MASARYKOVA UNIVERZITA

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra chemie, fyziky a odborného vzdělávání Radon a životní prostředí Bakalářská práce Vedoucí bakalářské práce Prof. RNDr. Vladislav Navrátil, CSc. Autor bakalářské práce Pavla Rousová Brno 2015

2 Radon a životní prostředí Pavla Rousová ANOTACE Bakalářská práce se skládá ze dvou částí. První část je teoretická. Zabývá se poskytnutím základních informací o radonu a jeho dceřiných produktech, které jsou významnou složkou přírodního ozáření obyvatelstva. Druhá část je praktická. Obsahuje všechna provedená měření radonu ve vzduchu pomocí přístroje LLM500 na různých místech s různým radonovým rizikem, praktickou ukázku účinnosti větrání na snížení koncentrace radonu a výpočet přeměnové konstanty a poločasu rozpadu pomocí měření. Klíčová slova: radon, zdroje radonu, protiradonová opatření, legislativa, měření radonu ANNOTATION The bachelor thesis consists of two parts. The first part is theoretical. It provides basic information about radon and his subsidiary products, which are a significant component of natural irradiation of the population. The second part is practical. It contains all of the executed measurements of radon in the air using the LLM500 device at various locations with different radon exposure risk. It also contains a practical example of ventilation efficiency on reducing the amount of radon and a calculation of decay constant and half-life by measuring. Key words: radon, sources of radon, anti-radon measures, legislation, radon measurement

3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracovala samostatně a použila jen prameny uvedené v seznamu literatury v souladu s Disciplinárním řádem pro studenty Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity a se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů. V Brně dne Pavla Rousová

4 Poděkování Touto cestou chci poděkovat především svému vedoucímu práce prof. RNDr. Vladislavu Navrátilovi, CSc. za pomoc při vypracování bakalářské práce, za jeho připomínky k textu této práce, zapůjčení přístroje a odborné rady k praktické části. Také můj dík patří všem, kteří mi pomohli při měření a všem, u kterých jsem měření mohla provést.

5 Obsah 1. Úvod Radon Historie radonu Radon a jeho dceřiné produkty Nebezpečí pro člověka Rakovina plic Veličiny a jednotky Radon v ČR Jáchymov Radonová léčba Legislativa Radonový program Státní dotace na protiradonová opatření Radon ve školkách Radon ve světě Zdroje radonu v budovách Podloží Stavební materiály Voda Protiradonová opatření Nové a stávající stavby Nové stavby Stávající stavby Opatření proti pronikání radonu z podloží Suterénní stěny Sanace trhlin Zakládání na vzduchovém polštáři Opatření pro podloží Snížení koncentrace uvnitř budov Opatření ke snížení exhalace radonu ze stavebních materiálů Opatření ke snížení uvolňování radonu z vody... 27

6 6. Měření radonu V půdním vzduchu V ovzduší budovy Radon ve vodě V pevných látkách Přístroj LLM Výsledky provedených měření Brno Okříšky Loudilka Třebíč Shrnutí výsledků Stanovení rozpadové křivky a poločasu rozpadu Závěr Použitá literatura Seznam tabulek a obrázků v textu Seznam příloh... 47

7 1. Úvod Cílem této práce je odborná rešerše o problematice radonu a jeho dceřiných produktů. Radon je všude kolem nás, proto je dobré se o něm něco dozvědět. Toto téma jsem si vybrala, protože mě zajímají nebezpečí hrozící člověku a radon je jedním z nebezpečí, které je skryté, ale přesto aktuální. V dnešní době se všichni zaměřují na zateplování budov, aby ušetřili energii. Avšak při zateplování by se měla věnovat větší pozornost i izolaci podlah a spodních částí domu. Pokud by tomuto problému nebyla věnována dostatečná pozornost, do domu bude spodní částí pronikat radon, který bude v utěsněném domě uvězněn. Vysoká koncentrace radonu v budově, kde člověk tráví většinu času, je potom nebezpečná. Tato práce je určena pro veřejnost, která se chce dozvědět více o radonu, způsobech jak se dostává do budovy, jaké opatření lze použít při vysokých koncentracích v budově a další užitečné informace. V praktické části se může každý podívat na hodnoty, které byly naměřeny na různých místech o různém radonovém riziku. Dále měření poskytlo praktickou ukázku účinnosti větrání na snížení koncentrace radonu a ukázku toho, jak lze pomocí měření vypočítat přeměnovou konstantu a poločas rozpadu. K měření byl využit velmi přesný a pro didaktické účely vhodný přístroj Living Level Monitor

8 2. Radon 2.1 Historie radonu První zmínky se objevily již koncem středověku a to od alchymisty, astrologa a lékaře Paracelsuse, který pozoroval tzv. hornickou nemoc. Ta se objevovala především u horníků krušnohorských stříbrných dolů v Jáchymově a ve Schneebergu. Horníci při těžbě narazili na tzv. černou žílu - těžká hornina zanechávající skvrny na rukou. Horníci ji pojmenovali Černá smrt. Až v 19. století byla tato nemoc diagnostikována jako nám známá rakovina plic. Roku 1900 E. F. Dorn zastával názor, že příčinou indukované radioaktivity je radioaktivní plyn uvolňovaný z rádia. Rutherford, Ramsay a Soddy prokázali, že nový plyn uvolňovaný z rádia má atomové číslo 89 (vzácné plyny), a že izotop tohoto plynu s hmotnostním číslem 222 vzniklý z 126 Ra je radioaktivní. Rutherford ho nazval emanace (Em), později ho Ramsaye pojmenoval niton (Nt) a nakonec byl přijat oficiální název radon (Rn). V roce 1952 W. F. Bale (USA) a F. Běhounek (ČSR) zjistili, že příčinami vzniku rakoviny plic u horníků bylo vdechování krátkodobých produktů přeměny radonu. Na základě toho se začaly provádět epidemiologické studie (u nás J. Ševc). Dlouho si všichni mysleli, že se radonové riziko týká jen horníků. Až roku 1956 ve Švédsku bylo zjištěno, že se radon vyskytuje i v budovách. V ostatních zemích byl výskyt radonu v budovách zjištěn až v 70. letech. 2.2 Radon a jeho dceřiné produkty Radon je nejtěžší chemický prvek ve skupině vzácných plynů a je radioaktivní. Bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, nereaktivní. Právě v tom je jeho nebezpečí, neboť si jeho přítomnost mnozí ani neuvědomují. Další vlastností je dobrá rozpustnost ve vodě (okolo 51 % svého objemu) a tak se radon dostává i do pitných vod. Vzniká postupnou radioaktivní přeměnou uranu. Uranovou rozpadovou řadu představuje obr. 1. Uran ( 238 U) obsažený v zemské kůře a také ve všech přírodních materiálech s poločasem rozpadu 4,5 miliardy let se postupně přeměňuje na radium ( 226 Ra), a to s poločasem let na radon ( 222 Rn). Ten se postupně přeměňuje až k neradioaktivnímu olovu ( 206 Pb). 8

9 Obr. 1 Uranová rozpadová řada [15] Ve vzduchu je přítomen převážně izotop 222 Rn, proto mu budeme věnovat největší pozornost. Dalším izotopem je 220 Rn, kterého je ve vzduchu obsaženo stokrát méně. Třetím izotopem je 219 Rn, tento izotop má velmi krátký poločas rozpadu, proto se rozpadne dříve, než se dostane z materiálů do vzduchu. Radon jako takový pro nás není škodlivý, protože při vdechnutí se v tkáních těla rozpouští a je opět v nezměněné podobě vydechován zpět do atmosféry. Nebezpečí pro nás představují jeho produkty rozpadu. V České Republice se vzhledem ke geologickému složení vyskytuje prakticky všude. Česká Republika je v Evropské unii jednou ze zemí s nejvyšším radonovým rizikem. Jeho přítomnost způsobuje ozáření nejen domů, ale především osob. Dceřiné produkty přeměny radonu nebo také tzv. krátkodobé přeměnové produkty radonu, na které se radon po 3,8 dnech přemění, jsou atomy pevných látek ( 218 Po, 214 Pb, 214 Bi a 214 Po). Ihned jak vzniknou, pohybují se ve vzduchu ve formě volných iontů či neutrálních atomů. Větší část se váže na jakékoli částice nebo povrchy, jako jsou aerosoly, stěny nebo nábytek. Tyto izotopy mají jen krátký poločas přeměny (zlomek sekundy až desítky minut). Po vdechnutí dceřiných produktů dochází k silnému ozáření. 2.3 Nebezpečí pro člověka Radioaktivitu můžeme rozdělit na dvě velké skupiny, přírodní a umělou. Zdrojem přírodní radioaktivity je kosmické záření v kosmickém prostoru. K ozáření dochází především při cestě letadlem, nebo při bydlení ve vysokých nadmořských výškách. Dalším zdrojem je záření v zemské kůře z radioaktivních prvků. Mezi umělou radioaktivitu patří ozáření při lékařských vyšetřeních a při radioterapii. Ostatní umělé ozáření je např. z radioaktivních spadů z atmosférických 9

10 pokusů nukleárních zbraní, výpustě z atomových elektráren, důsledek Černobylské havárie, nebo dalších nehod. Avšak záření z těchto ostatních zdrojů jsou zanedbatelné. Dále můžeme záření rozdělit na vnitřní a zevní. K vnitřnímu ozáření dochází příjmem radioaktivních prvků do organismu (vzduch, potrava) a k zevnímu ozáření z okolí člověka (zemská kůra, kosmické záření). Největší podíl na ozáření obyvatelstva mají přírodní zdroje, mezi které patří právě radon a jeho produkty přeměny. Skladba průměrného ročního efektivního dávkového ekvivalentu ozáření (3mSv = 100%) ze zprávy vědeckého výboru OSN pro účinky atomového ozáření je: - ozáření z radonu 47% - ozáření ze zdravotnictví 20,2% - ozáření ze Země 13,8% - ozáření z kosmu 12% - ozáření z tělesných tkání 6,7% - ozáření z jiných zdrojů 0,2% - ozáření profesní 0,067% - ozáření z jaderné energetiky 0,033% A právě radon vdechujeme po celý svůj život Rakovina plic Pravděpodobnost vyvolání rakoviny plic záleží na koncentraci dceřiných produktů ve vzduchu a na délce pobytu v dané koncentraci. Krátkodobý pobyt ve vysokých koncentracích je zanedbatelný. Žádné nebezpečí nehrozí ani při konzumaci ovoce či zeleniny vypěstované na zahradě s vysokou koncentrací radonu, ani ovoce a zelenina skladovaná ve sklepech, v nichž se vyskytuje radon, protože produkty přeměny, které se zachytí na potravinách, mají poločas menší než 27 minut, tak se odbourají a navíc důsledky požití jsou zanedbatelné na rozdíl od vdechnutí. Produkty přeměny se zachycují na vnitřních površích průdušek a plic, kde ozařují alfa zářením tamní tkáně. Alfa záření s doletem jen několik desítek mikrometrů zasahuje výhradně epitelovou výstelku dýchacích cest, včetně kmenových buněk. Dochází k velmi husté ionizaci tkáně, což může vést k poškození bazálních buněk a k následné mutaci, která vede ke vzniku rakoviny. Kombinace kouření a produktů 10

11 přeměny radonu představuje již poměrně vysoké zdravotní riziko. Pravděpodobnost, že onemocníte rakovinou plic při jedné krabičce cigaret denně, je 10krát větší, než u nekuřáků. [6] 2.4 Veličiny a jednotky V dozimetrii najdeme veličiny a jednoty v novelizovaném vydání ČSN Veličiny a jednotky v atomové a jaderné fyzice a v ochraně před zářením. Vybereme jenom ty, které přímo souvisí s radonem a je důležité je znát: Objemová aktivita radonu (OAR) - udává koncentraci radonu ve vzduchu (příp. vodě nebo pevných látkách), její jednotkou je becguerel na m 3 Bq/m 3 (Bq/l, Bq/kg) Ekvivalentní objemová radioaktivita radonu (EOAR) objemová aktivita radonu v radioaktivní rovnováze s dceřinými produkty, kterých latentní energie se rovná latentní energii dané nerovnovážné směsi dceřiných produktů radonu [7] Přepočet: EOAR = 0,4 x OAR (koncentrace radonu je zhruba 2,5krát větší než koncentrace produktů přeměny radonu) Aktivita veličina charakterizující počet radioaktivních přeměn za jednotku času. Její jednotkou je becquerel (Bq). Vypočítá se jako A= λ. N (λ - rozpadová konstanta daného prvku, N - počet atomů v daném množství radionuklidů, při aktivitě A) Bq (Becguerel) - jednotka aktivity. 1 Bq znamená jednu radioaktivní přeměnu za jednu sekundu Poločas přeměny čas, za který se přemění polovina atomů určitého prvku Efektivní dávka umožňuje srovnávat negativní účinky záření na lidské zdraví. Při stanovení se vychází z množství energie ionizujícího záření absorbované v tkáni. Vyjadřuje se v sievertech (Sv) častěji však v milisivertech (msv) 11

12 3. Radon v ČR V příloze A na obrázku 2 můžeme vyčíst, jaké máme v ČR geologické podloží a můžeme ho porovnat s mapou radonového rizika v příloze A na obrázku 1. Z tohoto srovnání lze vyčíst souvislost mezi skladbou podloží a radonovým rizikem. Mapy radonového indexu (rizika) nám ukazují průměrnou míru aktivity radonu v různých částech geologického podloží. Mapy vznikly na základě dlouholetých výsledků měření OAR v bytech České republiky za období Do roku 2002 se měřilo EOAR a to tzv. detektory ve volném prostoru. Po roce 2002 se změnila legislativa a začalo se měřit OAR pomocí stopových detektorů. Průměrná objemová aktivita radonu v České republice je 118 Bq/m 3 a to je jedna z nevyšších hodnot v Evropě. V České republice momentálně platí: Objemová aktivita radonu (Bq/m 3 ) Směrná hodnota pro obsah radonu ve stávajících stavbách* 400 Směrná hodnota pro obsah radonu v nových stavbách* 200 *Vyhláška č. 307/2002 Sb., o radiační ochraně, ve znění vyhlášky č. 499/2005 Sb. a vyhlášky č. 389/2012 Sb. stanoví tzv. směrné hodnoty pro obsah radonu ve stávajících a nových stavbách. V objektech určených k bydlení nelze předepsat limit. Směrná hodnota pouze signalizuje majiteli objektu, že jsou hodnoty vyšší, než je obvyklé, a že by měl uvažovat o protiradonovém opatření. [12] 3.1 Jáchymov V roce 1515 se stal Jáchymov hlavním místem pro těžbu stříbra, které se zde těžilo až do počátku 19. století. Následovala těžba smolince, z kterého geolog Klaproth připravil látku, kterou nazval uranit podle planety Uran. Tato látka barvila sklo a porcelán žlutě a zeleně. Marie Cueie Sklodowská se svým manželem Pierrem z jáchymovského uraninitu izolovala další nový prvek radium. Přelom 19. a 20. století byl pro Jáchymov převratný, protože se zde vybudovalo 1. radonové (radioaktivní) lázeňské místo na světě. Byl zde objeven vydatný termální radioaktivní pramen. Růstem radioaktivního lázeňství zde byl postaven hotel Radium Palace, v kterém se nacházely 12

13 radio-rašelinové lázně, prostory pro mechanoterapii, elektroterapii, dále vlastní emanatorium pro vdechování radiového plynu a laboratoř. [2] Radonová léčba Lázně Jáchymov nabízí léčbu pohybového aparátu pomocí radonové vody. Snaží se lidem ukázat, že radon není jenom strašákem, ale i pomocníkem, pokud je s ním správně zacházeno. Jsou držiteli Certifikátu Státního úřadu pro jadernou bezpečnost na provádění této léčby. Musí dodržovat opatření pro bezpečnost pacientů i zaměstnanců. Pacienti jsou před nástupem celkově vyšetřeni klinicky i laboratorně. Dozimetrická laboratoř, která je součástí komplexu jáchymovských lázní, má za úkol dohlížet na dodržování předepsaných postupů na čerpání radonové vody a zřizování radonových koupelí. Pravidelně zde musí být kontrolován obsah radonu ve vodě a vzduchu. Čtyři prameny využívané v současné době v dole Svornost [11]: pramen Curie vydatnost 30 l/min teplota 29 C obsah radonu 5 kbq/l pramen C1 vydatnost 30 l/min teplota 29 C obsah radonu 11 kbq/l pramen Běhounek vydatnost 300 l/min teplota 36 C obsah radonu 10 kbq/l pramen Agricola vydatnost 10 l/min teplota 29 C obsah radonu 20 kbq/l Kvalitou radonu je měkké alfa záření, kvantitou je právě síla jáchymovských pramenů a po století ověřené dávkování radonových koupelí. Jejich léčebné rozpětí je 10 až 24 koupelí o intenzitě 4,5 5,5 kbq, po dobu 20 minut. Absorbovaná energie stimuluje regeneraci tkání a likvidaci škodlivých oxydativních stresorů (většinou volné radikály z chemikálií, z průmyslově zpracovaných potravin a životního prostředí). Zvyšuje se tvorba hormonů, včetně těch protibolestivých, protizánětlivých a pohlavních. Aktivují se všechny složky imunitního systému. Tyto procesy jsou během léčebného pobytu nastartovány a pokračují ještě asi 4 6 týdnů po poslední radonové koupeli. [11] 13

14 3.2 Legislativa První legislativní úprava řešící radonovou problematiku v České Republice vznikla v roce 1991 a to vyhláška ministerstva zdravotnictví č. 76/1991 Sb., o požadavcích na omezování ozáření z radonu a dalších přírodních radionuklidů. Vydání této vyhlášky odstartovalo český radonový program. Od roku 1995 místo Ministerstva zdravotnictví ČR řeší radonovou problematiku Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB). V roce 1997 byla vyhláška nahrazena atomovým zákonem č. 18/1997 Sb., o mírovém využívání jaderné energie a ionizujícího záření v platném znění, který byl rozšířen vyhláškou č. 307/2002 Sb. o radiační ochraně. Zde je uvedena únosná mez zamoření objektu radonem a jeho rozpadovými produkty. V České Republice byla zahájena měření v roce 1979, ale informace o výsledcích byly tajné, aby nedošlo k znepokojení obyvatelstva. Celkové mapy radonového rizika v ČR byly zhotoveny a rozdány na okresní úřady v roce Mapy jsou však pouze orientační. Konkrétní parcelu je nutno před stavěním proměřit. Shrnutí norem a metodik: zákon č. 18/1997 Sb., o mírovém využívání jaderné energie a ionizujícího záření (atomový zákon) v platném znění vyhláška SÚJB č. 307/2002 Sb., o radiační ochraně v platném znění zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon) v platném znění vyhláška č. 499/2006 Sb., o dokumentaci staveb vyhláška č. 503/2006 Sb., o podrobnější úpravě územního řízení, veřejnoprávní smlouvy a územního opatření usnesení vlády ČR ze dne 31. května 1999 č. 538, o Radonovém programu České republiky usnesení vlády ČR ze dne 7. října 2002 č. 970, o změně usnesení vlády ČR ze dne 31. května 1999 č. 538, o Radonovém programu České republiky metodika Metodika pro stanovení radonového indexu pozemku, SÚJB, edice Radiační ochrana, 2004 metodiky Metodiky měření a hodnocení obsahu přírodních radionuklidů ve stavbách na stavebních pozemcích a ve stavebních materiálech a vodě, SÚJB, edice Radiační ochrana,

15 norma ČSN Ochrana staveb proti radonu z podloží norma ČSN Ochrana staveb proti radonu a záření gama ze stavebních materiálů [9] Radonový program Úkolem radonového programu je vyhledat domy s vyšší koncentrací a navrhnout ozdravná opatření ke snížení koncentrace radonu. K vyhledávání pomáhají prognózní mapy radonového rizika. Navíc radonový program zajišťuje, aby nové stavby v rizikových oblastech provedli preventivní protiradonová opatření. Zaměřuje se především na byty, rodinné domy a dětská zařízení. V ČR je již změřeno více než budov. [12] Státní dotace na protiradonová opatření Státní dotace na protiradonová opatření je určena pro trvale obydlené domy se stavebním povolením, které bylo vydáno před Průměr objemové aktivity radonu v obytných místnostech musí přesáhnout 1000 Bq/m 3. Maximální výše dotace je Kč. Provedené opatření musí být účinné a to tak, aby obsah radonu byl nižší než je směrná hodnota 400 Bq/m 3 nebo alespoň o 75% nižší než původně. Od 1. ledna 2006 jsou dotace upraveny vyhláškou č. vyhláškou č. 461/2005 Sb., o postupu při poskytování dotací na přijetí opatření ke snížení ozáření z přírodních radionuklidů ve vnitřním ovzduší staveb a ke snížení obsahu přírodních radionuklidů v pitné vodě pro veřejné zásobování, a vyhláškou č. 462/2005 Sb., distribuci a sběru detektorů k vyhledávání staveb s vyšší úrovní ozáření z přírodních radionuklidů a stanovení podmínek pro poskytnutí dotace ze státního rozpočtu. [12] 3.3 Radon ve školkách Děti tráví velkou část dne ve školce, proto je důležité, aby toto prostředí bylo zdravé. Ovzduší ve školkách je proto pravidelně sledováno. Koncentrace radonu se měří v pobytových místnostech (třídy, herny a ložnice). Měření se provádí opakovaně, aby se kontrolovaly změny, které mohly nastat a ovlivnit koncentraci radonu. Měření se provádí v rámci Radonového programu, je bezplatné a neomezuje provoz. Měření probíhá tak, že se na začátku školního roku předají detektory učitelům, kteří je podle 15

16 návodu umístí. Na konci školního roku se měření ukončí a detektory se odešlou na adresu státního ústavu radiační ochrany. Výsledky jsou předány společně s případnými návrhy na možná opatření, tedy pokud se zjistí vyšší koncentrace radonu, avšak z tohoto měření neplynou žádné povinnosti. V příloze B jsou uvedeny mapy radonového rizika. Na první mapě jsou puntíky vyznačeny školky, v kterých bylo provedeno měření od roku Barvami je rozlišeno, zda výsledky překračují nebo nepřekračují směrnou hodnotu. Na druhé mapě jsou puntíky označeny školky, které prošly rekonstrukcí, a které ne. Rekonstruované školky by měly podstoupit nové měření, aby se zjistila aktuální koncentrace radonu. Nerekonstruované školky můžou zvážit riziko radonu a před případnou rekonstrukci přidat do projektu protiradonová opatření. [12] 3.4 Radon ve světě Riziko radonu a jeho produktů rozpadu je velmi významné, proto vyvolává zvýšený zájem u vědců, expertů ale i politiků z oblasti veřejného zdraví. Téměř ve všech zemích Evropy jsou organizována měření radonu v domácnostech. Radonový program se rozvíjí především v zemích s nejdelší zkušeností s radonovou problematikou. Tyto země jsou tak v tomto ohledu napřed. Například Holandsko díky své stavbě geologického území obsahuje málo radonu v půdním vzduchu a tak nemá radonový program. Naopak země Skandinávského poloostrova a Česká republika leží v oblasti s vyšším rizikem. V USA se nachází dvě ze čtyř uznávaných laboratoří pro metrologii radonu. Přichází odtud nové poznatky, měřící metody, geologie. Koncem 20. stol. tam byl radonový program pozastaven a zase se rozjel až v poslední době. [9] Na základě dohody evropských států stanoví směrnice 2013/59/EURATOM referenční úroveň 300 Bq/m3 pro všechny stavby s obytnými a pobytovými místnostmi, která se bude, až vejde v platnost, akceptovat.[13] Pro většinu evropských státu bude tato regulace novinkou. V přípravě je také společný Radonový atlas Evropy, který bude sloužit jako radonová mapa všech evropských států. 16

17 4. Zdroje radonu v budovách Jsou tři základní zdroje radonu v budovách a to z podloží pod budovou, ze stavebních materiálů a z dodávané vody. Koncentrace radonu v budovách kolísá, mění se ve dne v noci a při různých ročních období. Záleží na změnách větrání a meteorologických vlivech. Nejvyšší koncentrace radonu je v přímém kontaktu se zeminou, ve vyšších podložích je koncentrace nižší. Přehledné znázornění všech zdrojů je na obrázku Podloží Nejvíce radonu se nashromažďuje v podloží a putuje dále na povrch. Do budov se radon dostává díky rozdílu mezi tlakem půdního plynu a tlakem vzduch v budově. Pokud je vzduch teplejší, jako je tomu uvnitř budovy, je tlak nižší a když vzduch z domu uniká, nasává tak půdní vzduch. Nejčastější cesty radonu do domu jsou různými trhlinami jako například trhliny mezi stěnou a podlahou, trhlinami od rozdílného sedání v suterénních stěnách popř. základové desce. Další cestou jsou netěsnosti kolem poklopů revizních šachet, netěsnosti kolem prostupů instalací, netěsnosti kolem podlahových vpustí. Radon může proudit i odvodňovacím drenážním potrubím (trativodem), možným transportním mechanismem je i difúze konstrukcemi spodní stavby. Difuze radon proniká do domu plochou kontaktní konstrukce (tj. jak celistvou konstrukcí, tak netěsnostmi) v závislosti na rozdílu koncentrací v podloží a interiéru. Konvekce radon proniká netěsnostmi v kontaktních konstrukcích v důsledku podtlaku v nejnižších podlažích domu, který je zde vyvolán komínovým efektem a účinkem větru. Koncentrace radonu v 1 m pod zemí je vyšší jak Bq/m 3. Záleží především na plynopropustnosti zeminy jak jde vidět na obr

18 Obr. 2: Propustnost radonu v půdě [3] 4.2 Stavební materiály Podle měření za rok 1999 je ozáření ze stavebního materiálu přibližně 0,4 až 0,6 msv za rok. To je asi desetkrát méně než ozáření z radonu, který do budovy proniká podložím. V dnešní době jsou všechny materiály přísně kontrolovány Státním úřadem pro jadernou bezpečnost. Podle atomového zákona a vyhlášky č.307/2002 ve znění vyhlášky č. 499/2005 Sb. ukládají výrobcům a dovozcům stavebních materiálu povinnost zajišťovat systematické měření a hodnocení obsahu radia ve vyráběných materiálech. Obsah radia ve stavebních materiálech používaných v ČR je obvykle řádu desítek Bq/kg. Výsledky různých stavebních materiálů jsou uvedeny v příloze C. [14] Problém exhalace radonu z materiálů se týká pouze starých domů, kde se ještě používaly kontaminované materiály. Hála uvádí jako příklad beton s měrnou aktivitou 226 Ra 40 Bq kg -1 může emitovat až 0,7 Bq 222 Rn z jednoho čtverečního metru povrchu stěn za hodinu. U nás se v 60. až 80. letech objevily dva případy použití materiálů s vysokým obsahem radia a to v Rynholci u Nového Strašecí a v Poříčí u Trutnova. V Rynholci se vyráběly tvárnice ze škváry, vzniklé spalováním uhlí s vysokou koncentrací radia ( Ra kg -1 ). Z těch se pak stavěly rodinné domy a 18

19 bytové domy na sídlišti. Z panelů bylo postaveno asi rodinných domů typu Start. V Poříčí u Trutnova se vyráběl pórobeton z popílku ze zdejší elektrárny (900 Bq 226 Ra kg -1 ). Využíval se pro individuální výstavbu a pro příčky pro sídliště. Výroba v obou případech byla zastavena. [5] 4.3 Voda Nejvyšší obsah radonu je v podzemní vodě v geologickém profilu, který se skládá z vyvřených hornin a nejnižší v sedimentech. Podzemní voda je v přímém kontaktu s horninami s vyšším obsahem přírodních radionuklidů proto obsahuje více radonu než voda povrchová. Obsah v podzemní vodě je Bq/l. Uvolňování radonu do vnitřního vzduchu nastává při sprchování, mytí, praní a vaření. Odhaduje se, že používání vody s obsahem radonu 10 Bq/l zvýší koncentrace ve vzduchu cca o 1 Bq/l. [6] Průměrné ozáření z vody v důsledku přítomnosti radonu (efektivní dávka z požití a z inhalace) je přibližně 0,05 msv/rok Obr. 3: Cesty vstupu radonu do domu [16] 19

20 5. Protiradonová opatření V předešlé kapitole jsme se dozvěděli o způsobech pronikání radonu do domu a teď si popíšeme jak tomu zabránit. Koncentrace radonu ve venkovním vzduchu je 5 10 Bq/m 3, proto je nemožné v objektu dostat menší koncentraci než je tato hodnota. Základní informace poskytuje norma ČSN Ochrana staveb proti radonu z podloží. Aktuální platné znění normy vstoupilo v platnost v březnu 2006 a přineslo významné změny jako např. nový pojem radonový index stavby a radonový štítek budovy (dobrovolný). Obr. 4: Radonový štítek budovy pro novou stavbu, ČSN Ochrana staveb proti radonu z podloží [17] Radonový index stavby vyjadřuje radonový potenciál geologického podloží na úrovni budoucí základové spáry objektu a nabývá hodnot nízký, střední a vysoký. Protiradonová opatření si můžeme rozdělit na dvě skupiny: Aktivní opatření (ventilátory) + nezasahují tolik do konstrukce, rychlá realizace, jsou regulovatelné - pravidelná údržba, omezená životnost, provozní náklady 20

21 Pasivní opatření (izolace) + dlouhá životnost, bez údržby, bez provozních nákladů - větší zásah do konstrukce, nemusí se dostat pod stěny a tím je účinnost nejistá 5.1 Nové a stávající stavby Nové stavby Pozemek s nízkým radonovým rizikem Nejsou potřeba žádná speciální opatření, postačí pouze hydroizolace v celé půdorysné ploše objektu. Pro zvýšení účinnosti je vhodné oddělit dveřmi podzemní a přízemní podlaží. Pozemek se středním radonovým rizikem Je vhodné provést protiradonovou izolaci, která zároveň slouží i jako hydroizolace. V souladu s ČSN je protiradonová izolace kvalitnější hydroizolací s dlouhou životností a změněným součinitelem difúze radonu. Musí být položena spojitě a v celé ploše kontaktní konstrukce a to i pod stěnami. Provedení musí být vzduchotěsné. Někdy postačí běžná hydroizolace ale to pouze za podmínek, že místnosti v kontaktu s půdním vzduchem nejsou využívány k bydlení, je zajištěná spolehlivá výměna vzduchu, stropní konstrukce je utěsněná a podloží oddělují dveře. Pozemek s vysokým radonovým rizikem Pokud se jedná o spodní hranici hodnot, jsou opatření stejná, jako u středního indexu, ale pokud hodnoty dosáhnou vyšších hodnot, je vhodné k těmto opatřením přidat další a to např. odvětrávací drenážní systém pod objektem, nebo odvětrávanou vzduchovou mezeru pod izolací. 21

22 5.1.2 Stávající stavby Nejdříve se musí provést měření, abychom zjistili, jaká jsou možná rizika. Měření provedeme pomocí detektorů pro měření objemové aktivity radonu, které umístíme do obývaných místností. Pokud naměřené hodnoty přesáhnou směrnou hodnotu pro stávající stavby, která je 400 Bq/m 3, je vhodné provést opatření. Nejvhodnější opatření nám určí radonová diagnostika, která identifikuje a lokalizuje zdroj radonu v objektu. U stávajících staveb musíme vybírat taková opatření, které moc nezasahují do konstrukce. Na tato opatření je možnost dostat státní dotaci.[9] 5.2 Opatření proti pronikání radonu z podloží U budov na pilířích nebezpečí s průnikem radonu nehrozí a opatření jsou zbytečná. Konstrukce spodní stavby ve styku se zeminou Nevyhovující je pokud jsou dřevěné podlahy a cihelné, kamenné nebo betonové dlažby kladené přímo do štěrkopísku. Nic nebrání tomu, aby radon vnikal přímo do budovy. Opatření spočívá v odstranění těchto podlah a nahrazení betonovou deskou s plynotěsnou fólií. Nebo pokud nám to konstrukce dovolí, ponecháme podlahy na místě a betonovou desku odlijeme na ně. Dalším opatřením pro tento typ konstrukce je záměrně vytvořená provětrávaná vzduchová mezera, která slouží k odvodu vlhkosti a proti pronikání radonu. Je dobré udržovat v mezeře podtlak pomocí ventilátorů a utěsnění otvorů mezi podlahou a stěnami. Vzduchovou mezeru je lepší umístit nad tepelnou izolaci. Betonová deska nejdůležitější konstrukcí, která zabraňuje pronikání radonu z podloží - bez nebo s tepelnou izolací, vzduchotěsná - základová deska, podkladní betonová deska 22

23 Hydroizolace vysoký difuzní odpor - asfaltované pásy s hliníkovou nebo měděnou vložkou, dále ethylén - propylénové fólie (větší pružnost mají fólie s olověnou vložkou) - méně vhodné asfaltované pásy s papírovou nebo textilní vložkou - nevhodné samotné hydroizolační nátěry - je nutné ji celoplošně přilepit, aby se mezi ní a betonem nevytvářela vzduchová mezera Suterénní stěny Přenáší tlak zeminy a zatížení od budovy, zabraňují pronikání vlhkosti a radonu. Nejlepší suterénní stěny jsou betonové a monolitické. U cihlových, kamenných a dalších materiálů, které nejsou tak vzduchotěsné je potřeba protiradonová izolace. Lze použít asfaltované pásy s hliníkovou nebo měděnou vložkou a ethylén propylénové fólie. Zcela nevhodné jsou vodotěsné omítky a samotné hydroizolační nátěry. Opatření se provádí z vnější strany, pokud ale nelze jinak, jako například u rekonstrukcí provede se ze strany vnitřní. Můžeme vytvořit odvětrávané vzduchové mezery mezi zeminou a stěnou. 5.3 Sanace trhlin Nelze zajistit konstrukci bez trhlin bude stačit, pokud vyloučíme trhliny s šířkou větší než cca 2 mm. Pokud se šířka trhliny zvýší z 0,1 mm na 1 mm, zvýší se objemový tok vzduchu trhlinou krát. Únosná šířka trhlin je 0,15 0,20 mm. Rozlišujeme trhliny konstrukční, které jsou způsobeny hydrologickými poměry podloží, jako například nerovnoměrné sedání, vysychání, bobtnání aj. Omezit je můžeme správnou přípravou podloží např. hutněním, odvodněním apod. a trhliny od smrštění, které jsou způsobeny přirozenými změnami spojenými s vysycháním betonu. Je dobré použít hrubě mletý cement a správně ošetření betou. Dalším opatřením je vkládání výztuže do konstrukce, které omezuje šířku trhlin. Rozlišujeme trhliny aktivní a pasivní. Pasivní se s časem nešíří ani nerozevírají. Pro sanaci proto použijeme tuhé materiály, např. injektáž cementovou maltou popřípadě kaší. Nejvhodnější je epoxydová pryskyřice. Aktivní trhliny se naopak s časem šíří, rozevírají nebo pohybují. Pro sanaci proto použijeme pružné materiály, které budou 23

24 aktivní s trhlinou. Můžeme použít mastily - viskozní kapaliny, jako například nevysychající oleje nebo asfalty s nízkým bodem tání. Nízký bod tání je ale důvodem, proč vytékají, proto nejsou vhodné do interiérů. Dále termoplasty asfalty, gumoasfalty na bázi smůly a dehtu. Nevýhodou termoplastů je to, že při působení ultrafialového záření tvrdnou. Nejvhodnější jsou elastomery polysulfidy, polyuretany, silikony atd., protože neměknou, jsou dobře přilnavé a roztažné. Pokud je potřeba upravit velké množství trhlin, je lepší celoplošná těsná úprava povrchu, která se provede nátěrem nebo fólií podle typu trhlin. Dále je potřeba omezit vznik trhlin u pracovních spár podle ČSN Dále utěsňováním a úpravami kolem prostupů použitím izolace. Pokud máme revizní šachtu, musíme ji zabezpečit, aby se nestala zdrojem radonu, buď se zamezí nasávání půdního vzduchu nebo pronikání vzduchu do interiéru nebo obojímu. 5.4 Zakládání na vzduchovém polštáři To je možné pouze u nepodsklepených objektů. Dochází k provětrávání oblasti pod objektem venkovním nebo vnitřním vzduchem přirozeně nebo nuceně ventilátory. Ty vytváří podtlak nebo přetlak pod budovou. Přetlak omezuje pronikání radonu ze zeminy a podporuje transport vzduchu do budovy - je nutná těsná stropní konstrukce nad vzduchovou mezerou Podtlak uvolňuje radon ze zeminy (pod budovou vysoká koncentrace radonu), ale brání proudění do budovy - je nutná neprodyšná úprava povrchu zeminy ve vzduchové mezeře Nesmíme zaměnit provedená opatření pro podtlak a přetlak jinak to povede ke zvýšení hladiny radonu uvnitř budovy! 24

25 5.5 Opatření pro podloží Úprava základové půdy Jak již víme, koncentrace radonu v půdě závisí na tom, jak moc je porézní. Proto je vhodné zmenšit poréznost půdy, aby byla nepropustná. Docílíme toho zhutňováním nebo injektováním (cementovými nebo jílocementovými suspenzemi). Tato úprava musí být trvalá, proto není vhodná na místa, kde se vrstvy zeminy pohybují. Výměna základové půdy Pokud je zemina natolik radioaktivní, že to není únosné, můžeme ji část odstranit a nahradit zeminou neradioaktivní. Tyto dvě vrstvy je ale potřeba od sebe oddělit izolací. Provětrávání vzduchopropustné vrstvy pod budovou Provádí se pomocí plastických trubek nebo drenážních keramických trubek procházejících soklem vyvedených z obou stran do volného prostoru. Venkovní vzduch odvádí radon z podloží. Opatření snižující tlak v půdě pod budovou Zavede se potrubí skrz betonovou desku s ventilátorem, který odsává půdní vzduch a vytváří tak podtlak. Pokud nechceme zasahovat do konstrukce, je zde možnost odsávání půdního vzduchu pomocí radonových studní, které jsou umístěné mimo objekt. Opatření zvyšující tlak v půdě pod budovou Pracuje na principu vhánění teplého vnitřního vzduchu ventilátory pod budovu. Tam způsobuje přetlak a vytlačí půdní vzduch s radonem mimo podloží objektu. 25

26 5.6 Snížení koncentrace uvnitř budov Kvůli úspoře energie jsou domy utěsňovány, ale je potřeba utěsnit především podloží. Radon jinak může pronikat podložím do domu, kde je uvězněn a nemá kudy uniknout. Proto je důležitá ventilace. Můžeme použít buď přirozenou ventilace, nebo nucenou ventilaci. Přirozená ventilace se provádí pomocí okenních otvorů, tento způsob snižování koncentrace je sice regulovatelný, ale nárazový, takže je pouze přechodným řešením. Další možností je přirozená ventilace svislými větracími průduchy a šachtami. U tohoto opatření závisí na venkovní a vnitřní teplotě a na rychlosti a směru větru. Nevhodná je přirozená ventilace pomocí větracích štěrbin a infiltrací obvodovými plášti a infiltrace spárami otvorových výplní. Je totiž neregulovatelná a nespolehlivá. Nucená ventilace je vhodná pro toho, komu více vyhovují velké investiční náklady, ale následně menší provozní náklady. Tento druh ventilace je také regulovatelný, a proto je vhodný. 5.7 Opatření ke snížení exhalace radonu ze stavebních materiálů Pokud nám to konstrukce dovolí, odstraníme kontaminovaný materiál a nahradíme jiným. Ale nejdříve musíme zvážit, zda je to výhodné. Dále můžeme aktivní stěny obestavit cca v 5 cm příčkou a vytvořit tak vzduchovou dutinu, kterou odvětráme. Další možností je použít nátěrové hmoty a tapety, které je nutné nanést na co největší plochu kontaminovaného materiálu (stěn) a z obou stran. Nátěry vhodné jsou epoxidové nátěry, nátěry na bázi chlórkaučuku, polyvinylchloridu, aj. - mínusy malá odolnost proti popraskání, kondenzace vodních par na povrchu Tapety PVC tapety na papírové podložce, nebo na hliníkových fóliích - nepraskají, ale i zde se objevuje kondenzace [7] 26

27 5.8 Opatření ke snížení uvolňování radonu z vody Problematikou se zabývá vyhláška č. 307/2002 Sb., která uvádí teoretický návod co dělat, když jsou směrné hodnoty překročeny. Tabulka 1. Směrné hodnoty a opatření pro individuální vodní zdroje zásobování [3] Směrné hodnoty [Bq/l] Opatření < 200 bez opatření odvětrání místností s velkou spotřebou vody (např. koupelny) > odstranění radonu z vody nebo náhrada zdroje vody Mezi opatření ke snížení uvolňování radonu z vody patří například zachytávání radonu na aktivovaném granulovaném karbonu nebo jiném pevném sorbentu, ale to není prakticky uplatnitelné. Mnohem lepším opatřením je provzdušňování a rozprašování kontaminované vody. Do vody je vháněn čistý vzduch, který na sebe při promíchávání váže radon. Proud vzduchu může být souproudě uspořádaný díky statickému směšovači (dojde k promíchání) nebo protiproudně uspořádaný (dojde k probublávání). Provzdušňování a rozprašování je vhodné pro menší odběry, protože se dá snadno umístit přímo na přívodu. Pro centrální zásobování vodou jsou nejlepším opatřením provzdušňovací věže (kolony). Ty jsou umístěny v čerpacích stanicích, úpravnách vody nebo v kolonách vodojemů. Jejich výhodou je, že odstraňují nejen radon, ale i metan, kysličník uhličitý, organické látky, aj. [7] 27

28 6. Měření radonu Můžeme měřit koncentraci samotného radonu (OAR) nebo koncentraci produktů přeměny radonu (EOAR) 6.1 V půdním vzduchu Vzorek je odebrán z hloubky 80 cm pod povrchem, aby bylo zabráněno vlivu klimatických jevů. Půdní vzduch je nasán dutou tyčí do scintilační komory. Její stěny jsou potaženy speciální látkou, na kterou dopadají částice alfa, které doprovází přeměnu uranu na radium a radon. Při dopadu vydává světelné záblesky, které jsou registrovány citlivým fotonásobičem, kalibračními rovnicemi je pak množství záblesků přepočítáno na objemovou aktivitu radonu v půdním plynu. Měření je důležité, nemůžeme určit kategorii radonového rizika na stavebním pozemku pouze odečtením z mapy radonového rizika v jakémkoli měřítku. Mapy pouze ukazují míru pravděpodobnosti očekávání určité úrovně objemové aktivity radonu. V České Republice se používá klasifikace radonového rizika jako v tabulce 2. Tabulka 2. Objemová aktivita 222Rn v půdním vzduchu (kbq/m3) v základových půdách podle propustnosti [18] Objemová aktivita 222 Rn (kbq/m 3 ) Radonové riziko Propustnost zemin malá (f > 65%) střední (f = 15-65%) dobrá (f < 15%) nízké < 30 < 20 < 10 střední vysoké > 100 > 70 > 30 28

29 6.2 V ovzduší budovy Pokud budeme měřit koncentraci radonu v ovzduší budovy, je nejlepší změřit všechny pobytové místnosti v přímém kontaktu s podložím, alespoň třetinu místností v prvním nadzemním podloží a alespoň jedna místnost ve vyšších podlažích. Krátkodobá měření Probíhá za konzervativních podmínek, tzn. v období, kdy předpokládáme vyšší koncentrace radonu (omezené větrání, topná sezóna). Pomocí krátkodobých měření lze ověřit účinnost ozdravných opatření. Pro okamžité měření přírodní radioaktivity se používají především tyto detektory: ionizační komory, polovodičové detektory a scintilační detektory. Ionizační komory trubice naplněné plynem, ve kterém procházející záření vytváří ionty měří se elektrický náboj zachycený na elektrodách komory. Polovodičové detektory průchod nabité částice polovodičem ionizací vytvoří páry díra elektron, v poli vloženého elektrického napětí přechází nabité částice k příslušným elektrodám, tam se opět měří elektrický náboj. Scintilační detektory vyrobeno z látek, v nichž záření vyvolá světelné záblesky, ty se registrují fotonásobičem, pro detekce částic alfa se využívá sirníku zinečnatého aktivovaného stříbrem. Dlouhodobá měření Provádí se pomocí stopových detektorů, které jsou umístěny do obytných místností po dobu jednoho roku. Tato měření nám udávají průměrnou koncentraci za měřené období. Mezi používané detektory patří Elektrety a Stopové detektory. Elektrety radon proudí přes filtr do komory, tam se rozpadá a při tom ionizuje atomy vzduchu, vzniklé záporně nabité ionty vybíjí elektret (zpravidla kladně) nabitý materiál, pokles napětí dělený časem měření se rovná průměrné koncentraci radonu. Stopové detektory ionizující záření reaguje se speciální citlivou emulzí a tím vytvoří trvalou, nepozorovatelnou stopu, tu můžeme leptáním zvýraznit a vyhodnotit. [7] 29

30 Radonová diagnostika Radonovou diagnostiku můžou provádět pouze instituce, které mají oprávnění, které vydává SÚJB, seznam je na okresních úřadech, stavebních úřadech nebo regionálních centrech SÚJB. Pokud koncentrace radonu převyšuje směrné hodnoty, musí se nalézt hlavní zdroje radonu a cesty vstupu radonu do objektu. Měřením se získají podklady pro návrh protiradonového opatření. [1] 6.3 Radon ve vodě Provádí se ve specializované laboratoři. Objem vzorku vody je několik desetin litru. Odebírá se do speciálních vzorkovnic, které jsou vzduchotěsné, aby radon neunikal. Voda se musí otestovat do čtyř dnů od odběru. Průměrná hodnota v pitné vodě z podzemních zdrojů je přibližně 15 [Bq/l]. Tabulka 3: Směrné a mezní hodnoty ve vodě k veřejnému zásobování [3]: směrné hodnoty [Bq/l] mezní hodnoty [Bq/l] Balená kojenecká voda Pitná voda pro veřejné zásobování, balená stolní voda a balená pitná voda Balená přírodní minerální voda Individuálně (vyhláška č. 307/2002 Sb.) Podle Zprávy o kvalitě pitné vody v ČR za rok 2013 byla mezní hodnota překročena pouze u jednoho vodovodu. Z tohoto vodovodu bylo odebráno 7 vzorků, nejvyšší zjištěná hodnota byla 699 Bq/l. U tohoto vodovodu se již projednává instalace odradonovacího zařízení. Překročení směrné hodnoty bylo zjištěno u 195 vzorků (10,6 %). U těchto vodovodů se řeší optimalizace radiační ochrany. Přehled výsledků objemové aktivity radonu v dodávané pitné vody podle jednotlivých krajů je uveden v příloze D. [4] 30

31 6.4 V pevných látkách Měřením zjišťujeme obsah radia a popřípadě i dalších přírodních radionuklidů. Můžeme buď odebrat vzorky měřeného materiálu o hmotnosti jeden až dva kilogramy, následně se drtí na zrnitost do několika mm a případně se vysuší. Pokud nechceme narušit konstrukce, můžeme měřit exhalaci radonu přímo ze stěn. V tomto případě se na měřenou zeď přiloží nádoba s aktivním uhlím, na němž se zachycuje radon uvolňující se ze stěny. Aktivita radonu zachyceného na aktivním uhlí se pak měří ve scintilačním detektoru. 6.5 Přístroj LLM 500 Přístroj LLM 500 (Level Living Monitor) využívá k měření dceřiné produkty radonu. Je vhodný pro okamžité a citlivé monitorování. Skládá se ze dvou přenosných částí, počítač a nasávací agregát. Počítač se skládá z detektoru, který obsahuje hliníkové okno a argon, který registruje impulsy. Mezi detektor a 0,1 mm silnou wolframovou folii se vkládá disketa. Disketa má uprostřed kruhový filtr o průměru 10 cm ze skleněných vláken tloušťky 0,35 mm, zadrží velmi malé částice. Dále počítač obsahuje čítač pulsů, elektronický hardware a software a čelní panel. Ten obsahuje spouštěcí tlačítko a dalších 16 tlačítek, otvor pro disketu a čtyřřádkový digitální displej a klíč. Klíč slouží k tomu, aby se zamezilo změnám v softwaru. Nasávací agregát je výkonný vysavač vzduchu. K vysavači je připojen mechanický průtokoměr s počitadlem objemu prošlého vzduchu. Vzduch se nasává přes výše popsanou disketu, která je vložena do držáku se sintrovanou kovovou podpěrou filtru upevněného na vysavači. Na disketě se zachytávají aerosoly a prachové částice. Provedená měření tímto přístrojem jsou pouze orientační, k celkovému posouzení by bylo vhodné provést dlouhodobé měření. Naopak jeho okamžité vyhodnocení výsledků by se mohlo hodit při výuce fyziky na základních školách. Přístroj LLM 500 má mnoho využití, mezi další patří například měření poločasu rozpadu čistých radioaktivních látek. Postup při měření EOAR ve vzduchu Nejdříve změříme aktivitu diskety, potom ji vložíme do držáku na nasávacím agregátu a necháme projít určité množství vzduchu, které odečteme na průtokoměru. Disketu poté vložíme do počítače a počkáme na vyhodnocení. 31

32 Postup při měření EOAR ve vodě Necháme přes filtrační papír protéct určité množství vody. Filtr se poté opatrně vysuší a vloží do diskety, kterou počítač vyhodnotí. Postup při měření EOAR v pevných látkách Toto měření je obtížnější. Materiál se musí rozdrtit na drobné částečky a vloží se do speciální diskety. Musí se zamezit znečištění mechanik částečkami materiálu. Výhody Mezi výhody patří především snadná obsluha a rychlé vyhodnocení (cca 5 min). Další výhodou je to, že zaznamenává i velmi nízké hodnoty (< 5 Bq). Navíc přístroj můžeme využívat opakovaně, lze udělat více měření za den a tak můžeme prokázat například výhody větrání, nebo měřit při různých změnách klimatických podmínek. Nevýhody Velkou nevýhodou je vysoká váha, dohromady cca 16 kg. Další nevýhodou je, že je přístroj je závislý na síťovém napětí 220V. Tato nevýhoda se projeví především při měření ve sklepech bez přípojky. 6.6 Výsledky provedených měření Z výsledků dlouhodobého měření objemové aktivity radonu (OAR) ke konci roku 2014 jsem vybrala lokality, v kterých jsem prováděla měření. Z uvedené tabulky jde vidět, že ohledně radonové problematiky je na tom nejhůře Třebíč. Tabulka 4: Výsledky dlouhodobého měření objemové aktivity radonu (OAR) [12]: Název obce Počet změřených objektů Geometrický průměr Podíl objektů nad 400 Bq/m 3 [%] Podíl objektů nad Bq/m 3 [%] Brno ,5 2,0 0,1 Okříšky ,5 8,1 0,0 Třebíč ,6 31,4 3,9 32

33 Použité hodnoty: U...počet rozpadů v samotné disketě (counts) N...počet rozpadů za sekundu (counts per second) T...EOAR (ekvivalentní objemová aktivita radonu) OAR...objemová aktivita radonu Brno 1. Měření čas: 10:30 Chodba (1. patro) U = 206 [cts] N [cps] T OAR 1. 1,9 6 15,0 2. 2,2 7 17,5 3. 2,5 8 20,0 4. 2,0 6 15,0 5. 1,7 5 12,5 Střední hodnota 2,06 6,4 16 První měření proběhlo v městské části Staré Brno, ulice Poříčí. Podle mapy radonového rizika leží ulice Poříčí v oblasti, kde se prolíná střední a nízké radonové riziko. Měřila jsem v Pedagogické fakultě v 1. patře na katedře fyziky v chodbě spojující laboratoře. Měření jsem provedla, abych potvrdila, že pobyt ve škole je bezpečný a také, že škola splňuje normy výskytu radonu ve veřejných budovách. Výsledky dopadly dle očekávání. 33

34 2. Měření čas: 11:55 Sklep U = 297 [cts] N [cps] T OAR 1. 17, , , , , , , , , ,0 Střední hodnota 17,98 53,8 134,5 čas: 12:07 Obytná místnost (4. patro) U = 308 [cts] N [cps] T OAR 1. 5, ,5 2. 5, ,0 3. 5, ,0 4. 5, ,5 5. 5, ,0 Střední hodnota 5,46 16,4 41 Druhé měření proběhlo v městské části Žabovřesky, ulice Chládkova. Podle mapy radonového rizika leží tato ulice v oblasti, kde se prolíná střední a nízké radonové riziko. Bytový dům, v kterém proběhlo měření, byl postaven roku Je to cihlový, izolovaný dům o čtyřech patrech, plně podsklepený. Voda je dodávána veřejným vodovodem a dům je vytápěn pomocí tepelného výměníku, který je napojený na brněnské teplárny. Nejdříve proběhlo měření ve společném sklepě, který je částečně větraný. Následně se měřilo v posledním, čtvrtém patře v obývacím pokoji, který se pravidelně větrá. 3. Měření čas: 12:45 Sklep U = 1218 [cts] N [cps] T OAR 1. 2,8 8 20,0 2. 4, ,0 3. 3,1 9 22,5 4. 1,9 6 15,0 5. 2,5 8 20,0 Střední hodnota 2,88 8,6 21,5 čas: 13:05 Obytná místnost (přízemí) U = 660 [cts] N [cps] T OAR 1. 10, , , , , , , , , ,5 Střední hodnota 11,7 34,

35 Třetí měření proběhlo v městské části Maloměřice, ulice Švábenského. Podle mapy radonového rizika leží tato ulice v oblasti nízkého radonového rizika. Rodinný dům, v kterém proběhlo měření, byl postaven roku 1934 a je částečně podsklepení. Vodu dodává veřejný vodovod a dům je vytápěn plynem. Nejdříve proběhlo měření ve sklepě, který je větraný. Nízké hodnoty ve sklepě si vysvětluji tím, že dveře do sklepa byly otevřené, takže radon mohl bez problémů unikat. Následně se měřilo v přízemí v obývacím pokoji. Část pod obývacím pokojem není podsklepená. Obývací místnost se nevětrá tak často, proto jsou podle mě hodnoty vyšší než ve sklepě. 4. Měření čas: 14:05 Sklep U = 301 [cts] N [cps] T OAR 1. 2,6 8 20,0 2. 3, ,0 3. 2,9 9 22,5 4. 3, ,0 5. 3, ,5 Střední hodnota 3,18 9,6 24 čas: 14:20 Obytná místnost (přízemí) U = 247 [cts] N [cps] T OAR 1. 3,1 9 22,5 2. 3,0 9 22,5 3. 2,5 8 20,0 4. 2,3 7 17,5 5. 3, ,5 Střední hodnota 2,9 8,8 22 Čtvrté měření proběhlo v městské části Kniníčky (chatová oblast). Podle mapy radonového rizika leží Kniníčky v oblasti středního radonového rizika. Toto měření proběhlo v dřevěné chatě, která je částečně podsklepená. Chata byla postavena roku 1959 a je bez izolace. Vodu sem dodává veřejný vodovod a je vytápěna krbovými kamny na tuhá paliva. Nejdříve proběhlo měření ve sklepě, který byl nevětraný. Následně se měřilo v obytné místnosti, která je nepodsklepená a částečně větraná. 35

36 6.6.2 Okříšky Loudilka 5. Měření čas: 14:05 Sklep U = 394 [cts] N [cps] T OAR 1. 0,9 3 7,5 2. 2,2 7 17,5 3. 1,6 5 12,5 4. 2,0 6 15,0 5. 1,8 5 12,5 Střední hodnota 1,7 5,2 13 čas: 14:20 Obytná místnost (přízemí) U = 321 [cts] N [cps] T OAR 1. 8, ,5 2. 7, ,0 3. 8, ,0 4. 7, ,0 5. 7, ,5 Střední hodnota 7,84 23,6 59 Páté měření proběhlo v Okříškách, ulice Loudilka. Podle mapy radonového rizika leží Loudilka v oblasti středního radonového rizika. Toto měření proběhlo v rodinném domě, který je částečně podsklepený. Dům byl postaven roku Voda je dodávána z vlastní studny a je vytápěný kotlem na tuhá paliva. Nejdříve proběhlo měření ve sklepě, který byl částečně větraný. Následně se měřilo v obytné místnosti, která leží nad sklepem a je částečně větraná. 6. Měření čas: 21:45 Obytná místnost (přízemí) U = 336 [cts] N [cps] T OAR 1. 15, , , , , , , , , ,5 Střední hodnota 15,96 47,8 119,5 Po patnácti minutách větrání U = 492 [cts] čas: 22:10 N [cps] T OAR 1. 2,1 6 15,0 2. 1,8 5 12,5 3. 2,6 8 20,0 4. 2,6 8 20,0 5. 2,4 7 17,5 Střední hodnota 2,3 6,

37 Patnáct minut po ukončení větrání U = 1023 [cts] čas: 14:05 N [cps] T OAR 1. 4, ,5 2. 4, ,0 3. 4, ,5 4. 3, ,5 5. 3, ,0 Střední hodnota 4,04 12,2 30,5 Třicet minut po ukončení větrání U = 583 [cts] čas: 14:20 N [cps] T OAR 1. 6, ,5 2. 7, ,5 3. 7, ,5 4. 8, ,0 5. 7, ,5 Střední hodnota 7,48 22,4 56 Šesté měření proběhlo ve stejném domě. Obývací pokoj, ve kterém měření probíhalo je nepodsklepený, izolovaný a částečně větraný. V této místnosti jsem měřila celkem čtyřikrát. Poprvé pro stanovení první hodnoty. Pak proběhlo patnácti minutové větrání a následné změření hodnot. Z této tabulky jde vidět, že se hodnoty o osminu zmenšily. Tím jsme dokázali, že větrání je nejrychlejší způsob jak se zbavit radonu v domě. Třetí tabulka zaznamenává hodnoty naměřené po patnácti minutách po ukončení větrání. Hodnoty se zase začínají zvedat. A ve čtvrté tabulce jsou hodnoty naměřené po třiceti minutách po ukončení větrání. Jde vidět, že po půl hodině od větrání se hodnoty radonu v domě se zase zvedly a to na polovinu původní hodnoty. Větrání je tedy nejrychlejším způsobem, ale ne trvalým. 7. Měření čas: 14:05 Sklep U = 698 [cts] N [cps] T OAR 1. 1,9 6 15,0 2. 1,1 3 7,5 3. 1,4 4 10,0 4. 1,6 5 12,5 5. 0,5 2 5,0 Střední hodnota 1, čas: 14:20 Obytná místnost (přízemí) U = 425 [cts] N [cps] T OAR 1. 9, ,5 2. 9, ,0 3. 9, ,5 4. 9, ,5 5. 9, ,5 Střední hodnota 9,38 28,

38 Sedmé měření proběhlo v Okříškách, ulice Loudilka. Podle mapy radonového rizika leží Loudilka v oblasti středního radonového rizika. Toto měření proběhlo v rodinném domě, který je dvoupatrový a podsklepený. Dům byl postaven roku 1923 a je po částečné rekonstrukci. Voda je dodávána z vlastní studny a je vytápěný krbovými kamny na tuhá paliva. Dům je obydlený pouze přes léto. Nejdříve proběhlo měření ve sklepě, který byl částečně větraný. Následně se měřilo v obytné místnosti, která leží nad sklepem a je nevětraná Třebíč 8. Měření čas: 14:05 Obytná místnost (2. patro) U = 433 [cts] N [cps] T OAR 1. 48, , , , , , , , , ,0 Střední hodnota 47,48 142,6 356,5 Osmé měření proběhlo v Třebíči, ulice Arbesova. Podle mapy radonového rizika leží celá Třebíč v oblasti vysokého radonového rizika. Toto měření proběhlo v dvougeneračním domě, který je dvoupatrový a není podsklepený. Dům byl postaven roku Voda je dodávána z vodovodu a je vytápěn plynovými kamny. Měření proběhlo pouze v druhém patře v kuchyni. 38

39 9. měření čas: 14:05 Obytná místnost (přízemí) U = 365 [cts] N [cps] T OAR 1. 16, , , , , , , , , ,0 Střední hodnota 16,25 48,8 122 čas: 14:20 Obytná místnost (1. patro) U = 1298 [cts] N [cps] T OAR 1. 17, , , , , , , , , ,5 Střední hodnota 18,06 54,4 136 Deváté měření proběhlo v Třebíči, městská část Na Kopcích, ulice Jana Habrdy. Podle mapy radonového rizika leží celá Třebíč v oblasti vysokého radonového rizika. Toto měření proběhlo v rodinném domě, který je patrový a není podsklepený. Dům je novostavba s protiradonovou izolací. Voda je dodávána z vodovodu a je vytápěn plynovými kamny. Nejdříve proběhlo měření v obývacím pokoji, který je částečně větraný. Druhé měření proběhlo v prvním patře v dětském pokoji, který je částečně větraný. 10. měření čas: 14:05 Sklep U = 1446 [cts] N [cps] T OAR 1. 17, , , , , , , , , ,5 Střední hodnota 17,24 51,8 129,5 čas: 14:20 Obytná místnost (přízemí) U = 1894 [cts] N [cps] T OAR 1. 51, , , , , , , , , ,0 Střední hodnota 50,84 152,6 381,5 39

40 Desáté měření proběhlo v Třebíči, ulice Kmochova. Podle mapy radonového rizika leží celá Třebíč v oblasti vysokého radonového rizika. Toto měření proběhlo v rodinném domě, který je patrový a podsklepený. Dům byl postaven roku Voda je dodávána z vodovodu a je vytápěný plynovými kamny. První měření proběhlo ve sklepě, který je větraný. Druhé měření proběhlo v obývacím pokoji, který leží nad sklepem a je částečně větraný. 6.7 Shrnutí výsledků Nejvyšší naměřené výsledky byly u posledního měření a to průměrně 152,6 Bq/m 3. Tento dům leží na území s vysokým radonovým rizikem, takže se daly očekávat i vyšší hodnoty. Naopak nejnižší hodnoty byly naměřeny u 7. měření ve sklepě rodinného domu. I zde se dali očekávat vyšší hodnoty, protože dům leží na území středního radonového rizika. Tak nízké hodnoty se dají vysvětlit tím, že sklep je přes zimu větraný. Pro lokality, v kterých jsem provedla měření, jsou v příloze E uvedeny mapy, na kterých je uveden geometrický průměr objemové aktivity radonu (OAR) v bytech v kraji Vysočina a v Jihomoravském kraji. Na mapách jsou barvami odlišeny části podle velikosti koncentrace radonu. A v příloze F jsou uvedeny mapy radonového indexu v Brně, Okříškách a v Třebíči. Oblasti na mapách jsou odlišeny barvami podle radonového indexu. Při porovnání uvedených hodnot a naměřených hodnot, byly ty naměřené o něco nižší. Koncentrace radonu je však různá dům od domu a záleží na mnoha činitelích. Celkově byly naměřené hodnoty docela nízké. U novostaveb se toho docílilo izolací proti radonu. U starších domů se může zdát zvláštní, že hodnoty radonu jsou ve sklepě nižší než v obytné místnosti. Může to být způsobeno tím, že se ve sklepě skladují potraviny, proto je více větraný, nebo je bez izolace, tak může radon unikat škvírami kolem dveří, oken, nebo trhlinami. U měření číslo 5., 7., a 10. byly měřené obytné místnosti nad sklepní místností, proto je možné, že vyšší koncentrace v obytné místnosti než ve sklepě, je způsobena tím, že radon uniká trhlinami ve stropě do vyšších místností. 40

41 6.8 Stanovení rozpadové křivky a poločasu rozpadu K určení rozpadové křivky a poločasu rozpadu jsem použila přístroj LLM 500. Přes disketu se přečerpá větší množství vzduchu (cca 5 m 3 ) a pak se disketa vloží do přístroje. Sledujeme, jak s časem klesá její aktivita. Hodnoty byly zaznamenávány po desetiminutovém intervalu. Hodnota B zaznamenává počet rozpadů (counts-cts), za daný časový interval. Přeměnovou konstantu následně vypočítáme dvojím způsobem. a) Body v grafu závislosti počtu rozpadů na čase proložíme exponenciálou. Z její rovnice zjistíme přeměnovou konstantu λ. Tento způsob vyplývá z obecného vztahu: Pomocí λ můžeme vypočítat poločas rozpadu podle vztahu: b) Vytvoříme graf závislosti zlogaritmované hodnoty počtu rozpadů na čase. Body grafu proložíme přímkou a z její směrnice zjistíme λ. Pomocí λ vypočítáme poločas rozpadu stejně jako v předešlém případě. Měření v Okříškách - ulice Loudilka: t [min] B [cts] ln B , , , , , , , , , , , , , , , ,

42 a) Výpočet λ z rovnice exponenciály ze závislosti počtu rozpadů na čase Hodnoty osy Y y = 37740e -0,0127x λ = 0,0127 s -1 T = 54,58 min b) Výpočet λ ze směrnice přímky závislosti zlogaritmované hodnoty počtu rozpadů na čase Hodnoty osy Y y = x λ = 0,0127 s -1 T = 54,58 min 42

43 Výsledný poločas rozpadu 54,58 min je nejblíže známému prvku 212 Bi (T = 60,55 min), ale to je málo pravděpodobné, protože je dceřiným produktem 220 Rn, kterého je ve vzduchu malá koncentrace. Pravděpodobnější jsou spíše dceřiné produkty 222 Rn a to 214 Pb (T = 26,8 min) a 214 Bi (T = 19,7 min). Naměřená přeměnová konstanta a z ní vypočítaný poločas rozpadu je však pouze průměrnou hodnotou pro více prvků. Proto nám vyšší hodnotu může způsobovat přítomnost nějakého prvku s vysokým poločasem rozpadu. 43

44 7. Závěr V dnešní době se radonové problematice věnuje dostatečná dávka pozornosti. Zmínky o radonu se objevují v různých článcích, vydávají se odborné publikace a brožury. Tato práce je shrnutím všech důležitých informací. Snažila jsem se, aby byla napsaná srozumitelně pro všechny, kteří se chtějí dozvědět více o radonové problematice. Měření prokázalo, že koncentrace radonu v budovách závisí na mnoho činitelích, uvedených v teoretické části. Tak se nám propojila praxe s teorií. Byla bych ráda, kdyby se téma radonové problematiky zavedlo i v základních nebo středních školách, kde by žáci mohli provádět měření (pokud by na to škola měla prostředky) a počítat přeměnovou konstantu a poločas rozpadu. 44

45 8. Použitá literatura [1] BARNET, Ivan. Izolace proti radonu: stavební příručka. Vyd. 1. Pardubice: Platan, 1999, 100 s. ISBN [2] BURAHCOVIČ, Stanislav. Jáchymov v zrcadle času: stručné dějiny prvních radonových lázní světa = St. Joachimsthal im Spiegel der Zeit : Kurze Geschichte des ersten Radon-Bades der Welt. Karlovy Vary: Krajské muzeum Karlovarského kraje, Muzeum Karlovy Vary, 2007, 74 s. ISBN [3] DANIHELKA, Pavel. Radon, neviditelné nebezpečí našich domácností. 1. vyd. Ostrava: VŠB-TU, 2009, 43 s. ISBN [4] GARI, Daniel Weyessa a Fantišek KOŽÍŠEK. Zpráva o kvalitě pitné vody v ČR za rok Praha, ISBN: [5] HÁLA, J. Radioaktivita, ionizující záření, jaderná energie. 1. vyd. Brno: Konvoj, 1998, 310 s. ISBN [6] JIRÁNEK, Martin. Dům bez radonu. 1. vyd. Brno: ERA, c2001, x, 114 s. ISBN [7] JIRÁNEK, Martin a Stanislav POSPÍŠIL. Radon a dům. 1. vyd. Praha: ABF, 1993, 48s. [8] KOMÁREK, Lumír, Kamil PROVAZNÍK a Miroslav CIKRT. Radon. Praha: Fortuna, 1997, 24 s. ISBN [9] NEZNAL, Matěj a Martin NEZNAL. Ochrana staveb proti radonu. 1. vyd. Praha: Grada, 2009, 104 s. ISBN [10] NIKODÉMOVÁ, Denisa. Radón v bytoch a jeho vplyv na zdravie človeka. 1.vyd. Bratislava: Ústav zdravotní výchovy, 1992, 23 s. ISBN Online zdroje: [11] [12] [13] www. sujb.cz 45

46 [14] Seznam tabulek a obrázků v textu [15] [16] [17] [18] [19] 00&x= &r=250000&s=0 [20] 46

47 9. Seznam příloh Příloha A Příloha B Příloha C Příloha D Příloha E Příloha F Mapa radonového indexu a geologická mapa ČR Výsledky měření radonu v předškolních zařízeních ČR Výsledky měření obsahu radia ve stavebních materiálech v ČR Výsledky měření celkové objemové aktivity radonu v pitné vodě Mapa hodnot OAR v bytech na Vysočině a na jižní Moravě Mapa radonového indexu v Brně, Třebíči a Okříškách 47

48 Příloha A Obrázek 1: Mapa radonového indexu podloží 1: [19] Obrázek 2: Přehledná geologická mapa ČR - geologická stavba ČR [20]

49 Čtvrtohory Čtvrtohorní usazené horniny - hlíny, spraše, štěrky, písky Třetihory Třetihorní usazené horniny - jíly, písky Třetihorní usazené horniny alpinsky zvrásněné - pískovce, břidlice Druhohory Třetihorní sopečné (vulkanické) horniny - čediče, znělce, sopečné vyvrženiny Druhohorní usazené horniny - pískovce, opuky, jílovce Druhohorní usazené horniny alpinsky zvrásněné - pískovce, břidlice Prvohory Starohory až prvohory Starohory Usazené horniny mladších prvohor - permokarbonské pískovce, slepence a jílovce Prvohorní zvrásněné převážně usazené horniny - břidlice, droby, křemence, vápence Prvohorní zvrásněné a přeměněné horniny - fylity, svory Přeměněné horniny - svorové ruly, pararuly až migmatity Silně přeměněné horniny - ortoruly, granulity a pokročilé migmatity Přeměněné horniny - svorové ruly, pararuly až migmatity s vložkami vápenců, erlánů, kvarcitů, grafitu a amfibolitů Sopečné horniny částečně přeměněné - amfibolity, diabasy, melafyry, porfyry Žuly (hlubinné vyvřelé horniny) Hlubinné vyvřelé horniny žulového charakteru - granodiority až diority Hlubinné vyvřelé horniny - tmavé horniny žulového charakteru (tmavé granodiority), syenity Hlubinné vyvřelé horniny - diority a gabra Ultrabazické horniny Starohorní zvrásněné horniny - břidlice, fylity, svory, až pararuly Starohorní hlubinné vyvřelé horniny žulového charakteru - žuly, granodiority

50 Příloha B Obrázek 1: Výsledky měření radonu v předškolních zařízeních ČR od roku 2011 [12] Obrázek 2: Mateřské školy měřené ve školním roce 2011/2012 [12]

51 Příloha C Výsledky měření obsahu radia (Ra-226) ve stavebních materiálech v České republice [14] stavební materiál průměrná hodnota [Bq/kg] nejvyšší hodnota [Bq/kg] cihly 45,2 143 beton 21,1 192 pórobeton 46,1 85 škvárobeton 66,7 118 malty 19,8 82 omítky 13,9 56 keramické obklady 63,0 117 písek 13,3 41 jíl 40,9 199 kamenivo 34, popílek, škvára 75,5 363 cement 36,5 88 vápno 12,5 94 sádra 12,1 86

52 Příloha D Obrázek 1: Jakost pitné vody (radiologický ukazatel; objemová aktivita radonu). Rok 2013 [4] Výsledky měření celkové objemové aktivity radonu v pitné vodě (radon) [4]

53 Příloha E Obrázek 1: Mapa hodnot OAR v bytech na Vysočině [12] Obrázek 2: Mapa hodnot OAR v bytech na jižní Moravě [12]

54 Příloha F Obrázek 1: Mapa radonového indexu v Brně [20] Obrázek 2: Mapa radonového indexu Okříšky Loudilka [20]

55 Obrázek 3: Mapa radonového indexu Třebíči [20]