UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

Jani Ţvokelj

MERJENJE KONCENTRACIJE RADONA V

STANOVANJSKIH HIŠAH V SLOVENIJI

Diplomsko delo

Maribor, julij 2011

Ţvokelj, J., Merjenje koncentracije radona v stanovanjskih hišah v Sloveniji.

Jani Ţvokelj, 2011

UDK 550.835.2(043.2)

Število izvodov: 6

Elektronski izvod: Digitalna knjiţnica Univerze v Mariboru

Mentorica: doc. dr. Lucija Hanţič

Somentorica: izr. prof. dr. Janja Vaupotič

Zahvala

Eksperimentalno delo sem opravil v laboratoriju

Centra za radon na Institutu "Jožef Stefan", in sicer na

Odseku za znanosti o okolju. Zahvaljujem se

somentorici izr. prof. dr. Janji Vaupotič za strokovno

vodenje ter Asti Gregorič za pomoč pri obdelavi

podatkov.

Prav tako se zahvaljujem mentorici doc. dr. Luciji

Hanţič za pomoč pri pisanju diplomskega dela.

Še posebej bi se zahvalil staršem, ki so mi omogočili

študij ter ţeni Nataliji, ki mi je v času študija vedno

stala ob strani.

Merjenje koncentracije radona v stanovanjskih hišah v Sloveniji V

Kazalo

1 UVOD ........................................................................................................................ 1

1.1 Opredelitev področja in opis problema ................................................................ 1

1.2 Namen, cilji in osnovna trditev ........................................................................... 9

1.3 Predpostavke in omejitve .................................................................................. 10

1.4 Kompozicija dela .............................................................................................. 10

1.5 Metode raziskovanja ......................................................................................... 10

2 EKSPERIMENT ...................................................................................................... 12

2.1 Eksperimentalne metode ................................................................................... 12

2.2 Vzorčenje ......................................................................................................... 15

3 REZULTATI ............................................................................................................ 16

3.1 Rezultati meritev .............................................................................................. 16

3.2 Primerjava z rezultati predhodne študije............................................................ 20

4 ZAKLJUČKI ............................................................................................................ 22

5 LITERATURA ......................................................................................................... 24

6 PRILOGA ................................................................................................................ 26

Merjenje koncentracije radona v stanovanjskih hišah v Sloveniji VI

Kazalo slik

Slika 1.1. Prispevki različnih virov k celotni letni dozi radioaktivnega sevanja v Sloveniji

(Koţelj et al., 2006)................................................................................................ 1

Slika 1.2. Razpadne vrste a) urana, b) torija in c) aktinija (Valković, 2000). ........................... 2

Slika 1.3. Mehanizmi transporta radona v okolje in parametri, ki vplivajo na hitrost transporta

(Vaupotič et al., 2010). ........................................................................................... 4

Slika 1.4. Litološka karta Slovenije. ....................................................................................... 7

Slika 1.5. Karta radonskega potenciala v tleh v Sloveniji (Vaupotič, 2009). ........................... 8

Slika 2.1. Prenosni merilnik radona PRM 145 s scintilacijsko celico. ................................... 14

Slika 2.2. Hitrost nastanka in razpada radonovih kratkoţivih razpadnih produktov v prvotnem

čistem vzorcu radona (Vaupotič, 2002). ............................................................... 14

Slika 3.1. Litološka karta z vrisanimi merilnimi mesti (1) Breţice, (2) Novo mesto,

(3) Ljubljana in (4) Kranj. ................................................................................... 16

Merjenje koncentracije radona v stanovanjskih hišah v Sloveniji VII

Kazalo tabel

Tabela 2.1. Koordinate in vrsta stavbe. ................................................................................. 15

Tabela 3.1. Koncentracije izmerjene v Breţicah. B je oznaka za beton, O pa za opeko. ........ 17

Tabela 3.2. Koncentracije izmerjene v Novem mestu. B je oznaka za beton, O pa za opeko. 18

Tabela 3.3. Koncentracije izmerjene v Ljubljani. B je oznaka za beton. ................................ 19

Tabela 3.4. Koncentracije izmerjene v Kranju. B je oznaka za beton, BZ za betonski zidak.. 19

Tabela 3.5. Prikaz rezultatov meritev koncentracije radona z pasivno metodo leta 2003 in

aktivno metodo leta 2011. ................................................................................ 20

Merjenje koncentracije radona v stanovanjskih hišah v Sloveniji VIII

Simboli

b konstanta scintilacijske celice (m3 s

-1 Bq

-1)

CRn koncentracija radona (Bq m-3

)

ns število impulzov na števcu pri merjenju vzorca

nb število impulzov na števcu pri merjenju ozadja

t čas merjenja (s)

τ razpolovni čas (s)

Merjenje koncentracije radona v stanovanjskih hišah v Sloveniji IX

Kratice

EC European Commission – Evropska komisija

EPA Environmental Protection Agency (USA) – Agencija za varstvo okolja (ZDA)

ICRP International Commission on Radiological Protection – Mednarodna komisija

za radiološko zaščito

PRM Portable Radon Monitor – Prenosni merilnik radona

UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation –

Znanstveni komite Zdruţenih narodov o učinkih jedrskega sevanja

URSVS Uprava Republike Slovenije za varstvo pred sevanji

WHO World Health Organization – Svetovna zdravstvena organizacija

Merjenje koncentracije radona v stanovanjskih hišah v Sloveniji X

Povzetek

Radon je radioaktiven ţlahten plin, ki nastaja v zemeljski skorji in materialih, ki vsebujejo

radij. Najpomembnejši radonov izotop je 222

Rn, ki razpada v radonove kratkoţive razpadne

produkte. Ti se pri dihanju odlagajo na stenah dihalnih poti ter z obsevanjem poškodujejo

bliţnje tkivo, kar lahko vodi do pojava raka na pljučih.

V uvodu diplomskega dela so opisane fizikalno-kemijske lastnosti radona, njegov

transport skozi zemljino in vstop v zgradbe ter njegov vpliv na zdravje ljudi. V nadaljevanju

so podane raziskave in meritve, ki so bile izvedene v Sloveniji, podani so geološki podatki in

prikazana področja, kjer lahko pričakujemo povišane koncentracije radona.

Drugi del diplomskega dela opisuje meritve koncentracije radona v stanovanjskih stavbah

in opremo, ki je zato potrebna. Meritve so potekale v zimskem času na štirih geološko

raznolikih lokacijah, in sicer v Breţicah, Novem mestu, Ljubljani in Kranju. Meritve radona

sem izvedel z aktivno metodo za merjenje trenutne koncentracije radona v zraku. Pri tem sem

uporabil alfa scintilacijske celice, ki so jih izdelali na Institutu "Jožef Stefan". Koncentracije

radona v vzorcih sem nato izmeril na prenosnem merilniku radona PRM 145. Pridobljene

rezultate sem analiziral in jih primerjal z rezultati iz predhodne meritve. Nato sem na litološko

karto Slovenije vrisal točke, kjer se nahajajo stavbe in tako določil tip podlage. Sočasno z

odvzemom vzorcev sem opravil tudi ogled objekta in skušal najti vzroke za povišane

koncentracije radona.

Rezultati meritev so pokazali, da so maksimalne koncentracije radona v opazovanih

objektih v območju od 400 do 1200 Bq m-3

. V študiji izvedeni leta 2003 so bile koncentracije

v teh objektih v območju od 900 do 4000 Bq m-3

, kar pomeni da sem izmeril ~ 60 % niţje

koncentracije.

Ključne besede: radon, meritve koncentracije, stanovanjske stavbe.

Merjenje koncentracije radona v stanovanjskih hišah v Sloveniji XI

Summary

Radon is a radioactive noble gas which is emitted from earth’s crust and materials that

contain radium. The most important radon isotope is 222

Rn, which decays into radon’s short-

lived decay products. These enter human body by breathing and are deposited on lung tissue

causing harm to the surrounding cells by the irradiation, which may lead to lung cancer.

In the introduction of the thesis physical and chemical properties of radon, its

transportation through soil, entry to buildings and influence on human health are described.

Furthermore, the results of measurements which were carried out throughout Slovenia in the

past are given. Geological data and regions where higher concentrations of radon are expected

are analysed.

The second part of the thesis represents the measurements of radon concentration in

dwelling-houses and the equipment used in the study. Measurements were carried out in

winter on four geologically different locations, namely in Breţice, Novo mesto, Ljubljana and

Kranj. Radon measurements were conducted by an active method for measuring the

instantaneous concentrations of radon in the air. Alpha scintillation cells, manufactured by the

"Joţef Stefan" Institute were used for sampling and the concentrations of radon were

measured by the portable PRM 145 radon monitor. The results were analysed and compared

with the results obtained in the study performed in 2003. Locations of buildings were marked

on the geological map of Slovenia and the type of soil was determined. Buildings were also

inspected in order to find causes for high radon concentrations.

The results show that maximum concentrations in studied dwelling-houses are in the range

of 400 to 1200 Bq m-3

, which is ~ 60 % lower than concentrations measured in 2003. Namely,

the latter study yielded results in the range of 900 do 4000 Bq m-3

.

Key words: radon, measuring concentrations, dwelling-houses.

1 UVOD

1.1 Opredelitev področja in opis problema

Radon je radioaktivni ţlahtni plin, katerega najpomembnejši izotop nastaja pri razpadu

urana v zemeljski skorji. Njegove nevarne prisotnosti v okolju se je človek prvič zavedel v

rudnikih urana, kjer je veliko rudarjev umrlo za posledicami raka na pljučih. Kasneje se je

pokazalo, da ogroţa tudi ljudi pri drugih delih pod zemljo, kot na primer v kraških jamah in v

predorih. Ker je raztopljen v podtalnici, obstaja nevarnost zaradi povišanih koncentracij tudi

pri delu v črpalnih postajah in toplicah. V nekaterih primerih so moţne tudi povišane

koncentracije radona v bivalnem okolju, ki nastanejo bodisi zaradi podlage, na kateri je

zgrajen objekt, gradbenih materialov ali vode. Radon prispeva skupaj s svojimi kratkoţivimi

razpadnimi produkti več kot polovico k celotni dozi radioaktivnega sevanja, ki jo letno prejme

človek od vseh naravnih virov ionizirajočih sevanj (UNSCEAR, 2000), kar je razvidno s

Slike 1.1 (Koţelj et al., 2006). To obsevanje je, takoj za kajenjem, največji povzročitelj raka

na pljučih. Ker povišane koncentracije radona predstavljajo za človeka nevarnost in ker se v

zadnjem času v razvitem svetu posveča veliko skrbi zdravemu bivalnemu okolju, je potrebno

radon v bivalnem okolju zniţati na sprejemljivo raven.

Radon

36,50%

Prispevek

Černobila

2,10%

Kozmično in

zemeljsko sevanje

23,00%

Medicina

27,70%

Notranje

obsevanje

10,20%

Drugi umetni viri

0,50%

Slika 1.1. Prispevki različnih virov k celotni letni dozi radioaktivnega

sevanja v Sloveniji (Koţelj et al., 2006).

Uvod 2

Radioaktivni ţlahtni plin radon nastaja v naravi kot vmesni člen pri radioaktivnem razpadu

urana in tudi torija. Poznamo namreč več radonovih izotopov, najbolj značilni so trije, ki

nastajajo v naravi v uranovi (238

U), torijevi (232

Th) in aktinijevi (235

U) razpadni vrsti. V vseh

razpadnih vrstah nastaja radon neposredno iz radija, in sicer v uranovi razpadni vrsti 222

Rn

(radon), v torijevi 220

Rn (toron) in v aktinijevi 219

Rn (aktinon), kot je prikazano na Sliki 1.2

(Valković, 2000). Slednja sta zaradi krajših razpolovnih dob v zraku prisotna v niţjih

koncentracijah, kar še posebej velja za aktinon, ki je običajno pod mejo detekcije merilnih

naprav. Med vsemi radonovimi izotopi je 222

Rn z razpolovno dobo 3.82 dni najpomembnejši.

Zaradi relativno dolge razpolovne dobe, kemijske neaktivnosti in plinastega stanja v

normalnih pogojih, se lahko pomika skozi snov in dospe v ozračje še preden razpade. Radon

razpada v dva razpadna produkta, 218

Po in 214

Po, ki pri nadaljnjem radioaktivnem razpadu

oddajata delce alfa ter na dva produkta, 214

Pb in 214

Bi, ki oddajata delce beta. Ti produkti

razpadejo v zelo kratkem času, njihova razpolovna doba je od 3 do 26 minut. Radon

vdihujemo skupaj z zrakom in ga z njim tudi izdihamo (Hanţič in Ilić, 1997).

Slika 1.2. Razpadne vrste a) urana, b) torija in c) aktinija (Valković, 2000).

Sam 222

Rn ni škodljiv, škodljivi so njegovi kratkoţivi razpadni produkti, predvsem tisti, ki

sevajo delce alfa. Radonovi razpadni produkti so, za razliko od radona, teţke kovine in so ob

nastanku prosti atomi. Ker so kemijsko aktivni, se hitro veţejo bodisi med sabo ali pa se v

zraku adsorbirajo na prašne delce in kapljice vlage ter tako tvorijo aerosole, ki jih vdihavamo.

Ti se odlagajo na stene pljuč in tako tvorijo notranji vir radioaktivnega sevanja. Tam nadalje

Uvod 3

razpadajo do stabilnega izotopa svinca 206

Pb. Pri radioaktivnem razpadu se sprošča energija,

ki uničuje pljučne celice, še preden te izotope utegnejo odstraniti mehanizmi, ki čistijo naša

pljuča, kar lahko vodi do pojava raka na pljučih (Doll, 1992).

Radon lahko vstopa v naše telo še na drug način in sicer tako, da se absorbira skozi koţo

in sluznice. Zelo dobro topen je v vodi, raztaplja pa se tudi v maščobah. Ker človek radona ne

zaznava, saj je brez barve, okusa in vonja, so meritve radona nujno potrebne. Koncentracijo

aktivnosti radona in njegovih kratkoţivih razpadnih produktov v zraku običajno podajamo v

Bq m-3

, kar pomeni število razpadov v sekundi na enoto volumna. V talnem zraku so

koncentracije običajno od 50 do 500 kBq m-3

, vendar se v ozračju radon hitro razredči in v

zunanjem zraku koncentracije ne preseţejo 20 Bq m-3

, v zaprtih prostorih pa lahko doseţejo

nekaj 1000 Bq m-3

. Običajno so koncentracije najvišje v kleteh, ker je prispevek radona iz tal

tam največji.

Na problem radona v stvabah so ţe pred tridesetimi leti opozarjali na Švedskem in v

Kanadi, kmalu zatem pa tudi v Zdruţenih drţavah Amerike in v drţavah zahodne Evrope.

Radonovi izotopi in njihovi razpadni produkti lahko namreč z radioaktivnimi preobrazbami

alfa, beta in gama zelo poškodujejo občutljivo tkivo dihalnega sistema. Delci beta so veliko

bolj prodorni kakor delci alfa, vendar pa na svoji poti naredijo manj škode. Sevanje gama je

najprodornejše, kar pa je odvisno od snovi skozi katero potuje. Kot sem ţe omenil so posebej

nevarni delci alfa. Ti imajo visoke energije, zaradi velike mase in visokega naboja pa je

njihova pot v snovi praktično ravna in je posuta z veliko gostoto ionskih parov. Z

izgubljanjem energije se delec alfa upočasnjuje, s tem se povečuje moţnost ionizacije. Ko

pridejo delci alfa v organizem, lahko povzročijo veliko škodo na genskem materialu, tako da

se poveča število poškodb DNA v celičnih jedrih. Zaradi sevanja se lahko poškodujeta

vijačnici, ki sestavljata DNA. Ker je teh poškodb mnogo in ker nenehno nastajajo nove,

nastane trajna poškodba oziroma odmrtje celice. Ko celice niso več sposobne popraviti

poškodovane dedne snovi, proces napreduje in nastajati začnejo rakave celice. Strokovnjaki

zato domnevajo, da so radonovi razpadni produkti v bivalnem okolju drugi glavni vzrok za

nastanek raka na pljučih, takoj za kajenjem. Rezultati 13 evropskih epidemioloških študij so

pokazali, da radon v Evropi povzroči ~ 9 % smrti zaradi pljučnega raka, oziroma v splošnem

~ 2 % smrti zaradi raka (Darby et al., 2005).

Mednarodne organizacije izdajajo priporočila o najvišjih koncentracijah radona, ki so v

bivalnem okolju še dopustne. Vsaka drţava ob pripravi lastnih predpisov upošteva ne le

priporočila mednarodnih organizacij temveč tudi svoje geološke in mikroklimatske

Uvod 4

značilnosti. Ta priporočila se nanašajo na obstoječe in na nove zgradbe, pri slednjih se

običajno zahtevajo niţje vrednosti. Po priporočilih Svetovne zdravstvene organizacije

(WHO – World Health Organization) koncentracija radona v bivalnih prostorih naj ne bi

presegla vrednosti 100 Bq m-3

, na področjih kjer ni moţno doseči tako nizke vrednosti pa

300 Bq m-3

(WHO, 2009). Mednarodna komisija za radiološko zaščito (ICRP – International

Commission on Radiological Protection) priporoča, da naj drţave zgornjo dopustno mejo za

bivalno okolje postavijo v območju od 200 do 600 Bq m-3

, za delovno okolje pa od 500 do

1500 Bq m-3

(ICRP, 1994). Višje meje za delovno okolje utemeljuje ICRP z dejstvom, da na

delovnem mestu preţivimo manj časa kot doma.

Transport radona lahko opišemo z naslednjimi procesi: po nastanku v zrnu kamnine se

radon širi s talnim zrakom ali vodo v prostor med zrni (emanacija), nato potuje proti površini

(migracija), kjer izhaja v ozračje (ekshalacija). Koncentracija radona v zraku je odvisna od

vsebnosti urana v kamnini, velikosti in sestave zrn ter od geofizikalnih, geokemijskih in

hidrometeoroloških parametrov, ki vplivajo na transport radona v zraku. Med geofizikalne

parametre uvrščamo poroznost kamnine, tektonske in seizmične značilnosti, med geokemijske

parametre uvrščamo nosilne pline in termalne vode, med hidrometeorološke pa vlaţnost

kamnine ter razlike v temperaturi in tlaku med kamnino in ozračjem. Mehanizmi in parametri,

ki vplivajo na transport radona iz zemlje v bivalno okolje, so shematično prikazani na

Sliki 1.3 (Vaupotič et al., 2010).

Slika 1.3. Mehanizmi transporta radona v okolje in parametri, ki vplivajo na hitrost

transporta (Vaupotič et al., 2010).

V manj propustnih tleh, kot so glinasta tla, je transport omejen na difuzijo. To je prenos

snovi iz območja z višjo koncentracijo v območje z niţjo. V prepustnih tleh, kot so peščena in

Uvod 5

prodnata tla pa je vodilni mehanizem transporta konvekcija, ki nastopi zaradi razlike v

temperaturi in posledično gostoti plina. Prelomi in razpoke omogočajo radonu laţji prehod.

Zaradi tega se kopiči v podzemnih prostorih kot so kraške jame in brezna ter tudi v predorih

in kleteh.

Radon v notranjost zgradbe vstopa skozi razpoke in odprtine v talni plošči, skozi stične

robove med talno ploščo in stenami ter skozi odprtine za komunalno napeljavo. Širi se ob

slabo zatesnjenih napeljavah in po stopniščih ter jaških za dvigala, od koder prodre v višja

nadstropja. Radon prehaja v objekt zaradi niţjega pritiska v zgradbi, kar povzroča srk zraka iz

zemljine ali kamnine v stavbo. Ta način vstopa se pojavlja pri zgradbah zaradi razlik v

temperaturi, zaradi vetra ali vgrajenega prezračevalnega sistema. Lahko pa radon prehaja v

notranji zrak tudi iz sanitarne vode, vendar pa ta vir običajno ne predstavlja velike dodatne

obremenitve v bivalnem okolju. Bolj znaten je lahko prispevek radona, ki izhaja iz vode v

zdraviliščih (Kobal in Fedina, 1987), zaradi dihanja zraka bogatega z radonom in pitjem vode

obogatene z radijem. Poleg tega se radon lahko pojavi tudi v naravnem zemeljskem plinu in

se v notranji zrak sprošča pri gorenju plina v plinskih štedilnikih in pečeh. Od vseh naštetih

vzrokov je za povišane koncentracije radona v stavbah običajno najpogostejši direktni prehod

radona iz tal pod zgradbo. Običajno se radon zadrţuje v kleteh, vendar ne samo zaradi visokih

koncentracij v zemlji, temveč tudi zato, ker so ti prostori ponavadi slabo prezračevani. Od tod

prodre v bivalne dele v pritličju, v višjih nadstropjih pa je koncentracija običajno vse niţja. V

zaprtih prostorih lahko pri slabem prezračevanju doseţe zelo velike koncentracije, tudi do

nekaj 1000 Bq m-3

. Ključnega pomena za zniţanje koncentracije je, da so tla in stene, ki

mejijo na podlago, dobro izdelane in izolirane. Pomembno je tudi, da ţe pri izbiri lokacije za

gradnjo objekta upoštevamo geološke značilnosti in izbiramo primerne materiale ter vrsto

konstrukcije.

Radon lahko izhaja tudi iz gradbenih materialov, kot so kamen, glina in opeka, vendar tudi

ta vir običajno ni primarna obremenitev, saj je glavni vzrok za povišane koncentracije radona

v objektih geološka podlaga. Uporaba materialov s povišano vsebnostjo urana ali radija je v

gradbeništvu relativno redka. Velikokrat so povišane koncentracije posledica gradnje

objektov na neprimerni podlagi, kot so elektrofiltrski pepel, ţlindra in rudniška jalovina

(Vaupotič, 1995). Les praviloma ne predstavlja vir radona v bivališčih, zato je iz tega vidika

bivanje v lesenih objektih bistveno bolj zdravo. Gradbeni materiali lahko v povprečju

povišajo koncentracijo radona v prostoru za 10 do 20 Bq m-3

, v redkih primerih tudi za več

kot 1000 Bq m-3

(EC, 1999). Poleg izogibanja škodljivim materialom je pomembno tudi, da

Uvod 6

prostore zadostno prezračujemo, saj je ta ukrep eden izmed uspešnih načinov odstranjevanja

radona.

Mnoge drţave, med njimi tudi Slovenija, so v zadnjih dvajsetih letih opravile obseţne

meritve radona z namenom, da bi zmanjšali tveganje tako za celotno prebivalstvo kot za

posameznika, ki ţivi v okolju s povišano koncentracijo radona. Slovenija se je pri pripravi

nacionalnega programa meritev radona v bivalnem in delovnem okolju zgledovala po drţavah

kot sta Švedska in Nemčija, ki sta temu problemu posvečali največ pozornosti. Pri pripravi

programov za vrtce in šole pa smo se najbolj zgledovali po Agenciji za varstvo okolja –

Environmental Protection Agency (EPA) in njenem programu meritev radona v šolah

(EPA, 1993). V Sloveniji so bile leta 1990 opravljene prve meritve radona v vrtcih, šolah in

domovih, kasneje pa še v zdraviliščih, bolnišnicah, vodovodnih podjetjih in vinskih kleteh

(Vaupotič, 2010). Najbolj obširne raziskave so bile opravljene prav v vrtcih in šolah, kjer so

veliko pozornost namenili tudi ukrepom za zniţanje previsokih koncentracij.

Prve raziskave radona v notranjosti objektov je v Sloveniji opravil Institut "Jožef Stefan"

ţe leta 1986, in sicer na območjih, kjer bi lahko zaznali povišane koncentracije radona. Sprva

so meritve opravili v urbanih okoljih, kot je središče Ljubljane ter v Velenju in Zasavju,

kasneje pa še na območju Pohorja in na Gorenjskem. Posvetili so se predvsem stavbam

zgrajenim iz materialov vulkanskega izvora in opek iz elektrofiltrskega pepela, ki nastaja pri

izgorevanju premoga, stavbam ob termoelektrarnah ter okrog rudnika urana v Ţirovskem vrhu

(Kobal et al., 1988). Leta 1990 so z raziskavami nadaljevali, vendar je bilo število raziskav

premajhno, da bi lahko ugotovili tveganje za prebivalstvo zaradi izpostavljenosti radonu. Še

istega leta so na pobudo takratnega Zdravstvenega inšpektorata Republike Slovenije, sedaj

Uprave Republike Slovenije za varstvo pred sevanji (URSVS), začeli izvajati sistematične

raziskave radona v okviru slovenskega nacionalnega programa. Te so zajemale meritve v 730

vrtcih, nato 890 šolah in kasneje še v 1000 izbranih domovih po Sloveniji (Zmazek in

Vaupotič, 2007). Ugotovili so, da sta glavna vzroka za povišano koncentracijo radona

geološka podlaga in kakovost gradnje. Ker se radon hitro širi prek razpok v tleh na površje, so

bile koncentracije še posebej visoke v kraški regiji, za katero so značilni apnenci in kraški

pojavi, kot so rovi in brezna. Nasprotno pa so ugotovili, da so koncentracije nizke tam, kjer so

tla glinasta, torej predvsem v severovzhodnem delu Slovenije.

Predhodne raziskave so sluţile kot baza podatkov za študij vpliva geologije na zvišane

koncentracije radona v stavbah. Kot izhodišče študije so sluţile izmerjene koncentracije

radona v stavbah, enakomerno porazdeljene po vseh slovenskih regijah. Za določitev

Uvod 7

stratografskih enot in tipa kamnine pod stavbo so uporabili nacionalno mreţo koordinat in

geološke karte Slovenije v merilu 1:25000. Da bi ocenili vpliv določene stratografske ali

litološke enote na koncentracijo radona v objektih, je bilo potrebno izločiti druge dejavnike.

Veliko pozornost so pri tem posvetili tektonskim prelomom, upoštevali pa so tudi druge

parametre, kot so starost zgradb in vrsta konstrukcije (Popit in Vaupotič, 2002). Ugotovitve

študije kaţejo, da so povprečne koncentracije radona pod 300 Bq m-3

v zgradbah zgrajenih na

klastitih in metamorfnih kamninah, najvišje vrednosti pa v stavbah na karbonatnih tleh. Na

triasnih dolomitih so bile povprečne koncentracije radona do 600 Bq m-3

, medtem ko so na

krednih apnencih presegle to vrednost in na jurskih apnencih dosegale celo 1100 Bq m-3

.

Glavna ugotovitev je bila, da imajo tektonske prelomnice in kakovost zgrajenih konstrukcij

zelo velik vpliv na povišane koncentracije radona v zgradbah. Kadar so izločili te vplive so se

povišane vrednosti pojavljale le še na kraških apnencih. Glavni vzroki za povišane

koncentracije radona so torej bili poroznost in prepustnost apnenčastih tal v kombinaciji s

starejšimi slabo grajenimi stavbami (Popit in Vaupotič, 2002). Na osnovi litološke karte,

prikazane na Sliki 1.4 lahko sklepamo, na katerih območjih je povečana verjetnost za visoke

koncentracije radona v objektih.

Slika 1.4. Litološka karta Slovenije.

Geološka podlaga v Sloveniji je zelo raznolika, razvrščena je v 7 glavnih litoloških enot,

glede na poenostavljeno geološko karto Slovenije. Te so karbonati, klastiti, terciarni

sedimenti, prodni zasipi, glinasto-prodni zasipi, morski in jezerski sedimenti ter tonalit.

Karbonati zajemajo večji del juţne in zahodne Slovenije, Kamniško-Savinjske ter Julijske

Alpe. Ker so za ta območja značilne kraške jame, brezna in rovi, ki so slabo prezračevani, tu

Uvod 8

pogosto izmerimo zelo visoke koncentracije radona. Klastite najdemo v zahodni Sloveniji,

obalno-kraški regiji in na Pohorju, pa tudi ponekod v osrednji Sloveniji in Zasavju. Terciarni

sedimenti se pojavljajo v vzhodni Sloveniji, torej na območju, kjer je Panonsko niţino

prekrivalo morje. Prodni zasipi so v dolinah večjih rek in v ledeniških dolinah. Zaradi

debelozrnatih sedimentov so tla zelo prepustna. Glinasto-prodni zasipi se pojavljajo na

kraških poljih in v dolinah rek. Prisotnost gline običajno zmanjšuje prepustnost tal. Morske in

jezerske sedimente najdemo na območju Ljubljanskega barja in Krške kotline, tonalit pa na

območju Pohorja in Karavank.

V nadaljnjih raziskavah bi bile zato najbolj smiselne meritve radonskega potenciala v tleh.

Ker so zelo zahtevne, jih je do sedaj opravilo le nekaj drţav, med njimi Švedska (EC, 2005) in

Nemčija (Kemski et al., 2001), ki sta posledično kategorizirali zemljišča tako, da glede na

potencial radona v tleh, zahtevata različne preventivne gradbene ukrepe. Med drţave, ki so

opravile sistematične meritve radona v tleh na drţavnem nivoju spada tudi Češka (Neznal et

al., 2004). V Sloveniji so tovrstne meritve opravili na pribliţno 140 merskih točkah po vsej

drţavi, kar pa daje le orientacijsko sliko (Vaupotič et al., 2008). Radonska karta Slovenije je

prikazana na Sliki 1.5 (Vaupotič, 2009). Visoke koncentracije talnega radona so predvsem

tam, kjer potekajo tektonski prelomi.

Slika 1.5. Karta radonskega potenciala v tleh v Sloveniji (Vaupotič, 2009).

V Sloveniji področje mejnih koncentracij radona obravnava Uredba o mejnih dozah,

radioaktivni kontaminaciji in intervencijskih nivojih (UL, 2004), ki določa, da koncentracija

radona v domovih naj ne bo višja od 400 Bq m-3

, v delovnih prostorih pa ne višja od

1000 Bq m-3

. Vendar pa strokovnjaki priporočajo, da je dopustna letna povprečna

Uvod 9

koncentracija radona 400 Bq m-3

le za obstoječe objekte, medtem ko za novogradnje

priporočajo 200 Bq m-3

. Obstoječe radonske karte za vrtce, šole, bivališča ter za zunanji in

talni zrak (Vaupotič, 2009) so uporaben vir informacij za arhitekte in projektante. Ti naj bi ţe

v fazi načrtovanja objekt zasnovali tako, da bi le-ta izpolnil zahteve predpisov. Vendar pa

obstoječi podatki niso povsem zanesljivi, saj je bilo do sedaj opravljeno premajhno število

meritev, na osnovi katerih ni moţno nedvoumno izluščiti informacij, v kolikšni meri so

povišane koncentracije posledica geološke sestave podlage in v kolikšni meri posledica

neustrezne zasnove objekta. V svojem diplomskem delu bom zato analiziral izmerjene

koncentracije radona v bivališčih, izvedel ponovne meritve v objektih z najvišjimi

koncentracijami ter skušal ugotoviti vzroke za povišane koncentracije radona v bivalnih

prostorih.

1.2 Namen, cilji in osnovna trditev

Glede na zgoraj opisano problematiko je namen diplomske naloge ponovno izvesti

meritve radona v stanovanjskih stavbah, v katerih so bile izmerjene povišane koncentracije

radona ter ugotoviti ali obstaja korelacija med povišano koncentracijo radona v stavbah in

vrsto geološke podlage ter konstrukcijo objekta in s tem povezane kakovosti zgrajenih stavb.

Cilji diplomskega dela so:

odvzeti vzorce zraka v različnih prostorih v izbranih stanovanjskih objektih,

ugotoviti moţne izvore radona,

v laboratoriju opraviti meritve koncentracije radona v odvzetih vzorcih zraka,

analizirati rezultate,

primerjati nove rezultate z rezultati predhodnih meritev,

analizirati geološko podlago, konstrukcijo stavbe in kvaliteto izvedbe ter

ugotoviti vzroke za povišane koncentracije radona.

Na osnovi preštudirane literature in pridobljenega teoretičnega znanja postavljam

naslednjo tezo: Povišane koncentracije radona v objektih so odvisne od geološke podlage,

starosti objekta in kakovosti gradnje. Povišane koncentracije pričakujem na karbonatnih tleh,

kot so kraški apnenci, kjer zaradi kraških pojavov v tleh transport radona poteka zelo hitro.

Nasprotno pričakujem niţje koncentracije v severovzhodni Sloveniji, kjer prevladujejo

glinaste podlage, ki so dobra zapora za gibanje plinov, še posebej kadar so vlaţne. Pri

Uvod 10

starejših stavbah so povišane koncentracije posledica razpok in poškodb v talnih ploščah. Ker

pa je celoten ovoj starejših stavb manj tesen se na tak način zračijo in omogočajo izmenjavo

plinov, v novejših stavbah pa je lahko prav preveliko tesnenje zunanjih sten moţen vzrok za

povišane koncentracije radona.

1.3 Predpostavke in omejitve

V diplomski nalogi sem se omejil na merjenje koncentracije radona v štirih stanovanjskih

stavbah, s čimer sem verificiral podatke pridobljene v predhodnih študijah. Omejil sem se na

izvajanje meritev v pritličnih prostorih, saj so običajno tu koncentracije najvišje. Pregledal

sem torej podatke 130 hiš po Sloveniji in jih razvrstil po različnih geoloških podlagah.

Podrobneje bom nato opisal nekaj hiš, izmeril koncentracije radona in jih razvrstil glede na

litologijo in starost objekta. Omejil sem se na merjenje koncentracije radona, ki v objekt

vstopa iz podlage in predpostavil, da je radon, ki izhaja iz gradbenih materialov pri

koncentraciji radona v prostorih zanemarljiv.

1.4 Kompozicija dela

Diplomsko delo je sestavljeno iz štirih poglavij. V prvem poglavju (Uvod) je opredeljeno

področje in opisan problem, ki je predmet raziskave. Predstavljene so osnovne fizikalno-

kemijske lastnosti radona, glavni izvori in vplivi radona na zdravje človeka. Na osnovi

literature in pridobljenih podatkov so podani namen dela, cilji in teza.

V drugem poglavju (Eksperiment) so opisane uporabljene merilne tehnike in načini

odvzema vzorcev ter podrobneje predstavljena metoda za merjenje koncetracije radona s

scintilacijskimi celicami.

V tretjem poglavju (Rezultati) so podani rezultati meritev in analiza le-teh.

Četrto poglavje (Zaključek) povzema končne rezultate meritev in ugotovitve ter odgovor

na zastavljeno tezo.

1.5 Metode raziskovanja

Meritve radona sem izvedel z aktivno metodo za merjenje trenutne koncentracije radona v

zraku. Pri tem sem uporabil alfa scintilacijske celice, v katere sem odvzel vzorce zraka.

Aktivnosti radona v vzorcih sem nato izmeril na prenosnem merilniku radona PRM 145. Iz

pridobljenih podatkov sem s pomočjo programske opreme Microsoft Excel in z uporabo

Uvod 11

ustrezne enačbe izračunal trenutne koncentracije radona v zraku. Nato sem na litološko karto

Slovenije vrisal točke, kjer se nahajajo stavbe in tako določil tip podlage. Postopek sem

ponovil še za ostale rezultate izmerjenih koncentracij radona. Te rezultate sem nato primerjal

še z rezultati, ki sem jih pridobil iz meritev v predhodni študiji.

2 EKSPERIMENT

Eksperimentalno delo sem opravil v laboratoriju Centra za radon na Institutu "Jožef

Stefan", in sicer na Odseku za znanosti o okolju. Meritve sem izvedel na 20 vzorcih zraka, z

uporabo alfa scintilacijskih celic in prenosnega merilnika radona PRM 145, na katerem sem

nato izmeril koncentracijo. V nadaljevanju bom podrobneje opisal princip delovanja

scintilacijskega merilnika in način odvzemanja vzorcev.

2.1 Eksperimentalne metode

Osnovni princip merilnih tehnik za določanje koncentracije radona je, da zrak, ki vsebuje

radon z difuzijo ali zaradi črpanja prehaja skozi filter v detektorski prostor znanega volumna.

Na filtru se zadrţijo kovine, ki so radonovi razpadni produkti. V detektorju radon in njegovi

kratkoţivi razpadni produkti razpadejo, pri tem pa nastajata alfa in beta sevanje.

Ločimo aktivne in pasivne metode vzorčenja. Pri pasivnih metodah zrak vstopa zaradi

difuzije v prostor detektorja, medtem ko ga pri aktivnih metodah črpamo. Za merjenje

koncentracije radona se najpogosteje uporabljajo

prenosni kontinuirni merilniki,

detektorji jedrskih sledi in

alfa scintilacijske celice.

S kontinuirnimi merilniki merimo radon in radonove razpadne produkte v zaporednih

časovnih intervalih, medtem ko z detektorji jedrskih sledi merimo povprečne koncentracije

radona v zraku. Slednja metoda temelji na štetju jedrskih sledi, ki jih na detektorski foliji

naredijo delci alfa pri razpadu radona in njegovih kratkoţivih potomcev. Sledi so vidne na

detektorski foliji šele po kemični in termični obdelavi. Štejemo jih pod mikroskopom. Gostota

sledi je odvisna od povprečne koncentracije radona v času, v katerem je bil detektor

izpostavljen.

Alfa scintilacijske celice se ţe več kot štirideset let uporabljajo za merjenje radona. To je

Eksperiment 13

zelo preprosta, hitra in zanesljiva merilna tehnika, s katero merimo trenutno koncentracijo

radona v zraku. Metoda je zasnovana na merjenju skupne aktivnosti alfa 222

Rn in njegovih

kratkoţivih potomcev 218

Po in 214

Po. Celice so različnih oblik in velikosti ter narejene iz

raznih materialov. Notranje stene razen dna celice so prevlečene s scintilatorjem, to je

cinkovim sulfidom, aktiviranim s srebrom. Dno je prozorno in namenjeno optičnemu stiku s

fotopomnoţevalko. Ko delec alfa zadene cinkov sulfid, tedaj le-ta izseva svetlobo z valovno

dolţino 600 nm. Svetlobne valove nato fotopomnoţevalka pretvori v električne signale,

merilnik pa jih ojača in prešteje. Na ekranu merilnika se ob koncu meritve izpiše število

preštetih impulzov, ki pove, koliko trkov delcev alfa ob scintilator se je zgodilo zaradi

razpada radona oziroma njegovih razpadnih produktov.

Za izvedbo meritev sem uporabljal celice, ki so jih izdelali na Institutu "Jožef Stefan".

Le-te so valjaste oblike volumna 0.7 dm3 in imajo premer osnovne ploskve 7.5 cm. Stene

celic so iz bakrene pločevine debeline 0.5 mm in na notranji strani prevlečene s cinkovim

sulfidom. Dno celice je iz prozornega pleksi stekla. Na vrhu celice sta dve cevki, od katerih

ena sega skoraj do dna celice, druga pa je ~ 1 cm pod površino vrhnje ploskve. Namenjeni sta

odvzemu vzorcev zraka in čiščenju celice.

Poleg celic sem za meritve uporabljal tudi scintilacijski merilnik koncentracije radona

PRM 145, ki je sestavljen iz dveh delov, zloţenih v prenosnem kovčku, kar je prikazano na

Sliki 2.1. Prvi del, ki je cilindrične oblike, sluţi kot detektor impulzov ter vsebuje

fotopomnoţevalko, napajanje pomnoţevalke, ojačevalnik impulzov in prostor za

scintilacijsko celico. Drugi del vsebuje mikrokontroler, napajalnik, akumulator in selektor

impulzov. Na njem je tipkovnica, kontrolna lučka pokrova fotopomnoţevalke ter stikala za

vklop in dvovrstični alfanumerični prikazovalnik s tekočimi kristali (Ames, 2000).

Konec meritve naprava oznani z zvočnim signalom. Na podlagi števila impulzov, časa

meritve, časovnega odmika, ozadja in konstant celic je merilnik izračunal koncentracijo

aktivnosti radona po naslednji enačbi

3693.0

60

t

b

b

s

s

Rn

eb

t

n

t

n

C

kjer sta ns in nb števili impulzov na števcu pri merjenju vzorca (indeks s) in ozadja (indeks b),

ts in tb (min) sta pripadajoča časa merjenja, b (m3

s-1

Bq-1

) je konstanta scintilacijske celice,

t (h) pa je čas med polnjenjem scintilacijske celice z vzorcem in meritvijo aktivnosti ter je

(1),

Eksperiment 14

enak ali večji kot 3 h. τ je razpolovni čas radona in je enak 91.68 h oziroma 3.82 dni.

Slika 2.1. Prenosni merilnik radona PRM 145 s scintilacijsko celico.

V primeru neskladnosti je merilnik izpisal rezultat nič, kar se je zgodilo zaradi napačno

vnesene konstante celice, ozadja, števila impulzov ali časovnih razlik. Po koncu meritve je

merilnik na zaslonu izpisal uporabljeno celico, vrednost meritve, število preštetih impulzov

ter čas trajanja meritve.

Kot je razvidno iz Slike 2.2 (Vaupotič, 2002), pribliţno po treh urah od polnjenja celice

nastopi radioaktivno ravnoteţje med radonom in njegovimi razpadnimi produkti. Zato je to

najbolj primeren čas za merjenje s scintilacijsko celico.

Slika 2.2. Hitrost nastanka in razpada radonovih kratkoţivih razpadnih produktov v

prvotnem čistem vzorcu radona (Vaupotič, 2002).

Eksperiment 15

2.2 Vzorčenje

Meritve trenutnih koncentracij radona v zraku sem izvedel v zimskem času, natančneje v

začetku marca 2011. Potekale so na štirih različnih lokacijah in sicer v Breţicah, Novem

mestu, Ljubljani ter Kranju. Na vsaki od teh lokacij sem odvzel pet vzorcev zraka v različnih

prostorih. Sočasno z odvzemom vzorcev sem opravil tudi ogled objekta ter si zabeleţil

podatke o prostorih, načinu gradnje in materialih iz katerih so stene in plošče. Za te objekte

sem se odločil na podlagi podatkov iz predhodnih raziskav, ki so pokazale, da je koncentracija

radona v teh objektih od 900 do 4000 Bq m-3

. V Tabeli 2.1 so prikazani geografski podatki

obravnavanih objektov.

Tabela 2.1. Koordinate in vrsta stavbe.

Oznaka Kraj

vzorčenja Zemljepisna širina

Zemljepisna

dolţina Vrsta stavbe

1 Breţice 45°54'29'' 15°35'47'' Večstanovanjska hiša

2 Novo mesto 45°48'32'' 15°08'43'' Enodruţinska hiša

3 Ljubljana 46°03'45'' 14°35'16'' Dvostanovanjska hiša

4 Kranj 46°13'28'' 14°21'38'' Enodruţinska hiša

Pred odvzemom vzorcev na terenu, sem scintilacijske celice v laboratoriju najprej očistil

in sicer tako, da sem jih nekaj minut prepihoval z dušikom in jim tako izpihal zrak, v katerem

se je morda še nahajal radon in njegovi razpadni produkti. Nato sem naslednji dan na

merilniku izmeril ozadje celice, ki pove, koliko alfa sevanja še vedno nastaja v njej.

Na terenu sem celico napolnil z vzorcem zraka iz prostora. To sem storil tako, da sem snel

oba zamaška celice, nadel tlačilko in izmenjal plin v celici z zrakom iz prostora z vsaj 5×

volumnom celice. Nato sem celico takoj zaprl z zamaškoma in zabeleţil datum ter čas in

lokacijo odvzema. Vzorce sem pred meritvami pustil odleţati najmanj 3 h, tako da se je

vzpostavilo ravnoteţje med radioaktivnimi elementi.

V laboratoriju sem pod pokrov fotopomnoţevalke vstavil scintilacijsko celico z vzorcem,

ga dobro zaprl ter počakal, da se je vzpostavilo konstantno napajanje fotopomnoţevalke. Nato

sem vpisal številko celice, čas in datum odvzema vzorca ter čas trajanja meritve. Rezultate

meritev podajam v naslednjem poglavju.

3 REZULTATI

V tem poglavju predstavljam rezultate meritev koncentracije radona, ki sem jih izvedel v

začetku marca 2011 v bivalnih stavbah. Osredotočil sem se na dejavnike, ki vplivajo na

koncentracijo radona v notranjem zraku, zato parametrov zunanjega zraka nisem meril. Za

interpretacijo rezultatov koncentracije v prostorih, podajam tudi opis stavbe, uporabljene

gradbene materiale in geološko podlago na kateri stavba stoji. V nadaljevanju poglavja bom

analiziral rezultate predhodne študije in jih primerjal z rezultati lastnih meritev.

3.1 Rezultati meritev

Na Sliki 3.1 so z črnimi pikami na litološki karti Slovenije označena merilna mesta, kjer

sem izvajal meritve. Na karti so z rdečo barvo vrisani glavni geološki prelomi v Sloveniji.

Meritve so potekale v Breţicah, Novem mestu, Ljubljani in Kranju. Na vsaki lokaciji sem v

scintilacijske celice odvzel pet vzorcev zraka in si zabeleţil vse podatke, ki jih potrebujem za

raziskavo. Koncentracijo radona na vsakem vzorcu sem izmeril 2×, v nadaljevanju podajam

povprečne vrednosti meritev, posamezni rezultati pa so zbrani v Prilogi.

Slika 3.1. Litološka karta z vrisanimi merilnimi mesti (1) Breţice, (2) Novo mesto,

(3) Ljubljana in (4) Kranj.

1 2

4

3

Rezultati 17

Merilno mesto 1: Brežice

Geološka podlaga okoliša stanovanjskega bloka, ki se nahaja v Breţicah, so preteţno

morski in jezerski sedimenti ter glinasto-prodni zasipi. Stavba se nahaja na zahodnem delu

Breţic, v centru starega dela mesta. Stanovanjski blok je bil zgrajen leta 1958. Med

uporabljenimi materiali objekta prevladujeta beton in opeka. Stanovanje, v katerem sem

opravil meritve, se nahaja v pritličju zgradbe. Del stanovanja je podkleten, nepodkleteni del

stanovanja pa leţi na terenu. Poleg prostorov v katerih sem izvajal meritve ima stanovanje še

kopalnico in kuhinjo. V njem ni klimatske naprave, tako da prezračevanje poteka le z

odpiranjem oken in vrat. Pozimi je stanovanje centralno ogrevano. V Tabeli 3.1 so zbrani

podatki o legi prostorov, gradbenih materialih in izmerjenih koncentracijah radona.

Tabela 3.1. Koncentracije izmerjene v večstanovanjski stavbi v Breţicah. B je oznaka za beton, O za opeko.

Mesto

vzorčenja

Gradbeni material Lega glede na teren

CRn

[Bq m-3

] Tla Stene Strop

Dnevna soba B O B dvignjeno nad teren 266

Otroška soba B O B dvignjeno nad teren 581

Spalnica B O B dvignjeno nad teren 699

Hodnik B O B dvignjeno nad teren 305

Klet B B B delno pod terenom 50

V Tabeli 3.1 so prikazani rezultati meritev. Najverjetneje je vzrok za povišane

koncentracije radona geološka podlaga na kateri stoji objekt. Vstop radona je moţen posredno

iz kleti in neposredno iz podlage. Najvišji vrednosti sta na delu stanovanja, ki ni podkleten in

leţi nad terenom, pod pričakovanji pa je koncentracija v kleti. Vzrok za nizko koncentracijo v

kleti je lahko kletno okno, ki je trajno odprto. Glede na starost objekta je moţno, da so bili

uporabljeni gradbeni materiali, ki vsebujejo radij, zato bi bilo potrebno odveti tudi vzorce

materialov, kar pa ni predmet te študije.

Merilno mesto 2: Novo mesto

Drugo meritev sem izvajal v enodruţinski hiši v okolici Novega mesta. Geološka podlaga

na tem območju je preteţno karbonatna, ponekod pa najdemo tudi prodne zasipe. Stavba se

nahaja izven mesta, in sicer jugozahodno od Novega mesta in leţi ob reki Krki. Zgrajena je

bila leta 1980, deloma na kamnu deloma pa na nasipu. Hiša je deloma podkletena, stene in tla

v pritličju so betonske, v nadstropju pa zidane iz opeke. Poleg polkletnih prostorov ima stavba

Rezultati 18

v pritličju kuhinjo in bivalne prostore. Prezračevanje v prostorih, kjer sem izvajal meritve,

poteka le z odpiranjem oken ali vrat, pozimi pa je stavba centralno ogrevana. V Tabeli 3.2 so

podatki o legi prostorov, gradbenih materialih in izmerjenih koncentracijah radona.

Tabela 3.2. Koncentracije izmerjene v enodruţinski hiši v Novem mestu. B je oznaka za beton, O za opeko.

Mesto

vzorčenja

Gradbeni material Lega glede na teren

CRn

[Bq m-3

] Tla Stene Strop

Spalnica B B B polkletno 466

Kopalnica B B B polkletno 432

Kotlovnica B B B polkletno 479

Garaţa B B B polkletno 303

Kuhinja B O B dvignjeno nad teren 152

Kot je razvidno iz Tabele 3.2 je najvišja koncentracija radona izmerjena v kotlovnici. Tudi

sicer so najvišje vrednosti izmerjene v polkletnih prostorih. Koncentracija v kuhinji je nizka,

kar je skladno s pričakovanji, saj leţi v prvem nadstropju in tako ni moţnosti direktnega

prehoda radona iz podlage. Prehod radona iz polkletnih prostorov v pritličje pa je moţen po

stopnišču ali pa prebojih za instalacije. Zaradi prodnih nanosov in s tem zelo prepustnih tal,

zaradi neposredne bliţine reke ter tektonskega preloma v bliţini, so povišane koncentracije

pričakovane.

Merilno mesto 3: Ljubljana

V Ljubljani prevladujejo kot geološka podlaga preteţno prodni zasipi reke Save.

Dvostanovanjska hiša v kateri sem izvajal meritve leţi na vzhodnem delu Ljubljane v

neposredni bliţini vzhodne obvoznice. Zgrajena je bila leta 1930, vendar je bila v celoti

prenovljena leta 1998. Prenova je obsegala obnovo fasade z novo hidro in toplotno izolacijo,

nove notranje omete ter obnovo tlakov na terenu z novo betonsko talno ploščo. Stavba je bila

med obnovo tudi poglobljena za 1.5 m, tako da so pridobili polkletno stanovanje. Nad njim je

še nadstropje in podstrešje. V kleti prevladuje beton, v višjih etaţah pa opečni zidaki.

Prezračevanje v stanovanjih poteka le z uporabo oken. Stanovanji sta centralno ogrevani. V

Tabeli 3.3 so zbrani podatki o legi prostorov, gradbenih materialih in izmerjenih

koncentracijah radona.

Iz Tabele 3.3 je razvidno, da so vrednosti koncentracije pribliţno enake, le v spalnici in

dnevni sobi so višje, kar je lahko posledica dejstva, da sta ti sobi ločeni in večinoma zaprti z

Rezultati 19

vrati, ostali trije prostori pa so med seboj povezani in odprti. Povišane koncentracije radona so

pričakovane zaradi prodnih nanosov, na katerih stoji objekt. Kljub temu, da je bil objekt

obnovljen, pa je problematična kakovost izvedbe stikov med starimi in novimi betonskimi

zidovi ter tesnenje odprtin za komunalne vode.

Tabela 3.3. Koncentracije izmerjene v dvostanovanjski stavbi v Ljubljani. B je oznaka za beton.

Mesto

vzorčenja

Gradbeni material Lega glede na teren

CRn

[Bq m-3

] Tla Stene Strop

Spalnica B B B polkletno 653

Dnevna soba B B B polkletno 573

Kuhinja B B B polkletno 416

Shramba B B B polkletno 381

Hodnik B B B polkletno 381

Merilno mesto 4: Kranj

Enodruţinska hiša se nahaja izven mesta, in sicer jugozahodno od Kranja in leţi ob reki

Savi, kjer prevladujejo prodni zasipi, vendar so ponekod nanosi peska drugod pa lapor.

Stanovanjska stavba je bila zgrajena leta 2004 kot nadomestni objekt. Hiša je vkopana za

1.7 m od terena. Talna plošča je betonska, stene v kleti so zidane iz betonskih zidakov, v

zgornjih nadstropjih pa iz opeke. Prezračevanje v polkletnih prostorih poteka z odpiranjem

oken in redkokdaj z uporabo garaţnih vrat. Pozimi je stavba centralno ogrevana. V Tabeli 3.4

so zbrani podatki o legi prostorov, gradbenih materialih in izmerjenih koncentracijah radona.

Tabela 3.4. Koncentracije izmerjene v enodruţinski hiši v Kranju. B je oznaka za beton, BZ za betonski zidak.

Mesto

vzorčenja

Gradbeni material Lega glede na teren

CRn

[Bq m-3

] Tla Stene Strop

Garaţa B BZ B polkletno 54

Fitnes soba B BZ B polkletno 505

Zračnik v f. s. B BZ B polkletno 271

Druţabna soba B BZ B polkletno 41

Shramba B BZ B polkletno 1216

Iz Tabele 3.4 je razvidno, da je najvišja koncentracija v shrambi, kar lahko pojasnim s

tem, da je prostor zelo majhen in se skoraj nikoli ne uporablja ter se tako radon v njem

koncentrira. Zanimivo je, da so koncentracije radona v zelo širokem območju in sicer od ~ 40

Rezultati 20

do 1200 Bq m-3

. Glede na geološko podlago in glede na bliţino tektonskega preloma so

povišane koncentracije radona pričakovane.

3.2 Primerjava z rezultati predhodne študije

Kot je bilo omenjeno ţe v prejšnjem poglavju, sem za raziskavo uporabil aktivno metodo

za merjenje trenutne koncentracije radona v zraku. Podatke z rezultati predhodne študije so mi

posredovali na Centru za radon na Institutu "Jožef Stefan". Rezultate so pridobili s pasivno

metodo z uporabo detektorjev jedrskih sledi. Meritve so bile izvedene v zimskem času in sicer

leta 2003. V Tabeli 3.5 sem prikazal rezultate pridobljene iz predhodne študije in maksimalne

vrednosti meritev koncentracije, ki sem jih opravil sam.

Tabela 3.5. Prikaz najvišjih izmerjenih vrednosti koncentracije radona s pasivno

metodo leta 2003 in z aktivno metodo leta 2011. Podatki za leto 2003 so

pridobljeni na Centru za radon na Institutu "Jožef Stefan".

Oznaka Kraj vzorčenja CRn [Bq m

-3]

2003 2011

1 Breţice 1500 700

2 Novo mesto 860 480

3 Ljubljana 2900 650

4 Kranj 3900 1220

Najvišja koncentracija radona je bila v študiji iz leta 2003 izmerjena v Kranju, in sicer še v

stari hiši, kjer danes na isti lokaciji stoji nova, ki so jo zgradili leta 2004. Rezultat

koncentracije radona predhodne študije je zelo visok, medtem ko je rezultat meritve, ki sem jo

opravil ~ 3× niţji. Visoko koncentracijo lahko pojasnimo s tem, da objekt leţi na prodnih

nanosih, kjer je prepustnost tal velika, poleg tega pa v neposredni bliţini poteka glavni

prelom.

V študiji iz leta 2003 je bila druga najvišja koncentracija izmerjena v Ljubljani, in sicer v

dvostanovanjski hiši, ki je bila zgrajena leta 1930, toda obnovljena leta 1998. Ker je obnova

obsegala novo fasado s hidro in toplotno izolacijo, notranje omete ter obnovo tlakov na terenu

z novo betonsko talno ploščo, je koncentracija bistveno niţja vendar še vedno nad dopustno

letno povprečno koncentracijo radona za obstoječe objekte.

Velike razlike v vrednostih meritev v letu 2003 in letu 2011 so povezane z dejstvom, da

sta bili uporabljeni različni merilni tehniki, od katerih pasivna metoda meri povprečno

Rezultati 21

koncentracijo celotnega analiziranega obdobja, medtem ko z drugo merimo trenutno

koncentracijo. V vsakem primeru pa koncentracije izmerjene v posameznem obdobju ne

moremo primerjati z povprečno letno koncentracijo, saj so v zimskem obdobju koncentracije

najvišje, v poletnem pa običajno bistveno niţje.

Na osnovi pregleda stavb in pogovora s stanovalci ocenjujem, da je za povišane

koncentracije radona moţen vzrok tudi pomanjkljivo prezračevanje. Meritve sem namreč

izvajal v zimskem času, ko prezračevanje ni tako aktivno kot v preostalem delu leta, zato so

izmerjene koncentracije najverjetneje precej višje kot bi jih izmeril v poletnem času. Poleg

prezračevanja na koncentracije radona vplivajo tudi razlike v tlakih. Pozimi so stanovanjski

prostori ogrevani, kar pomeni toplejši notranji zrak, posledično niţjo gostoto in podtlak v

prostoru ter posledično srk zraka iz zemljine. Znano je tudi, da se koncentracija radona

poveča ponoči in doseţe najvišjo vrednost proti jutru. Na zniţanje koncentracije radona

ugodno vplivajo aktivnosti stanovalcev, saj se s tem poveča mešanje zraka.

4 ZAKLJUČKI

Glede na navedeno ocenjujem, da je namen diplomske naloge v celoti doseţen. Cilji

zastavljeni v podpoglavju 1.2 so izpolnjeni kot sledi:

izvedene so bile meritve v štirih stanovanjskih stavbah,

odvzetih je bilo pet vzorcev zraka v vsaki stavbi,

v laboratoriju je bil vsak vzorec izmerjen 2×,

izračunane so bile koncentracije radona za posamezni prostor,

izdelana je bila analiza rezultatov,

izvedena je bila primerjava z rezultati predhodne meritve ter

izdelana analiza geološke podlage in konstrukcije stavbe.

Ugotovil sem, da so trenutne koncentracije radona v vseh objektih nad vrednostmi, ki jih

za povprečne letne koncentracije določajo priporočila. Najvišje izmerjene vrednosti v

posameznem objektu so v območju od 400 do 1200 Bq m-3

. Samo v enem primeru obstaja

moţnost, da so povišane koncentracije posledica gradbenih materialov, v ostalih primerih pa

je vzrok v geološki podlagi.

Na podlagi preštudirane literature, izkušenj pridobljenih pri odvzemu in meritvah vzorcev

ter opravljeni analizi rezultatov podajam še naslednje zaključke:

1. zaradi mnogih dejavnikov, ki vplivajo na koncentracijo radona so meritve nujno

potrebne,

2. meritve so zanesljive in cenovno dostopne,

3. kljub kakovostnejši gradnji ni zagotovila, da bodo koncentracije radona nizke, če

objekt leţi na zelo prepustni podlagi ali pa v njegovi bliţini potekajo prelomi,

4. pomembno je, da prostore zadostno zračimo, saj je zračenje eden izmed uspešnih

načinov zniţevanja koncentracije radona v prostoru.

Zaključki 23

Za nadaljnje delo predlagam razširitev raziskave, in sicer tako, da bi podobne meritve v

prihodnje izvajali v večjem številu in v različnih bivalnih okoljih ter skozi daljše časovno

obdobje. Smiselno bi bilo posvetiti se bivalnim navadam ljudi in mikroklimatskim

dejavnikom.

5 LITERATURA

Ames, 2000. PRM 145 prenosni merilnik radona. Opis in navodilo za uporabo, Ljubljana.

Darby S., Hill D., Auvinen A., Barros-Dios J. M., Baysson H., Bochicchio F., Deo H., Falk

R., Forastiere F., Hakama M., Heid I., Kreienbrock L., Kreuzer M., Lagarde F.,

Mäkeläinen I., Muirhead C., Oberaigner W., Pershagen G., Ruano-Ravina A.,

Ruosteenoja E., Schaffrath Rosario A., Tirmarche M., Tomáscaronek L., Whitley E.,

Wichmann H. E., Doll R., 2005. Radon in homes and risk of lung cancer, Collaborative

analysis of individual data from 13 European case – control studies, BMJ, 223-330.

Doll R., 1992. Risks from radon, Radiation Protection Dosimetry, 42, 149-153.

EC, 1999. Radiological Protoncernig the Natural Radioactivity of Building Materials.

Radiation protection 112.

EC, 2005. An overview of Radon Surveys in Europe. Office for Official Publications of the

European Communities, Luxembourg.

EPA, 1993. Radon measurement in schools, Washington DC, EPA 402-R-92-014.

Hanţič L., Ilić R., 1997. Vpliv poroznosti tal na koncentracijo radona v objektih, Gradbeni

vestnik 46, 312-317.

ICRP, 1994. Protection against radon-222 at home and at work, Pergamon Press 65.

Kemski J., Siehl A., Stegemann R., Valdivia-Manchego M., 2001. Mapping the geogenic

radon potential in Germany, Total Environment 272, 217-230.

Kobal I., Fedina Š., 1987. Radiation doses at the Radenci Health Resort, Radiat. Prot. Dosim.

20, 257-259.

Kobal I., Vaupotič J., Burger J., 1988. A method for determination of indoor radon

concentrations using α-scintillation cells, Environment International 14, 345-348.

Koţelj M., Erman R., Istenič R., Radeţ Č.M., 2006. Delo z viri sevanj, Ministrstvo za okolje

in prostor, Uprava RS za jedrsko varnost, Ljubljana.

Neznal M., Matolín M., Just G., Turek K., 2004. Short – term temporal variations of soil gas

radon concentration and comparison of measurement techniques, Radiat. Prot. Dosim.

108, 55-63.

Popit A., Vaupotič J., 2002. Indoor radon concentrations in relation to geology in Slovenia,

Environmental Geology 42, 330-337.

Literatura 25

UL, 2004. Uredba o mejnih dozah, radioaktivni kontaminaciji in intervencijskih nivojih,

Uradni list Republike Slovenije.

UNSCEAR, 2000. Sources and Effects of Ionizing radiation. UNSCEAR 2000 Report to the

General assembly, Vol. 1.

Valković V., 2000. Radioactivity in the environment, Elsevier, Amsterdam, str. 681.

Vaupotič J., 1995. Koncentracija radona in njegovih razpadnih produktov v bivalnem okolju

ter modelni izračuni doz, doktorska disertacija, Fakulteta za naravoslovje in tehnologijo,

oddelek za kemijo in kemijsko tehnologijo, Univerza v Ljubljani, Ljubljana.

Vaupotič J., 2002. Radon. Navodila in priročnik za vaje iz higiene, Čakš T. (ur.), Medicinska

fakulteta, Inštitut za higieno, Ljubljana, 124-131.

Vaupotič J., 2009. Review of radon research in Slovenia. Kovács T. (ur.), Somlai J. (ur.),

Magyar Radon Fórum, Veszprém. Környezetvédelmi konferencia, Universitas Pannonica,

Veszprém, 45-157.

Vaupotič J., 2010. Slovenian approach in managing exposure to radon at workplaces,

Nukleonika 55, 565-571.

Vaupotič J., Ţvab P., Gregorič A., Kobal I., Kocman D., Kotnik J., Kriţman M., 2008. Radon

mapping in Slovenia based on its levels in soil gas, 33rd International Geological

Cogress, Oslo.

Vaupotič J., Kobal I., Kriţman M., 2010. Background outdoor radon levels in Slovenia,

Nukleonika 55, 579-582.

Zmazek B., Vaupotič J., 2007. Coping with radon problem in a private house, Building and

Environment 42, 3685-3690.

WHO, 2009. WHO Handbook on indor radon: a public health perspective, Geneva.

6 PRILOGA

1. Brežice

Prostor SC b nb tb ns ts vzorčevanje meritev Δt razpad CRn

m3 s

-1 Bq

-1 imp. min. imp. min. datum in ura datum in ura h Bq m

-3

Dnevna soba 802 0,00137 59 30 344 15 1.3.2011 15:19 2.3.2011 8:12 13,88 0,900 283

802 0,00137 59 30 204 10 1.3.2011 15:19 2.3.2011 8:27 14,13 0,899 249

266

Otroška soba 804 0,00137 66 30 449 10 1.3.2011 15:24 2.3.2011 8:40 14,27 0,898 579

804 0,00137 66 30 452 10 1.3.2011 15:24 2.3.2011 8:53 14,48 0,896 584

581

Spalnica 819 0,00129 57 30 487 10 1.3.2011 15:29 2.3.2011 9:05 14,60 0,896 675

819 0,00129 57 30 260 5 1.3.2011 15:29 2.3.2011 9:15 14,77 0,895 724

699

Hodnik 820 0,00125 46 30 215 10 1.3.2011 15:32 2.3.2011 9:22 14,83 0,894 298

820 0,00125 46 30 224 10 1.3.2011 15:32 2.3.2011 9:32 15,00 0,893 312

305

Klet 822 0,00129 84 30 76 10 1.3.2011 15:35 2.3.2011 9:44 15,15 0,892 70

822 0,00129 84 30 89 15 1.3.2011 15:35 2.3.2011 9:55 15,33 0,891 45

822 0,00129 84 30 104 20 1.3.2011 15:35 2.3.2011 11:45 17,17 0,878 35

50

2. Novo mesto

Prostor SC b nb tb ns ts vzorčevanje meritev Δt razpad CRn

m3 s

-1 Bq

-1 imp. min. imp. min. datum in ura datum in ura h Bq m

-3

Spalnica 831 0,00121 69 30 332 10 1.3.2011 16:40 2.3.2011 10:10 14,50 0,896 475

831 0,00121 69 30 160 5 1.3.2011 16:40 2.3.2011 10:22 14,70 0,895 457

466

Kopalnica 833 0,00132 67 30 332 10 1.3.2011 16:45 2.3.2011 10:29 14,73 0,895 437

833 0,00132 67 30 162 5 1.3.2011 16:45 2.3.2011 10:39 14,90 0,894 426

432

Kotlovnica 834 0,00121 38 30 305 10 1.3.2011 15:48 2.3.2011 10:45 15,95 0,887 454

834 0,00121 38 30 168 5 1.3.2011 15:48 2.3.2011 10:55 16,12 0,885 503

479

Garaža 846 0,00125 52 30 240 10 1.3.2011 16:53 2.3.2011 11:02 15,15 0,892 333

846 0,00125 52 30 100 5 1.3.2011 16:53 2.3.2011 11:12 15,32 0,891 273

303

Kuhinja 847 0,00126 22 30 109 10 1.3.2011 17:00 2.3.2011 11:18 15,30 0,891 151

847 0,00126 22 30 165 15 1.3.2011 17:00 2.3.2011 11:29 15,48 0,890 153

152

Priloga 27

3. Ljubljana

Prostor SC b nb tb ns ts vzorčevanje meritev Δt razpad CRn

m3 s

-1 Bq

-1 imp. min. imp. min. datum in ura datum in ura h Bq m

-3

Spalnica 805 0,00132 43 30 508 10 2.3.2011 14:09 2.3.2011 17:10 0,02 1,000 623

805 0,00132 43 30 277 5 2.3.2011 14:09 2.3.2011 17:20 0,18 0,999 682

653

Dnevna soba 810 0,00129 38 30 422 10 2.3.2011 14:10 2.3.2011 17:27 0,28 0,998 530

810 0,00129 38 30 216 5 2.3.2011 14:10 2.3.2011 17:37 0,45 0,997 544

537

Kuhinja 811 0,00131 43 30 317 10 2.3.2011 14:13 2.3.2011 17:43 0,50 0,996 387

811 0,00131 43 30 181 5 2.3.2011 14:13 2.3.2011 17:54 0,68 0,995 445

416

Shramba 813 0,00130 64 30 335 10 2.3.2011 14:16 2.3.2011 18:00 0,73 0,994 404

813 0,00130 64 30 149 5 2.3.2011 14:16 2.3.2011 18:10 0,90 0,993 357

381

Hodnik 821 0,00132 35 30 336 10 2.3.2011 14:17 2.3.2011 18:16 0,98 0,993 413

821 0,00132 35 30 143 5 2.3.2011 14:17 2.3.2011 18:26 1,15 0,991 349

381

4. Kranj

Prostor SC b nb tb ns ts vzorčevanje meritev Δt razpad CRn

m3 s

-1 Bq

-1 imp. min. imp. min. datum in ura datum in ura h Bq m

-3

Garaža 827 0,00128 43 30 73 15 2.3.2011 15:44 3.3.2011 12:22 17,63 0,875 51

827 0,00128 43 30 106 20 2.3.2011 15:44 3.3.2011 12:39 17,92 0,873 58

54

Fitnes soba 828 0,00123 43 30 172 5 2.3.2011 15:48 3.3.2011 13:05 18,28 0,871 513

828 0,00123 43 30 167 5 2.3.2011 15:48 3.3.2011 13:10 18,37 0,871 498

505

Zračnik 836 0,00129 28 30 207 10 2.3.2011 15:51 3.3.2011 13:16 18,42 0,870 293

836 0,00129 28 30 176 10 2.3.2011 15:51 3.3.2011 13:26 18,58 0,869 248

271

Družabna soba 837 0,00121 29 30 39 10 2.3.2011 15:56 3.3.2011 13:38 18,70 0,868 47

837 0,00121 29 30 64 20 2.3.2011 15:56 3.3.2011 13:48 18,87 0,867 35

41

Shramba 850 0,00124 39 30 783 10 2.3.2011 15:58 3.3.2011 14:09 19,18 0,865 1196

850 0,00124 39 30 404 5 2.3.2011 15:58 3.3.2011 14:20 19,37 0,864 1237

1216