Informace o radonu

Přírodní radionuklidy

Většina prvků v přírodě má stabilní jádra, která se dále nepřeměňují na další prvky. Kromě toho existuje skupina prvků, jejichž jádra jsou nestabilní a jejich rozpadem vznikají nové prvky. Tento proces se nazývá radioaktivní přeměna a probíhá u prvků, které se nazývají přírodní radionuklidy.

Jedním z přírodních radionuklidů, který se běžně vyskytuje ve všech horninách, je uran 238U. Radioaktivní přeměnou se z něho stává radium 226Ra a z něj radon 222Rn. Z radonu potom vznikají tzv. dceřiné produkty, což jsou izotopy polonia a vizmutu. Ty jsou na rozdíl od plynného radonu kovové povahy, vážou se na částice aerosolu a s nimi vnikají do plic, kde přispívají k vnitřnímu ozáření organismu. Z toho je patrné, že radon, který vzniká v přírodě radioaktivní přeměnou z uranu, se v přírodních podmínkách neustále vytváří a že uran je z hlediska délky lidského života v podstatě stabilním zdrojem radonu. Přírodní radionuklidy, zejména radon, přispívají ozáření lidského organismu přibližně 55 %.

Mapa radonového rizika z geologického podloží

Mapa radonového rizika z geologického podloží byla sestavena na základě výsledků Radonového programu České republiky, realizovaného od r. 1990 ve spolupráci s Meziresortní radonovou komisí ČR a Asociací Radonové Riziko, která sdružuje firmy, zabývající se měřením radonu v podloží a v objektech.

Podklad mapy vyjadřuje radonové riziko klasifikované třemi základními kategoriemi (nízké, střední a vysoké riziko) a jednou přechodnou kategorií (nízké až střední riziko pro nehomogenní kvartérní sedimenty). Převažující radonové riziko v geologických jednotkách je stanoveno na základě statistického zhodnocení 8000 měřených ploch v terénu (v průměru 15 bodů na každé ploše), prováděných jak Českou geologickou službou, tak firmami sdruženými v Asociaci Radonové Riziko. Členské firmy Asociace Radonové Riziko poskytují údaje o měření radonu do databáze zdarma a jsou jejich majiteli. Všechna měření byla provedena jednotnou metodikou, schválenou hlavním hygienikem ČR v r. 1992. Měření radonu v podloží jsou prováděna přístroji kalibrovanými v radonové komoře Ústavu pro expertízy a řešení mimořádných situací v Kamenné a metodika odběru půdního plynu z hloubky 0,8 m je v terénu testována na referenčních plochách. Kategorie radonového rizika z geologického podloží, uvedená v mapě v měřítku 1 : 50 000, vyjadřuje statisticky převažující kategorii v dané geologické jednotce. Výsledky měření radonu na konkrétních lokalitách se proto mohou od této kategorie odlišovat, především díky rozdílům mezi regionální a lokální geologickou situací.

Využití map radonového rizika z geologického podloží

Radonové riziko z geologického podloží určuje míru pravděpodobnosti, s jakou je možno očekávat úroveň objemové aktivity radonu v určité geologické jednotce. Hlavním zdrojem radonu, pronikajícího do objektů, jsou horniny v podloží stavby. Vyšší kategorie radonového rizika z podloží v určité geologické jednotce proto určuje i vyšší pravděpodobnost výskytu hodnot radonu nad 200 Bq.m-3 v existujících objektech (ekvivalentní objemová aktivita radonu). Zároveň indikuje i míru pozornosti, jakou je nutno věnovat opatřením proti pronikání radonu z podloží u nově stavěných objektů.

Převažující kategorie radonového rizika neznamená, že se v určitém typu hornin při měření radonu na stavebním pozemku setkáme pouze s jedinou kategorií radonového rizika. Obvyklým jevem je, že přibližně 20 % až 30 % měření objemové aktivity radonu v daném horninovém typu spadá do jiné kategorie radonového rizika, což je dáno lokálními geologickými podmínkami měřených ploch.

Je tedy zřejmé, že určení kategorie radonového rizika na jednotlivém stavebním pozemku není možno provádět odečtením z mapy jakéhokoliv měřítka, ale pouze měřením radonu v podloží na konkrétním místě tak, aby byly zohledněny lokální, mnohdy velmi proměnlivé geologické podmínky.

I vysoký radonový index v geologického podloží však neznamená, že v objektu na něm situovaném změříme vysoké hodnoty objemové aktivity radonu. Velmi záleží na stavebně - technickém stavu objektu. Jeden z výzkumných projektů sledoval úroveň radonu v různých typech objektů na homogenním podloží s vysokým indexem. Výsledky ukazují, že radon nejsnáze proniká do objektů typu rodinného domku, postaveného před r. 1960, s izolacemi základové desky ve špatném technickém stavu a nepodsklepeného. Naopak ve vícepodlažních objektech mladšího data výstavby v dobrém technickém stavu se setkáváme s nižšími hodnotami objemové aktivity radonu, i když je objekt situován na podloží s vysokým indexem. Z toho je zřejmé, že technický stav objektu, zejména jeho izolace od podloží, může výrazně ovlivnit výslednou hodnotu obsahu radonu v objektu.

Z uvedených poznatků vyplývá, že geologické podloží je nejvýznamnějším zdrojem radonu, který ovlivňuje úroveň objemové aktivity radonu v objektu. Navržení ochrany objektu před pronikáním radonu z podloží proto vyžaduje detailní znalost hodnot objemové aktivity radonu přímým měřením na stavebním pozemku.

Upozornění:

Mapy radonového indexu v jakémkoliv měříteku neslouží pro stanovení radonového indexu na stavebním pozemku ve smyslu vyhlášky č.307/2002 Sb. (Vyhláška Státního úřadu pro jadernou bezpečnost o radiační ochraně)!

Radon a geologie

Ivan Barnet, Jitka Mikšová
Česká geologická služba, 11821 Praha 1, Klárov 3
Poznámka: Od září 2001 je v souladu s připravovanou novelizací vyhlášky 184/1997 SÚJB (v současnosti platná vyhláška 307/2002 SÚJB) používán termín "mapy radonového indexu" místo termínu "mapy radonového rizika". Mapy zpracované k tomuto datu používají původní terminologii.

Radon v přírodním prostředí

Radon Rn-222 vzniká radioaktivní přeměnou uranu U-238. Koncentrace uranu v jednotlivých typech hornin se velmi liší. Obecně lze říci, že v usazených, sedimentárních horninách se setkáváme s nižšími koncentracemi uranu než v horninách přeměněných, metamorfovaných tlakem a teplotou během dlouhé geologické historie jejich vzniku. Nejvyšší koncentrace uranu jsou obvyklé ve vyvřelých, magmatických horninách, jako jsou např. žuly, protože primárně již v době svého vzniku byly obohaceny uranem. Sedimentární horniny, které vznikají usazením starších metamorfovaných a magmatických hornin jsou však tvořeny minerály z těchto hornin pocházejících a proto nelze vyloučit, že při jejich vzniku došlo k lokálnímu nahromadění minerálů s vyšším obsahem uranu. S tím souvisejí také hodnoty objemové aktivity radonu v těchto typech hornin.

Geologické podloží České republiky je z více než z dvou třetin tvořeno metamorfovanými a magmatickými horninami. Z toho vyplývá, že radonu pocházejícímu z geologického podloží a odtud pronikajícímu do objektů je nutno věnovat zvýšenou pozornost.

Radon může pronikat do objektů jednak z hornin a zemin, které vycházejí na povrch v jejich základech, jednak z pitné vody, dodávané do objektů a ze stavebních materiálů, jejichž základem jsou obvykle přírodní materiály. Stavební materiály jsou však v současnosti sledovány z hlediska radioaktivity, případy jejich použití z minulosti jsou známy a proto je pravděpodobnost přítomnosti radonu z nich podstatně menší než z geologického podloží. Rovněž zdroje pitné vody jsou v současnosti sledovány z hlediska koncentrace radonu a proto je malá pravděpodobnost, že by radon unikající z vody dodávané do objektů mohl výraznějším způsobem ovlivnit objemovou aktivitu radonu v objektu. Hlavním zdrojem radonu tedy zůstává geologické podloží.

Uvolňování radonu z geologického podloží

Uran je v horninách přítomen v samostatných uranových minerálech nebo v tzv. horninotvorných minerálech, které běžně tvoří základní hmotu hornin a zemin (např. slídy v žulách). Záleží na tom, jak jsou zrna minerálů v hornině uspořádána. Čím je hornina jemnozrnnější, tím vzrůstá celkový povrch zrn, z něhož může být radon přeměnou z uranu uvolňován do mezivrstevních prostor a mikrotrhlin v hornině. Odtud radon postupuje do rozvětralých partií horniny směrem k povrchu do svrchních půdních horizontů.

Tento proces migrace radonu je závislý na propustnosti půd a zemin i na tlakových a teplotních gradientech v půdě. Pokud je půda dobře propustná (např. štěrkovitá nebo písčitá), migraci radonu nejsou kladeny překážky a může snadno pronikat k povrchu a odtud do objektů. Pokud je půda hlinitá až jílovitá, radon je zadržován v blízkosti svého vzniku v hlubších horizontech půdy. Půdní profil obvykle není homogenní a sestává z více vrstev s rozdílnou propustností. Pokud je svrchní partie půdy nepropustná a hlubší horizonty jsou propustnější, radon se může pod ní hromadit a migrovat nikoliv směrem k povrchu, ale do stran a uvolňuje se teprve v místech s nižší propustností svrchního horizontu. Když základy budovaného objektu proniknou svrchní nepropustnou vrstvou a základová deska je založena v dobře propustných horninách, může celý objekt působit jako ventil, kterým uniká radon z hlubšího podloží.

Měření radonu

Vzorek půdního plynu je z půdy odebírán z hloubky 80 cm pod povrchem nasátím dutou tyčí do scintilační komory. Komora má stěny potaženy speciální látkou, která při dopadu částic alfa, provázejících přeměnu uranu na radium a na radon, vydává světelné záblesky. Ty jsou registrovány citlivými fotonásobiči a kalibračními rovnicemi je pak množství záblesků přepočteno na objemovou aktivitu radonu v půdním plynu. Tato veličina se udává v kBq.m-3. Hodnota např. 20 kBq.m-3 znamená, že během jedné sekundy dojde v krychlovém metru půdního plynu k 20 000 radioaktivním přeměnám.

Na každé měřené ploše je odebráno 15 vzorků půdního plynu, aby se podařilo snížit vliv nehomogenity a lokální rozdílné propustnosti půdy. Hloubka je volena tak, aby se přiblížila základům objektu a aby byl odstraněn vliv klimatických jevů při povrchu půdy (teplotní změny, vlhkost, vítr a pod.). Objemová aktivita radonu a propustnost jsou řídícími veličinami pro stanovení kategorie radonového indexu na stavebním pozemku. V České republice je používána standardní jednotná metodika a radonový index je klasifikováno podle tab. 1.

Během výzkumných prací se podařilo zjistit, že není rozdíl ve stanovení kategorie radonového indexu na stavebním pozemku, pokud jsou vzorky půdního plynu odebírány z hloubky 80 cm před nebo po vyhloubení základů. Nárůst hodnot objemové aktivity radonu s hloubkou není ve všech typech hornin stejný, např. v žulách je vyšší, zatímco v sedimentárních a metamorfovaných horninách se většinou neprojevuje. Případný vliv nárůstu radonu s hloubkou je eliminován tím, že do tabulky pro klasifikaci je zařazována hodnota 3. kvartilu (75% kvantilu) souboru měřených dat. Rovněž sezónní variace radonu neovlivňují zařazení plochy do příslušné kategorie, protože změny hodnoty objemové aktivity radonu jsou zároveň provázeny i změnami propustnosti.

Radon v horninových typech

Na základě většího množství měření radonu v určitém typu horniny je možno odhadnout přibližný rozsah hodnot objemové aktivity radonu v půdním plynu. Tento odhad se však týká standardních geologických podmínek, tzn. že měřená plocha reprezentuje horninový typ v homogenním vývoji, bez příměsí ostatních hornin, relativně celistvou, bez významného ovlivnění tektonickými poruchami, drcením vlivem tlaku při vzniku horniny a pod. Proto jsou lokality určené pro sestavování map radonového rizika vybírány podle těchto podmínek. Běžná měření radonu na stavebních plochách pak doplňují statisticky soubor o plochy, v nichž jsou měření vybírána zcela náhodně podle požadavků stavebníků a reprezentují náhodný výběr měření objemové aktivity radonu v určitém horninovém typu. Údaje o měření objemové aktivity radonu v horninových typech a převažující kategorii radonového indexu jsou prezentovány v tab.2.

Z uvedené tabulky je patrné, že mezi horniny s nejvyššími hodnotami objemové aktivity patří horniny magmatické (durbachity a syenity, granity a granodiority ). Ty se vyskytují na poměrně rozsáhlém území Českého masivu, zatímco silurské sedimenty, které mají rovněž vysoké hodnoty objemové aktivity radonu, zaujímají podstatně prostorově omezenější výchozové partie a nepředstavují proto z plošného hlediska tak významné riziko. Silurské sedimenty (černé břidlice) obvykle obsahují podíl organické hmoty, na kterou se váže uran. Proto se v nich setkáváme s vysokými hodnotami objemové aktivity radonu.

Permské sedimenty mají obvykle střední hodnoty objemové aktivity radonu, protože koncentrace uranu je v nich mírně zvýšena přítomností jílovité komponenty ve které jsou vázány slídy. Území přeměněných hornin (pararuly a ortoruly krystalinika) zaujímá podstatnou část Českého masívu a setkáváme v nich obvykle se střední kategorií radonového indexu. Pro mladší sedimenty, jako jsou např. křídové pískovce nebo paleogenní a neogenní písky, pískovce a jílovce jsou typické nižší hodnoty objemové aktivity. Říční terasy jsou většinou velmi nehomogenní, obsahují jak velmi dobře propustné štěrkovité a písčité vložky, tak i silně nepropustné jílovité polohy a proto kategorie radonového indexu tohoto typu sedimentů závisí na lokálních geologických podmínkách.

Dalším jevem, který může ovlivnit kategorii radonového indexu, je tektonické porušení hornin. Přítomnost zlomů a drcených poruchových zón v hornině se projevuje zvýšením hodnot objemové aktivity radonu, protože tektonicky oslabené zóny jsou obvykle rozpukanější a propustnější pro migrování radonu. Zvýšení hodnot radonu se může projevit i na kontaktech hornin s výrazně rozdílnou propustností zvětralinového pláště. Vyšší radonový index je obvyklý i v horninách s nízkým indexem (např. křídové pískovce), v případech, kdy v jejich podloží vystupují horniny s vyššími hodnotami objemové aktivity radonu (žuly). V případě určování kategorie radonového indexu, např. na stavebním pozemku, je proto vhodné využít všech dostupných geologických podkladů, protože zvýšení hodnot objemové aktivity radonu vlivem tektoniky nebo kontaktu hornin se může projevit i v malém měřítku plochy velikosti stavebního pozemku.

I vysoký radonový index v geologického podloží však neznamená, že v objektu na něm situovaném změříme vysoké hodnoty objemové aktivity radonu. Velmi záleží na stavebně - technickém stavu objektu. Jeden z výzkumných projektů sledoval úroveň radonu v různých typech objektů na homogenním podloží s vysokým indexem. Výsledky ukazují, že radon nejsnáze proniká do objektů typu rodinného domku, postaveného před r. 1960, s izolacemi základové desky ve špatném technickém stavu a nepodsklepeného. Naopak ve vícepodlažních objektech mladšího data výstavby v dobrém technickém stavu se setkáváme s nižšími hodnotami objemové aktivity radonu, i když je objekt situován na podloží s vysokým indexem. Z toho je zřejmé, že technický stav objektu, zejména jeho izolace od podloží, může výrazně ovlivnit výslednou hodnotu obsahu radonu v objektu.

Z uvedených poznatků vyplývá, že geologické podloží je nejvýznamnějším zdrojem radonu, který ovlivňuje úroveň objemové aktivity radonu v objektu. Navržení ochrany objektu před pronikáním radonu z podloží proto vyžaduje detailní znalost hodnot objemové aktivity radonu přímým měřením na stavebním pozemku.

Další informace o radonu je možno získat na adresách:

Česká geologická služba
Státní úřad pro jadernou bezpečnost
Státní ústav radiační ochrany

Informace převzaty z: www.geology.cz