ARPA Lombardia - Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente

Radioattività

​​​​​​​​​​​​​​AMBIENTE: ARIA

​​​​ Il monitoraggio della radioattività dell’aria in Lombardia prevede misure di radionuclidi che si trovano sia nel particolato (es. cesio 137) che nella fase gassosa (es. iodio 131). Sono monitorati anche radionuclidi artificiali quali lo stronzio 90 e gli isotopi 238, 239 e 240 del plutonio nelle ricadute atmosferiche umide e secche. Viene inoltre misurata, in continuo e con sistemi semiautomatici, la dose gamma in aria. In virtù delle elevate prestazione dei sistemi adottati questi punti di misura sono stati scelti come riferimento per il nord Italia nella “rete diradata” europea.

​​​​La misura dei livelli di radioattività in aria è il più precoce indicatore di incidenti nucleari, anche con origine esterna al territorio nazionale. I dati relativi a questo monitoraggio sono raccolti quotidianamente presso più punti di prelievo (Figura 1) e prontamente comunicati, in caso di anomalie, alla Sala Operativa del Centro Emergenza Nucleare di ISPRA a Roma. La misura della radioattività in aria viene effettuata da ARPA Lombardia con le diverse tecniche, complementari fra loro, qui descritte. Le elevate prestazioni dei sistemi di misura utilizzati da ARPA Lombardia hanno fatto sì che il punto di misura di Milano venisse identificato come rappresentativo della macroregione Nord Italia per la rete diradata (ad alta sensibilità) dell’Unione Europea (vedi scheda: Rete​ di monitoraggio).

​​​​La dose gamma in aria

​​​​La misura della dose gamma in aria è un rapido indicatore di incrementi di radioattività dovuti a rilasci di sostanze radioattive in aria, anche come conseguenza di eventi incidentali di origine transfrontaliera. Il principale limite della tecnica è la limitata sensibilità che consente di riconoscere solo anomalie di dimensioni rilevanti: l’incidente di Fukushima, ad esempio, non ha prodotto alcuna variazione dei valori di intensità di dose in aria mentre è stato rilevato dalla rete per la misura del particolato atmosferico (vedi nel seguito). Sul territorio nazionale sono presenti anche altre reti per il monitoraggio in continuo dell’intensità di dose gamma in aria, come la “Rete Gamma” di ISPRA, costituita da 55 centraline di monitoraggio automatico, di cui 6 in Lombardia (Figura 1), che forniscono in tempo reale una misura del rateo di dose gamma assorbita in aria.

ARPA Lombardia effettua le misure di dose gamma in aria con sistemi semiautomatici presso le sedi di Milano e Bergamo.

​​​​Il particolato sospeso (PTS)

La misura del particolato totale sospeso (PTS) viene effettuata in continuo tramite il prelievo del particolato sospeso in aria, tra cui anche quello radioattivo immesso in atmosfera in seguito ad eventuali incidenti. Il filtro su cui viene raccolto il particolato viene periodicamente sostituito e analizzato in laboratorio. In Lombardia sono attive due stazioni di prelievo del particolato presso le sedi ARPA di Milano e Bergamo. Questo tipo di controllo è il più rapido ed efficace indicatore di incidenti nucleari.

La stazione di Milano è attiva dal 1988 ed è stata la prima stazione a livello nazionale per il controllo ad alta sensibilità della radiocontaminazione del particolato atmosferico. I prelievi sono condotti in continuo e le determinazioni analitiche effettuate giornalmente; ciò consente l’individuazione precoce di eventi incidentali di qualsiasi origine anche di modestissima entità. L’elevata sensibilità del sistema (tra le migliori in Europa) ha giustificato l’inserimento della stazione di Milano nella rete di allarme di ISPRA per l’individuazione di incidenti nucleari.

In Figura 2 si riporta l’andamento della concentrazione media mensile di cesio 137 nel particolato atmosferico (polveri totali sospese) prelevato nella città di Milano. Il cesio 137 visibile nell’aria è ancora conseguenza principalmente dell’incidente di Chernobyl. Le concentrazioni sono diminuite costantemente nel tempo con un andamento di tipo esponenziale ed attualmente si sono attestate su valori dell’ordine del µBq/m3.

​​​​Aria – frazione gassosa

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ARPA Lombardia ha aggiunto al sistema di captazione del particolato una trappola specifica, sviluppata all’inizio degli anni 2000 presso il laboratorio di Milano, in grado di catturare lo iodio 131 presente come gas e non fissato sulle particelle sospese in aria. Questo ha permesso, ad esempio, una stima molto accurata della concentrazione di radioiodio in atmosfera nel corso dell’incidente di Fukushima.

​​​​Le ricadute atmosferiche

La misura delle deposizioni al suolo – o fallout - viene effettuata tramite la raccolta in vasche delle ricadute atmosferiche umide (pioggia, neve) e secche (polvere risospesa). Tale monitoraggio, condotto in 2 stazioni, si aggiunge ai precedenti per garantire un sistema completo di controllo della radioattività in aria. In particolare per il fallout le misure sono dirette all’individuazione, oltre che dei gamma emettitori come il cesio 137, anche di radionuclidi di più difficile determinazione ma di elevato interesse ambientale e sanitario come lo stronzio 90 e gli isotopi del plutonio 238, 239 e 240 (Figure 3, 4 e 5), che sono ancora presenti in ambiente soprattutto come conseguenza dei test nucleari in atmosfera degli anni ’60.

​​​​Le conclusioni

In Lombardia viene costantemente monitorata la radioattività artificiale nell’aria. Le misure effettuate sinora hanno evidenziato valori di radioattività artificiale inferiori alla minima attività rilevabile o comunque in concentrazioni tali da non rendere ipotizzabili rischi alla salute umana.

Figura 1 - Punti di controllo della dose gamma, del particolato e delle ricadute.   

Figura 1 - Punti di controllo della dose gamma, del particolato e delle ricadute.

 Figura 2 - Concentrazione di cesio 137 nel particolato della stazione di Milano (aggiornata al 2015)  

Figura 2 - Concentrazione di cesio 137 nel particolato della stazione di Milano (aggiornata al 2015)
La misura è estremamente sensibile e consente di rilevare quantità di radioattività molto piccole e irrilevanti dal punto di vista del rischio per la salute, come quelle immesse in atmosfera a seguito dell’incidente avvenuti a grande distanza. Il picco di concentrazione relativo al mese di giugno 1998 è stato causato dall’incidente presso un’acciaieria ad Algeciras, nel sud della Spagna, in cui è stata involontariamente fusa una sorgente di cesio 137 che ha prodotto una nube radioattiva che, anche se di modesta entità, ha investito buona parte dell’Europa. In Europa il primo laboratorio ad avvistare la nube e a dare l’allarme, prima ancora che fosse stato notificato l’incidente, è stato quello del Dipartimento di Milano di questa Agenzia. E’ visibile anche il picco dovuto all’incidente di Fukushima del 2011. ​

 Figura 3 - Concentrazione di cesio 137 nel fallout della stazione di Milano dal 1987 ad oggi  

Figura 3 - Concentrazione di cesio 137 nel fallout della stazione di Milano dal 1987 ad oggi
Le rilevazioni partono dal febbraio 1987, circa 9 mesi dopo l’incidente di Chernobyl. In rosso i valori inferiori alla minima attività rivelabile.

Figura 4 - Concentrazione di stronzio 90 e plutonio nel fallout della stazione di Milano dal 2006 al 2015  

Figura 4 - Concentrazione di stronzio 90 e plutonio nel fallout della stazione di Milano dal 2006 al 2015
Le barre vuote si riferiscono a valori inferiori alla minima attività rivelabile. La presenza di stronzio 90 e plutonio è dovuta prevalentemente alle conseguenze dei test nucleari in atmosfera degli anni ’60.

Figura 5 - Concentrazione di cesio 137 nel fallout campionato a Milano e Sondrio nel periodo 2012/2015  

Figura 5 - Concentrazione di cesio 137 nel fallout campionato a Milano e Sondrio nel periodo 2012/2015

GLOSSARIO RADIOATTIVITÁ

  • Decadimento radioattivo: trasformazione di una particella elementare o di un nucleo atomico in uno o più oggetti differenti.
  • Dose: quantità di energia dissipata dalla radiazione per unità di peso della materia da essa investita. Si misura in Gray (Gy) 1 Gy= 1 J/kg.
  • Radioattività: emissione dall’interno del nucleo di particelle o gruppi di particelle nucleari, cioè protoni e neutroni, oppure di elettroni prodotti da una reazione nucleare avvenuta nel nucleo. In molti casi, inoltre, il verificarsi di reazioni nucleari libera energia e pertanto la radiazione che esce dal nucleo non è fatta di particelle, ma costituita da onde elettromagnetiche come quelle della luce.
  • Radionuclide o isotopo: specie nucleare, instabile che decade emettendo energia sottoforma di particelle e/o radiazioni.
  • Tempo di dimezzamento di un nucleo radioattivo: è il tempo che deve trascorrere prima che la quantità di radioattività presente in un certo istante si riduca alla metà del valore iniziale.
  • Becquerel [Bq]: unità di misura del Sistema Internazionale per misurare l’attività di un radionuclide ovvero il numero di decadimenti che avvengono in 1 secondo in un materiale.
  • Sievert [Sv]: unità di misura del Sistema Internazionale per quantificare gli effetti biologici derivanti dalle radiazioni; in particolare 1 Sv è pari ad 1 joule di energia assorbita da 1 kg di massa. Si ottiene moltiplicando l’unità di misura fisica della radioattività per coefficienti che tengono conto della radiotossicità del singolo radionuclide.
  • MAR – Minima attività rivelabile: rappresenta il limite strumentale di rivelazione ovvero la minima quantità di radioattività che la catena di misura è in grado di misurare. Il valore della MAR è legata a diversi fattori tra cui la quantità di eventi radioattivi che si verificano, l’energia di emissione dei vari radionuclidi, l’efficienza dello strumento alle diverse energie, il fondo ambientale, il rumore strumentale ed il tempo utilizzato per effettuare la misura. La MAR è dunque un valore variabile per ogni misura effettuata e per ciascun radionuclide misurato.

PROGETTI

 

Il Centro Regionale di Radioprotezione (CRR) di ARPA Lombardia ha partecipato negli anni a numerose attività di cooperazione stabile e di progetti sia a livello nazionale che internazionale

Progetto di cooperazione europeo (EC twinning project) con la Polonia (2007)
Il CRR ha partecipato ad un progetto europeo in Polonia volto ad implementare le tecniche di controllo radiometrico sulle acque potabili, ai sensi della vigente regolamentazione europea. Il progetto si è articolato su più missioni in cui sono stati organizzati seminari tecnici per trasferire le conoscenze maturate e le procedure analitiche utilizzate presso ARPA Lombardia.

Progetto di cooperazione europeo (EC twinning project) con l’Estonia (2009)
Il CRR ha coordinato ad un progetto europeo nella Repubblica Estone per migliorare il sistema dei controlli sulle reti idriche e per individuare opportuni metodi per la riduzione della radioattività nelle acque potabili, particolarmente elevata in quella regione. I risultati della cooperazione sono stati riassunti in un report finale e descritti in alcuni articoli pubblicati da riviste internazionali specializzate.

Task nazionale - manuale “Trattamento campioni e metodi di analisi” (20013-2014)
Un gruppo di lavoro promosso dall’ISPRA e dal Ministero dell’Ambiente, coordinato dal CRR di ARPA Lombardia e con la partecipazione di altre ARPA, ha prodotto un manuale per le misure radiometriche completo e aggiornato ad uso dei laboratori impegnati nelle misure radiometriche ambientali.

Task nazionale – “Linee guida per la pianificazione delle campagne di misura della radioattività nelle acque potabili” (2013-2014)
Un gruppo di lavoro promosso dall’ISPRA e dal Ministero dell’Ambiente, coordinato dal CRR di ARPA Lombardia e con la partecipazione di altre ARPA, dl Ministero della Salute e dell’Istituto superiore di Sanità , ha prodotto le linee guida di cui sopra, intese come strumento operativo per l’organizzazione dei controlli.

Task nazionale “Livelli di riferimento, esenzione e allontanamento” (2013-2014)
Il CRR di ARPA Lombardia ha partecipato a un gruppo di lavoro promosso dall’ISPRA e dal Ministero dell’Ambiente, con la partecipazione di altre ARPA e dello stesso ISPRA che ha prodotto un documento tecnico utile ad affrontare il problema della gestione di sottoprodotti e rifiuti contaminati.

Task nazionale “Valutazione di impatti radiologici da NORM” (2013-2014)
Il CRR di ARPA Lombardia ha partecipato a un gruppo di lavoro promosso dall’ISPRA e dal Ministero dell’Ambiente, con la partecipazione di altre ARPA e di ISPRA, dell’ Istituto Superiore di Sanità ed ENI che ha prodotto un documento tecnico utile alla valutazione dell’impatto radioprotezionistico e sanitario dei materiali contenenti sostanze radioattive naturali, eventualmente concentrate dai processi produttivi.

Attività di normazione: UNI
Tecnici del CRR di ARPA Lombardia da anni partecipano alle attività dell’Ente di normazione nazionale coordinando o partecipando gruppi di lavoro che hanno prodotto standard su misure radiometriche di laboratorio (spettrometria gamma, attività alfa e beta totale, radon nelle acque) o in campo (controllo dei carichi di rottami metallici.

Attività di normazione: ISO
Il CRR di ARPA Lombardia collabora attivamente con l’ente internazionale di normazione (ISO) in particolare per quanto riguarda le misure radiometriche sulle acque. Diversi metodi (attività alfa/beta totale, concentrazione radon 222 e radio 226 in acqua) elaborati e proposti dal CRR sono stati accettati ed emanati come standard internazionali ed altri sono attualmente in esame.

Attività di cooperazione internazionale: IAEA
ARPA Lombardia fa parte della rete mondiale di allarme ALMERA coordinata dall’ Agenzia Internazionale dell’Energia Atomica (IAEA) partecipando regolarmente alle sue attività ed esercitazioni. Inoltre collabora ai gruppi di lavoro dedicati alla elaborazione dei documenti tecnici relativi ai metodi rapidi di analisi.

Attività di cooperazione internazionale: Ring of Five
ARPA Lombardia partecipa alle iniziative del Ring of Five, una rete di laboratori europei che esegue misure di radioattività in aria ad altissima sensibilità. All’interno di questa rete sono diffuse le informazioni sull’avvistamento di tracce di radioattività in aria così piccole da essere irrilevanti dal punto di vista della radioprotezione, ma che è necessario valutare in modo coordinato in quanto sono possibili segnali di immissioni anomale di radioattività in ambiente.

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