

Come si misura il fall-out

foto_vasche_fallout_CRRSul tetto di un edificio della sede di Udine del CRR sono presenti due vasche circolari in acciaio con una superficie di 1 m2 ciascuna. Le due vasche sono poste in prossimità del punto di aspirazione della pompa per la  raccolta del particolato atmosferico.

All’interno di queste vasche viene raccolta la pioggia (deposizione umida) e tutto ciò che si deposita per gravità (deposizione secca) che anch’esso va a diluirsi all’interno della pioggia raccolta. Al termine di ogni mese le vasche vengono svuotate; successivamente vengono pulite con acqua distillata, pareti comprese, in modo da recuperare tutto il campione ad esse aderito.

Tutta l’acqua raccolta viene lentamente evaporata in modo da ottenere alla fine un campione costituito solamente dalla parte solida precipitata. La quantità di materiale secco raccolta su 2 m2 presso la nostra stazione è molto variabile ed è compresa tra pochi grammi al mese fino a 10 g e oltre nei periodi particolarmente “polverosi”.

Il campione così formato viene sottoposto a misura attraverso spettrometria gamma e la quantità dei radionuclidi presenti viene espressa in Becquerel al metro quadro (Bq/m2).

Per quanto riguarda la tipologia dei radionuclidi raccolti si rimanda a quanto riportato all’interno della descrizione della tecnica del particolato atmosferico.

 

Dati scaricabili in formato csv

Per scaricare i dati in formato csv seleziona i seguenti link:

 

Avvertenze per la lettura dei dati

In ciscun file sono riportati in colonna i seguenti dati: anno, mese, attività misurata e incertezza estesa con k=2

Separatore colonna ";"

Separatore decimale "."

Unità di misura del fall-out: Bq/m2

Unità di misura del particolato totale sospeso (PTS): Bq/m3

Nella colonna incertezza o è riportato il valore dell'incertezza estesa della misura (con k=2) oppure, se la misura è
inferiore alla Minima Attività Rilevabile, è riportata la scritta MDA (Minimum Detectable Activity).
In tal caso, nella colonna Attività è riportato il valore della Minima Attività Rilevabile stessa.

Dove mancano le misure i campi sono lasciati vuoti.

Per i dati del 1988 e 1989 mancano le incertezze di misura o le indicazioni se tali misure sono inferiori alla
Minima attività rilevabile.

Ultima revisione dei file csv 18/11/2020



ultimo aggiornamento: mercoledì 16 dicembre 2020