RADON A RUDAS-FÜRDŐ LÉGTERÉBEN

Szerbin Pável
Országos “Fréderic Joliot-Curie"
Sugárbiológiai és Sugáregészségügyi
Kutató Intézet

A radon 222-es tömegszámú radioaktív nemesgáz (felezési idő, T= 3,82 nap), amely főként a talajból és építőanyagokból kidiffundálva, egyes esetekben a feltörő vízforrásokból kioldódva kerül környezetünk levegőjébe, és ott leginkább zárt, rosszul szellőző terekben halmozódik föl. Bomlása során nagy energiájú alfa-részecskét (hélium-atommagot) bocsát ki. Elnyelő közegben egységnyi úton az alfa-részecske több energiát ad le, mint például a béta- vagy gamma-sugárzás. A radon rövid felezési idejű bomlástermékei között is van két alfa-sugárzó izotóp, a ²¹⁸Po (T= 3,05 min) és a ²¹⁴Po (T= I64 μs). Amikor a radont vagy a tφbbnyire aeroszol-rιszecskékhez tapadó leányelemeket belélegezzük, azok a hörgők és a tüdő belső felületét borító bronchiális és alveoláris hámsejteket közvetlenül sugározzák be. Az alfa-részecskék hatótávolsága élő szövetben 30 μm körül van, tehát a bőrt borító elhalt hámsejtek már felfogják a radon sugárzásának jelentős részét. Ezért a légköri radon kizárólag a tüdőre jelent veszélyt, más szövetek, szervek károsodása szinte teljesen kizárható.

Az ionizáló sugárzások, így az alfa-sugárzás is, a biológiai rendszerekben direkt vagy indirekt módon fejtik ki hatásukat. A direkt hatás eredményeként közvetlenül az a molekula károsodik, amelyben az energiaátadás megtörtént. Az élő sejtben a direkt hatás következtében károsulhatnak a sejtek enzim-rendszereit alkotó és az öröklődő információkat hordozó makromolekulák, valamint különböző membrán-struktúrák. Az indirekt hatás alapja a radioaktív sugárzás által a vízben keltett nagy reakcióképességű szabad gyökök keletkezése, a raciolízis. A létrejövő szabad gyökök a sejtekben keletkezési helyütől távolabb transzformálhatják az ionizáló sugárzás elnyelt energiáját. A fent említett hatások következtében bekövetkező sejtkárosodások anyagcsere-zavarokhoz vezethetnek, súlyosabb esetben kromoszóma-aberrációk, burjánzásra hajlamos transzformációk keletkezhetnek.

Az élő szervezetben kialakuló biológiai reakciók, hatások mértéke arányos a sejtek, szövetek által elnyelt energia mennyiségével, a dózissal. Kis dózisok esetében (körülbelül 100 mSv-ig) csak statisztikai módszerrel kimutatható sztochasztikus hatásról beszélünk. Nagyobb dózisú sugárzás eredményeként létrejövő, citogenetikai módszerekkel már kimutatható elváltozás esetéhen a hatás determinisztikus, és csak egy bizonyos küszöbdózis felett jelenik meg.

A környezetünkben megfigyelhető radon-koncentrációktól eredő sugárdózis biológiai hatását tekintve a sztochasztikus tartományba tartozik, citogenetikai módszerekkel és klinikailag kimutatható sugárbetegség létrejötte nem lehetséges. Ha egyáltalán kialakul biológiai hatás, ez esetben általában 15-20 év lappangási idővel megjelenő sejtburjánzás lehet. A sztochasztikus hatásnak nincs küszöbértéke (amely alatt nem figyelhető meg változás), kis dózis kis, nagyobb dózis nagyobb valószínűséggel okoz valamilyen elváltozást a szervezetben. Mai ismereteink szerint sztochasztikus hatás esetén a dózis-hatás görbe lineáris lefutású, vagyis a kis dózisú sugárzás biológiai hatása is kimutatható hosszíj távon, azonban az elváltozások olyan ritkán fordulnak elő, hogy gyakoriságuk csak statisztikusan írható le. Tehát egy bizonyos sugárdózis elszenvedése miatt nem jelenthető ki, hogy az adott személy biztosan megbetegszik, de ha egy egész populációt kezelnénk ilyen dózisú sugárzással, statisztikailag meghatározható, közülük hány esetben fordulna elő rosszindulatú, esetleg letális megbetegedés.

A sugárterhelés a szervezetet érő ionizáló sugárzás dózisa. A lakosság sugárterhelésének körülbelül 40 %-át a radon és rövid felezési idejű bomlástermékei okozzák, melyek mindig jelen vannak a lakóhelyiségek léterében és kisebb koncentrációban a szabad levegőben is. Világszerte egyre nagyobb erőfeszítéseket tesznek a lakóhelyiségekben és munkahelyeken létrejövő radon-szintek felmérésére, a radon-koncentráció csökkentését célzó technológiák kifejlesztésére.

A Fővárosi Fürdőigazgatósággal történt kutatási együttműködési szerződés keretében, később egy megrendelés alapján 1991 februárjában és októberében, 1993 februárjában, valamint 1993 májusában végeztünk vizsgálatokat a Gellért-hegy lábánál található és helyi termálvízforrásokból táplálkozó Rudas-fürdőben.

A fürdőben használt természetes források vizének radon-tartalma nagy (Juventus-forrás 126Bq/1; Attila-forrás 211 Bq/1; Hungária-forrás 67 Bq/1; régebbi OSSKI mérések szerint). A levegőben lévő radon a vízből diffundál ki. A fürdő-komplexumból a gyaníthatóan magas radon-tartalmú helyiségekkel rendelkező termálfürdő (öltöző, nagymedence-kupolacsarnok, masszázs-részleg), kádfürdő, szájzuhany részlegeket választottuk vizsgálataink helyszínéül, emellett a termálvíz-kifolyóval ellátott pedikűr-helyiségben és az előcsarnokban végeztünk méréseket. Minden helyiségben naponta 7 mintavétel történt abból a célból, hogy a radon-koncentráció esetleges napi ingadozását nyomon. követhessük.

A gyógyfürdőt a Juventus-forrás látja el termálvízzel, melyet városi hálózati vízzel különböző arányban keverve vezetnek a fürdő csapjaiba. A termálfürdő medencéit a záróra után, 20 órakor leeresztik, majd a csapokat egész éjszakára nyitva hagyva újból feltöltik, így a reggel 6 órás nyitáskor friss víz fogadja a látogatókat. Itt a csapok egész nap szolgáltatnak vizet, szemben a fürdő más vizsgált helyiségeivel (pedikűr, szájzuhany, kádfürdő), ahol a csapok éjszaka zárva vannak és nappal is csak szakaszosan működnek. A termálfürdő kupolacsarnoka a tetőn lévő nyíláson át szellőzik, az öltöző a bejárati ajtón keresztül, az előcsarnok a Duna-partra néző bejárati ajtón kap friss levegőt, a masszázs-részleg elektromos szellőző-berendezéssel rendelkezik. A kádfürdő-, pedikűr- és szájzuhany-részleg nyitható ablakokon szellőztethető. A vizsgálatok radiometriai részét NP-420 típusú MÉV (Mecseki Ércbányászati Vállalat) gyártmányú, Lucas-kamrákkal felszerelt radonmérő berendezéssel végeztük.

n = 3-7

Mintavétel előtt a kamrákból kiszivattyúztuk a levegőt, majd a mintavétel helyén a kamra csapját 1 m magasságban megnyitva a vizsgált helyiség levegőjével megtöltöttük. Körülbelül 3 óra múltán, a radon és a rövid felezési idejű bomlástermékek közötti egyensúly beálltával mértük a beütésszámot, ismert aktivitású etalon mérése során kapott hatásfok ismeretében számítottuk a minta ²²²Rn aktivitás-koncentrációját. Az ismétlések száma 3-7, az átlagokhoz standard szórást számítottunk. A műszerek kimutatási határa a használt kamra hátterétől függően 4-8 Bq/m³ körül mozgott.

1.ábra. ²²²Rn aktivitás-koncentrációk a Rudas-fürdő helyiségeiben

A fürdő helyiségeiben mért radon aktivitás-koncentráció értékeket az 1. táblázat tartalmazza. Nagy radon-tartalmat találtunk a nagymedence kupolacsarnokának levegőjében, ennek oka a magas radon-koncentrációjú víz mellett a csapok folyamatos működtetése. A vártnál alacsonyabb értékeket mértünk a pedikűr-részleg kezelő helyiségében, ennek okaként a helyiség jó szellőzését tudjuk megjelölni. A szájzuhany-helyiségben megkíséreltük kimutatni a szellőzés hatását a radon-koncentrációra. Kérésünkre az ott tartózkodó alkalmazott a mérés előtt egy órával az összes ablakot kinyitva alaposan kiszellőztette a helyiséget. Ennek eredményeként a radon aktivitás-koncentráció 800 Bq/m³-ről 400 Bq/m³-re csökkent. Ez az 1. ábrán nem tükröződik, mert a más időpontokban mért értékek az átlagképzés miatt elfedik a csökkenést. A nagymedence-csarnok, masszázs-részleg és előcsarnok esetében a radon-tartalom napszakos ingadozását mutattuk ki (1, 2. ábra), a többi helyiségben az aktivitás-koncentráció rendszertelenül változott. A nagymedence-csarnokban megfigyelhető napszakos ingadozás oka valószínűleg az, hogy a melegvíz-csapok éjszaka is folyamatosan üzemelnek, de az éjszakai zártság miatt a szellőzés gyengébb, így a radon felhalmozódhat a légtérben. A nappali nagyobb vendégforgalom és ennek következtében intenzívebb szellőzés lecsökkenti a radonszintet. A masszázs-részleg légtere közvetlenül összeköttetésben van a nagymedence-csarnokéval, ezért ott a koncentráció-változások tendenciája hasonló. Az előcsarnokban megfigyelhető esti nagy maximumra nem tudunk magyarázatot, valamilyen helyi légáramra gyanakszunk a nagymedence felől. Az ingadozások miatt a statisztikai átlagok szórása meglehetősen nagy.

2.ábra. ²²²Rn aktivitás-koncentrációk a Rudas-fürdő helyiségeiben

Vizsgáltuk a szellőzés hatását a radon aktivitás-koncentrációjára. E célból 1994. február 18-tól majd 4 napon át folyamatosan mértük a radon-szintet, 1 napig pedig a leányelem-koncentrációt a masszázsrészleg légterében (3. ábra). A görbék egyidejű lefutásából jól látszik, hogy a leányelem-koncentráció pontosan követi a radon-szint változását, az egyensúlyi faktor 0,5-nek adódott. A masszázs-részlegben mért radon-koncentráció hűen tükrözi a fürdő működésének periodikusságát. Éjszaka a folyamatosan érkező termálvízből emanálódó radon felhalmozódik, nyitás után, szellőztetés bekapcsolásakor drasztikusan csökken. A vasárnapi nyitáskor (az ábrán a második nyitás) nem csökken a radon-koncentráció, hiszen aznap nincs masszázs, viszont a déli zárás utáni fertőtlenítéskor bekapcsolják a szellőzést, hatása jól látszik az ábrán. Ezek a folyamatok a dózisszámításoknál jelentősek, hiszen az éjszakai magas radon-szintek nem terhelik a látogatókat és a dolgozókat.

A fürdő területén mért átlagos 222Rn aktivitás-koncentrációk alapján számított WLM, bronchiális dózis és effektív dózisegyenérték adatokat a 2, táblázat tartalmazza. Bronchiális dózist F= 0,5 egyensúlyi faktort feltételezve és az ICRP 32 ajánlásának megfelelően 0,064-0,17 Sv/WLM konverziós faktort véve alapul, effektív dózisegyenértéket pedig 0,0042-0,011 Sv/WLM konverziós faktor alapján számoltunk. Effektív dózisegyenérték adatokat az UNSCEAR 1988-ban publikált másik számítási mód szerint 10 nSv h^-1/Bqm³ EEC (egyensúlyi ekvivalens concentráció) dóziskonverzióval is megadtunk.

Az effektív dózisegyenérték, melynek mértékegysége a Sv (Sievert), azt fejezi ki, ha egy szövetet sugárzás ér, az biológiai hatásában mekkora dózisú egésztest besugárzással egyenértékű. Például a tüdőt érő, radontól származó effektív dózisegyenérték számításának végeredménye egy olyan egésztest-dózis, amely biológiai hatásában azonos a tüdő által elszenvedett dózissal.

A lakosságot érő, természetes forrásból származó környezeti sugárterhelés mai ismereteink szerint körülbelül 2,5 mSv/év, ennek körülbelül 40 %-a a radon és bomlástermékei sugárzásából származik. A bomlástermékek különböző okok miatt körülbelül 40-100-szor nagyobb dózist okoznak, mint a radon önmagában.

A mérések eredményeivel való összehasonlítás végett megjegyezzük, hogy a szabad levegőn mért radon aktivitás-koncentráció mérsékelt égövi világátlaga 5 Bq/m3, a lakóhelyiségekben mért radon-koncentráció világátlaga 50 Bq/m3. Ezek a radon-koncentrációk okozzák a fent említett lakossági sugárterhelés adott hányadát. A lakosságra a jelenleg érvényes hazai szabályozás szerint az effektív dózisegyenérték-korlát 5 mSv/év, vagyis maximálisan ekkora sugárterhelés érheti a lakosság tagjait.

3.ábra. ²²²Rn aktivitás-koncentrációk és WL-szint napszakok ingadozása a Rudas-fürdő légterében.

A foglalkozási körben végzett tevékenység során kapott munkahelyi effektív dózisegyenérték-korlát 50 mSv/év. Az MSZ-62/1-1989. számú “ionizáló sugárzás elleni védelem" című szabványban foglalkozási körben történő radonbelégzés esetén munkaszint-hónap egységben kifejezve [1 WLM (Working Level Month) = 1 WL (3700 Bq/m3) ²²²Rn-nal egyensúlyban lévő bomlástermékkoncentrációjú levegő munkahónapig (körülbelül 170 órán át) tartó belégzése] az éves korlát 5 WLM.

A Rudas-fürdőben az 50 mSv évi effektív dózisegyenérték-korlátot egy helyiség kivételével a számított értékek nem haladják meg. A nagymedence kupolacsarnokában, ahol a jelenleg érvényes dóziskorlátnál magasabb értéket kaptunk, személyzet szerencsére állandó jelleggel nem tartózkodik. A 2. táblázatból látható, hogy a személyzetre különböző módszerekkel számított sugárterhelés-értékek ugyanabba a nagyságrendbe esnek, tehát a különböző számítási módok eredményei között jelentős különbség nincs.

A masszázs-részlegben dolgozók esetében 14-37 mSv évi effektív dózisegyenértéket kaptunk. A többi részlegben a sugárterhelés a lakossági dóziskorlát közelében mozog. Figyelmet érdemel az a körülmény, hogy a kádfürdő-részlegben dolgozó alkalmazottak munkaidejük nagy részében a magasabb radon-tartalmú kádfürdő-szobában (1080 Bq/m3 ą1,7 %) és tangentor-helyiségben (1498 Bq/m3 ą1,8 %) végeznek kezeléseket. Az arányosan ott töltött munkaidőt figyelembe véve járulékos sugárterhelésük 6-15 mSv, ha a kádfürdő-szobában, és 8-20 mSv, ha a tangentor-helyiségben dolgoznak. (Amennyiben felváltva, úgy a kettő közötti érték.) Tehát a fürdő alkalmazottainak sugárterhelése a jelenleg érvényes foglalkozási effektív dózisegyenérték-korlátot nem haladja meg.

A radon és a leányelemek radioaktív sugárzása következtében létrejövő biológiai hatás becslésében két nagy bizonytalansági tényező is van. Az egyik: a nagyobb biztonság érdekében feltételezzük, hogy a dózis-hatás görbe az alacsony dózisok tartományában is lineáris lefutású (tehát kis dózis is okozhat egészségkárosodást, igaz, csak kis valószínűséggel). Ugyanis nincs rá bizonyíték, hogy a természetes sugárterheléssel összevethető nagyságú (azaz évente néhány vagy néhányszor tíz mSv) többletsugárzás már megnövelné a sztochasztikus sugárhatások vagyis a besugárzott személyekben a rosszindulatú daganatok, utódaikban pedig az örökletes károsodások - gyakoriságát. Sőt, ellenkezőleg, időről-időre napvilágot látnak olyan tudományos eredmények, melyek szerint az alacsony dózisú sugárzás csökkenti a rák előfordulásának gyakoriságát. Így például japán kutatók kimutatták, hogy magas radioaktivitású vízforrások jelenléte következtében megnövekedett háttérsugárzású területeken mindenfajta rákos megbetegedés előfordulása ritkább volt, mint átlagos sugárzási viszonyokkal rendelkező régiókban.

A biológiai hatás becslésének bizonytalansága másodsorban abból ered, hogy a radontól eredő sugárterhelés esetében a dózis-hatás összefüggéseket uránbányában dolgozók epidemiológiai vizsgálata eredményeként állapították meg. Az uránbányászok vonatkozásában átlagosan jóval nagyobb sugárterhelést állapítottak meg, mint a jelenlegi vizsgálatunkban számított értékek. Amellett, hogy egy lakóhelyiség vagy gyógyfürdő klimatikus viszonyai és a munkakörülmények semmiképpen sem mondhatók azonosnak egy uránbányáéval, még rengeteg egyéb szubjektív tényező is befolyásolhatja a dózis-hatás összefüggéseket, úgymint: dohányzás, életmód, a környezet állapota, egyéb ártalmak. Tehát az uránbányászok vizsgálatából nyert dózis-hatás viszonyokat extrapolálni az egész lakosságra vagy azon belül egy gyógyfürdő dolgozóira meglehetősen bizonytalan feladat. Ezeket a fent említett bizonytalanságokat tükrözi a dózis-konverziós faktor, amennyiben az nem egy pontos érték, hanem egy becsült spektrum. Ennek következménye a mi számításainkban is széles intervallumban megadott sugárterhelés-érték.

Ami a fürdőt látogató vendégeket és a szakorvos által beutalt pácienseket illeti, a természetes forrásokból, így a radontól eredő sugárterhelésre jelenleg nincs lakossági dóziskorlát, ennek megalkotása a jövő feladatai közé tartozik. A páciensek esetéhen még felvetődhet az a kérdés, hogy nem medicinális sugárterhelésről van-e szó, ugyanis ez esetben véglegesen kizárható a dóziskorlátozási rendszer alkalmazhatósága. A teljesség kedvéért azonban megbecsültük a látogatók sugárterhelését is. A mozgásszervi vagy emésztőrendszeri betegségekben szenvedőknek a szakorvos heti 2, maximum 3 alkalomra szóló beutalót adhat ki. A fürdési idő 1,5 óra, heti két alkalmat véve alapul és leszámítva az átöltözés, pihenés idejét a látogatók heti 2 órát töltenek a nagymedence kupolacsarnokában. Ez rendszeres fiordőlátogatás esetén 1 év alatt (104 óra) 0,4 WLM radonleányelem-expozíciót, illetve 4 mSv/év sugárterhelést jelent, ami kisebb, mint a pillanatnyilag érvényes lakossági effektív dózisegyenérték-korlát.

Fel kell hívnunk a figyelmet arra, hogy az ICRP 60 számú publikációja új dóziskorlátozási rendszert vezetett be. Eszerint a lakossági járulékos effektív dózisegyenérték-korlát 1 mSv/év, míg a munkahelyi effektív dózisegyenérték-korlát 20 mSv/év. Várható, hogy a nemzetközi ajánlásokat hamarosan kiveti a hazai szabályozás. Ebben az esetben a Rudas-fürdőben a személyzet egy részének sugárterhelése a dóziskorlát közelében lesz. A várhatóan köreljövőben megjelenő újabb ajánlások szerint egy munkahelyen 1000 Bq/m³ alatti radon-koncentráció a “munkahelyi vezetés által nem befolyásolhatónak" minősül. 1000 Bq/m³ felett azonban a munkahelyi vezetés köteles lesz intézkedéseket tenni a radon-koncentráció csökkentése érdekében. A fürdő vezetésének a jövő feladatait úgy kell terveznie, hogy azok az új előírásoknak is eleget tudjanak tenni.

És utoljára néhány szót az ionizáló sugárzás egészségi kockázatáról. Mint azt a bevezetőben már említettem, a kis dózisok tartományában ionizáló sugárzás okozta megbetegedések előfordulása sztochasztikus jellegű, tehát csak statisztikai módszerekkel írható le. A jelenlegi nemzetközi ajánlások szerint az ionizáló sugárzás hatása következtében kifejlődő letális rák kockázata 1,25x10^-5/mSv, ami azt jelenti, hogy 1 mSv dózis hatására 100000 emberből 1,25 hal meg rosszindulatú daganatban. Az ionizáló sugárzás következtében kialakuló öröklődő egészségkárosodás kockázata még kisebb, 0,4x10^-5/mSv. Összehasonlításként megjegyezhető, hogy a nem sugárzás hatása miatt létrejövő “természetes" halálos betegség kockázata 10^-2 nagyságrendű, vagyis a fenti százezres populációból évente 1000 ember hal meg betegség következtében, a közlekedési balesetek kockázata 10^-4, tehát ugyanannyi emberből tízen halnak meg. A dóziskorlátozási rendszer úgy van megalkotva, hogy a sugárveszélyes munkahelyen kapott dózis által keltett kockázat ne legyen nagyobb, mint más ipari munkahelyeken. A halálos ipari balesetek előfordulásának valószínűsége hazánkban a 0,7-2,5x10^-4/év kategóriába esik, vagyis 100000 emberből évente 7-25 ember hal meg. Ha viszont a munkahelyi dóziskorlát maximumát (50 mSv/év) szenvedik el, úgy 63 ember halna meg. Az új ajánlásokban megadott 20 mSv/év dóziskorlát esetén még kevesebb. Ha a jelenlegi vizsgálatban megállapított sugárterhelés maximális értékével, 37 mSv/év sugárterheléssel számolunk a masszázs-részlegben dolgozók esetében, és ha 100000 ember dolgozna a masszázs-részlegével azonos körülmények között, úgy közülük 56 ember halna meg évente rosszindulatú daganat következtében. Hasonló a valószínűsége a halálos közlekedési baleset előfordulásának is. Ehhez még hozzátehető, hogy Magyarországon 100000 emberből évente 230 hal meg egyéb “természetes" okból kialakuló rákbetegségben. Következtetéseink:

1. A Rudas-fürdő helyiségeinek légterében végzett Rn-aktivitás-koncentráció mérések eredményeként megállapítottuk, hogy egyes helyiségekben a radon-koncentráció rendszertelenül változik, míg más helyiségekben szabályosabb napszakos ingadozást sikerült kimutatni. A radon-koncentráció nagysága függ a melegvíz-kifolyók és medencék jelenlététől, a helyiség zártságától és a szellőzés hatásfokától. Intenzív szellőztetéssel a radon-koncentráció jelentős mértékben csökkenthető.
2. A helyiségekben mért átlagos radon-koncentráció alapján a dolgozókra számított WLM-expozíció és sugárterhelés nem haladja meg a jelenleg érvényes MSZ-62/1-1989 szabványban meghatározott korlátot. A látogatók és páciensek becsült WLM-expozíciója és sugárterhelése a masszázs-részlegben dolgozókénál csaknem egy nagyságrenddel kisebb. Emellett figyelembe veendő, hogy a munkahelyi sugárterheléssel szemben a radontól eredő lakossági (ebbe a körbe tartoznak a látogatók és páciensek) sugárterhelés jelenleg még nem tartozik a dóziskorlátozási rendszer hatálya alá.