Source: http://docplayer.fi/2546763-Talo-usveden-radioaktiivisuus-perusteita-laatuvaatim-uksille.html
Timestamp: 2018-02-21 03:11:29+00:00
Document Index: 14088108

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Talo usveden radioaktiivisuus - perusteita laatuvaatim uksille - PDF
Download "Talo usveden radioaktiivisuus - perusteita laatuvaatim uksille"
1 STUK-A1 82 FI June 2001 Talo usveden radioaktiivisuus - perusteita laatuvaatim uksille I. Mäkeläinen, P. Huikuri, L. Salonen, M. Markkanen, H. Arvela 32/46 STUK SÄTEILYTURVAKESKUS STRÄLSAKERHETSCENTRALEN RADIATION AND NUCLEAR SAFETY AUTHORITY
2 Tässä raporttisarjassa esitetyt johtopäätökset ovat tekijöiden johtopäätöksiä, eivätkä ne välttämättä edusta Säteilyturvakeskuksen virallista kantaa. ISBN ISSN Edita Oyj, Helsinki 2001 Myynti: Säteilyturvakeskus PL 14, HELSINKI Puh
3 MÄKELÄINEN I, HUIKURI P, SALONEN L, MARKKANEN M, ARVELA H. Talousveden radioaktiivisuus - perusteita laatuvaatimuksille. STUK-A182, Helsinki 2001, 46 s. ISBN ISSN Avainsanat radon, radioaktiivisuus, uraanisarjan säteilyannos, ohjearvo isotoopit, talousvesi, TIIVISTELMÄ Talousvedessä esiintyy monia luonnosta peräisin olevia radioaktiivisia aineita, joista säteilysuojelun kannalta haitallisin on radon-222. Radonin lisäksi vedessä esiintyy pitkäikäisiä alfa-aktiivisia aineita, kuten uraani-238, uraani-234, polonium-210 ja radium-226, sekä beeta-aktiiviset aineet lyijy-210 ja radium Kohonneita pitoisuuksia esiintyy vain pohjavesissä. Kallioperän pohjavedessä pitoisuudet ovat selvästi korkeampia kuin maaperän vedessä. Dosimetriaan perustuen voidaan arvioida, että talousveden radioaktiivisuudesta aiheutuu vuosittain noin 20 kuolemaan johtavaa syöpätapausta. Noin 40 % aiheutuu huoneilmaan vapautuneesta radonista, 40 % veden mukana nautitusta radonista ja 20 % muista luonnon radioaktiivisista aineista. Raportissa on esitetty perusteluita talousveden radioaktiivisista aineista aiheutuvan säteilyaltistuksen rajoittamista ja valvontaa käsittelevälle ehdotukselle, jonka Säteilyturvakeskus on antanut maaliskuussa 1999 Sosiaali- ja terveysministeriölle. Ehdotuksessa vesilaitoksille talousveden radonpitoisuuden toimenpidearvo on 300 Bq/litra. Talousvedessä olevista muista radionuklideista kuin radonista aiheutuvan annoksen toimenpidearvoksi ehdotetaan 0,1 millisievertiä (msv) vuodessa. Uusi ehdotus ei tuo merkittävää muutosta valvontakäytäntöön, vaikka laskennalliset annokset hieman muuttuvat. Yksityisille kaivoille esitetty päätösehdotus sisältää radonin raja-arvon 1000 Bq/l. Vesilaitosten jakamaa verkostovettä, jossa radonpitoisuus 300 Bq/l ylittyy, käyttää tällä hetkellä nykyisten valvontatietojen perusteella alle 200 suomalaista. Noin 1000 verkostoveden käyttäjää saa muista radioaktiivisista aineista
4 kuin radonista yhteensä suuremman vuosiannoksen kuin 0,1 msv. Noin henkeä käyttää yksityisen kaivon vettä, jonka radonpitoisuus ylittää STUKin enimmäisarvosuosituksen Bq/l. Radon voidaan poistaa vedestä joko ilmastamalla tai aktiivihiilisuodatuksella. Uraani ja radium taas voidaan poistaa tehokkaasti ioninvaihtomenetelmällä ja lyijyjä polonium käänteisosmoosilaitteella. Suomessa yleisesti käytössä olevia menetelmiä veden radonpitoisuuden määrittämiseksi ovat nestetuikemittaus ja alueellisissa elintarvike- ja ympäristölaboratorioissa käytettävä Mini-Assay mittarilla tehtävä mittaus. Radiumin ja uraanin pitoisuus voidaan arvioida nestetuikemittauksella mitatusta kokonaisalfa-aktiivisuudesta. Tarkka määritys kaikista nuklideista on mahdollista käyttäen radiokemiallista analyysiä. Tässä ehdotuksessa esitetyt enimmäisarvot perustuvat yksinomaa radioaktiivisuuteen. Uraanin kemiallisen myrkyllisyyden perusteella eri yhteyksissä ehdotetut raja-arvot ovat olleet alhaisempia kuin säteilyriskiin perustuvat raja-arvot. Noin 15 % suomalaisista käyttää vettä, jossa uraanipitoisuus ylittää WHO:n ehdottaman raja-arvon 2 mikrogrammaa litrassa.
5 MÄKELÄINEN I, HUIKURI P, SALONEN L, MARKKANEN M, ARVELA H. Radioactivity of drinking water in Finland basis for quality requirements. STUK-A182, Helsinki 2001, 46 pp. ISBN ISSN Keywords radon, radioactivity, uranium-series radionuclides, drinking water, radiation dose, guideline ABSTRACT Several natural radioactive substances occur in drinking water in Finland, among which radon-222 is the most harmful from radiation protection viewpoint. Also long-lived alpha-active substances like uranium-238, uranium-234, polonium-210 and radium-226, as well as beta-active lead-210 and radium-228 occur in drinking water. Elevated concentrations are found only in ground water, those originating from bedrock being clearly higher than those from soil. Assessments based on dosimetry indicate that radioactivity in drinking water causes annually 20 fatal cancers. About 40% of cases is due to inhaled waterborn radon, 40% is due to ingested radon and 20% is due to other natural radioactive substances than radon. This report gives motivation for a proposition to restrict and monitor the radiation exposure from radioactive substances in drinking water, delivered by STUK to the Ministry of Social Affairs and Health in March The proposition introduces an action level of 300 Bq/1 for radon concerning the waterworks. For other radionuclides except radon the action level proposed is 0.1 millisieverts per year (msv/a), collectively. This new proposition does not bring in notable changes in the monitoring practice, although the calculated doses will change slightly. The proposed guideline for radon in private wells is 1000 Bq/1. According to the present monitoring data, less than 200 Finns served by waterworks use drinking water with radon concentration exceeding
6 300 Bq/1. Approximately waterworks consumers receive an annual dose that exceeds 0.1 msv from other radionuclides than radon. About Finns served by private wells use drinking water with radon concentration exceeding the STUK guideline Bq/1. Radon can be removed from drinking water using aeration or granular activated carbon filtration (GAC), whereas uranium and radium can be effectively removed by ion exchange resins and lead and polonium using reverse osmosis. There are two methods to determine the radon concentration in drinking water, commonly used in Finland: liquid scintillation method and Mini-Assay measurement used by local foodstuff and environmental laboratories. The concentration of uranium and radium-226 can be assessed using alpha-activity measured by liquid scintillation method. Concentrations of all radionuclides can be accurately determined using radiochemical analysis. The guidelines proposed in this report are based on radioactivity only. In respect of chemical toxicity of uranium, lower limits than those based on radiological effects have been set. Approximately 15% of Finns use drinking water with uranium concentration exceeding the guideline value of 2 micrograms per litre recommended by WHO.
7 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ 3 ABSTRACT 5 SISÄLLYSLUETTELO 7 ALKUSANAT 9 1 TALOUSVEDEN RADIOAKTIIVISTEN AINEIDEN ESIINTYMINEN SUOMESSA ALKUPERÄ JA SÄTEILYOMINAISUUDET ESIINTYMINEN ERITYYPPISISSÄ TALOUSVESISSÄ ALUEELLINEN ESIINTYMINEN 16 2 TALOUSVEDEN RADIONUKLIDIEN TERVEYSRISKIT TALOUSVEDEN SYÖPÄRISKIN ARVIOINTI TERVEYSRISKIT SUOMESSA 21 3 VOIMASSA OLEVAT SÄÄDÖKSET ST-OHJE 12.3 "TALOUSVEDEN RADIOAKTIIVISUUS" KOKEMUKSIA VIRANOMAISVALVONNASTA TALOUSVESIDIREKTIIVI YHTEENVETO SÄÄDÖSTILANTEESTA VUODEN ALUSSA 28 4 EHDOTUKSEN TOIMENPIDEARVOT JA PERUSTELUT VESILAITOKSET YKSITYISET KAIVOT PERUSTELUT 30 5 TALOUDELLISET VAIKUTUKSET 31 6 RADIOAKTIIVISUUDEN POISTOMENETELMÄT RADONIN POISTO ILMASTUSMENETELMÄLLÄ RADONIN POISTO AKTIIVIHIILISUODATUKSELLA URAANIN JA RADIUMIN POISTO LYIJYN JA POLONIUMIN POISTO 35
8 6.5 TARJOLLA OLEVAT YRITYSPALVELUT KUSTANNUKSET YKSITYISTALOUKSILLE KUSTANNUKSET VESILAITOKSILLE 37 MITTAUSMENETELMÄT RADON PITKÄIKÄISET ALFA- JA BEETA-AKTIIVISET AINEET STUKLN MITTAUSPALVELUT 40 URAANIN KEMIALLINEN MYRKYLLISYYS 42 KIRJALLISUUSVIITTEET 44
9 ALKUSANAT Säteilyturvakeskus antoi maaliskuussa 1999 Sosiaali- ja terveysministeriölle ehdotuksen talousveden radioaktiivisista aineista aiheutuvan säteilyaltistuksen rajoittamisesta ja valvonnasta. Tässä raportissa on koottuna päätösehdotuksen valmistelussa käytettyä tutkimusaineistoa talousveden radioaktiivisuuden esiintymisestä ja terveysvaikutuksista Suomessa sekä kuvaus voimassa olevasta valvontakäytännöstä. Samoin raportissa on päätöksen toimeenpanossa tarvittavaa tietoa talousveden radioaktiivisuuden mittaamisesta, puhdistusmenetelmistä ja torjunnan kustannuksista. Raportissa on lyhyesti esitelty päätösehdotuksen toimenpiderajat ja näiden tärkeimmät valintaperusteet. Vuonna 1999 annetun päätösehdotuksen toimeenpano on siirtynyt EU:n talousvesidirektiivin toimeenpano-ohjeiden viivästymisen johdosta. Tämä raportti on kirjoitettu vuonna tehdyn 1999 muistion pohjalta. Merkittävin muutos on tässä raportissa käytetty aikaisempaa alhaisempi juodun radonin annoskerroin. Muutos perustuu uusimpiin kansainvälisiin tutkimuksiin. Talousveden uraanin toksisten vaikutusten rajoittaminen on rajattu päätösehdotuksen ulkopuolelle. Koska toimenpiteet talousveden uraanipitoisuuden ja muun luonnon radioaktiivisuuden alentamiseksi ovat sidoksissa toisiinsa, on raportissa lyhyt kuvaus uraanin kemiallisen myrkyllisyydestä ja sen esiintymisestä talousvesissä. Säteilyturvallisuusohjeen 12.3 (ST-ohje ) perusteella vesilaitosten veden ja elintarvikkeiden valmistuksessa käytettävän veden radonpitoisuus saa olla enintään 300 Bq/l. Päätösehdotuksessa tämä toimenpideraja jää ennalleen. Yksityistalouksille Säteilyturvakeskus suosittelee radonpitoisuuden pienentämistä, mikäli veden radonpitoisuus ylittää Bq/l.
10 1 Talousveden radioaktiivisten aineiden esiintyminen Suomessa 1. 2 Alkuperä ja säteilyominaisuudet Useimmat luonnon radioaktiiviset aineet eli radionuklidit kuuluvat hajoamissarjoihin. Niistä tärkein on uraanisarja, jonka lähtöaine on uraanin isotooppi uraani-238 (Taulukko 1). Säteilysuojelun kannalta eniten merkitystä on radonilla (radon-222). Sarjan muut aineet ovat syntyneet uraanista peräkkäisten hajoamisten tuloksena. Hajoamistuotteita kutsutaan myös tytäraineiksi. Talousvedessä esiintyviä pitkäikäisiä uraanisarjan jäseniä ovat lähtöaineen uraani-238:n lisäksi uraani-234, radium-226, polonium-210 ja lyijy-210. Radonin lyhytikäiset hajoamistuotteet esiintyvät aina yhdessä radonin kanssa, ja niillä on säteilyannoksen kannalta merkitystä vain harvoin. Joskus vesissä saattaa esiintyä torium-sarjaan kuuluvaa radiumin isotooppia radium-228. Sarjoihin kuulumatonta kaliumin beeta-aktiivista isotooppia kalium-40 esiintyy aina pohjavesissä. Kalium on ihmiselle välttämätön alkuaine, josta valtaosa saadaan ruoan mukana. Sen määrä kehossa pysyy suurin piirtein vakiona, eikä juomaveden kaliumpitoisuudesta aiheutuvaan säteilyannokseen voida vaikuttaa. Normaalioloissa valtaosa talousveden säteilyannoksesta saadaan luonnon radioaktiivisista aineista eli (radio)nuklideista. Ihmisen toiminnan tuloksena veteen voi joutua radionuklideja ydinasekokeiden ja ydinenergian käytön yhteydessä sekä terveydenhuollossa ja teollisuudessa tapahtuvan radionuklidien käytön seurauksena. 10
11 Taulukkol. Uraani-238:n hajoamissarjan tärkeimmät radioaktiiviset aineet. Nuklidi Uraani-238 (U) Torium-234 (Th) Protaktinium-234 (Pa) Uraani-234 (U) Torium-230 (Th) Radium-226 (Ra) Radon-222 (Rn) Polonium-218 (Po) Lyijy-214 (Pb) Vismutti-214(Bi) Polonium-214 (Po) Lyijy-210(Pb) Vismutti-210(Bi) Polonium-210 (Po) Lyijy-206 (Pb) Puoliintumisaika - 4,5 miljardia vuotta 24 vrk 1,2 min vuotta vuotta vuotta 3,8 vrk 3,1 min 27 min 20 min 0, s 22 vuotta 5,0 vrk 140 vrk Pääasiallinen säteilylaji alfa beeta, gamma beeta, gamma alfa alfa, gamma alfa, gamma alfa alfa beeta, gamma beeta, gamma alfa beeta beeta alfa - Huomautus Kaasu Radonin lyhytikäinen hajoamistuote Radonin lyhytikäinen hajoamistuote Radonin lyhytikäinen hajoamistuote Radonin lyhytikäinen hajoamistuote Radonin pitkäikäinen hajoamistuote Radonin pitkäikäinen hajoamistuote Radonin pitkäikäinen hajoamistuote Pysyvä alkuaine 1.2 Esiintyminen erityyppisissä talousvesissä Noin 87 % suomalaisista käyttää tällä hetkellä vesilaitosten verkostovettä. Tästä vedestä noin 40 % on pintavettä, 10 % tekopohjavettä ja 50 % luonnon omaa pohjavettä. Suurin osa vesilaitosten käyttämästä pohjavedestä on peräisin maaperästä, ja vain pieni osa kallioporakaivoista. Tekopohjavesi on maaperän läpi imeytettyä pintavettä. Siihen sekoittuu aina jonkin verran imeytysalueen omaa pohjavettä. 11
12 Järjestetyn vesihuollon ulkopuolella olevat taloudet käyttävät pääasiassa yksityisiä kaivoja. Toistaiseksi STUKilla ei ole tarkkaa tietoa siitä, kuinka suuri osa näistä on maaperään kaivettuja ja kuinka suuri osa kallioporakaivoja. STUK tulee selvittämään asiaa tarkemmin vuonna 2000 alkaneessa otantatutkimuksessa. Tässä muistiossa on käytetty maaperän kaivojen käyttäjien osuutena 9 % ja kallioporakaivojen 4 % suomalaisista. Veden alkuperä vaikuttaa ratkaisevasti luonnon radionuklidien pitoisuuteen talousvedessä. Pintavesi ei sisällä juuri lainkaan radioaktiivisia aineita. Maaperän pohjavedessä kohonneita pitoisuuksia tavataan satunnaisesti. Kallioporakaivojen vedessä sen sijaan radionuklidipitoisuudet ylittävät voimassaolevat vesilaitoksille annetut raja-arvot melko usein. Julkisen vesihuollon piirissä korkeat radionuklidipitoisuudet ovat huomattavasti harvinaisempia kuin yksityisissä kaivoissa (Asikainen ja Kahlos 1977, Asikainen 1992, Salonen 1988, 1994). Verkostovesien osalta käyttäjämäärät on tässä muistiossa arvioitu käyttäen STUKin tulostietokannassa olevia ottamo- ja verkkonäytteiden tuloksia. Lisäksi on käytetty Suomen Ympäristökeskuksen (SYKE) vesilaitostietokannasta saatuja verkkokohtaisia käyttäjämääriä ja pinta- ja pohjaveden osuuksia kussakin verkossa. Kaikista verkoista tai ottamoista ei ole mitattuja näytteitä, ja puuttuva radonia, kokonaisalfa- ja kokonaisbeeta-aktiivisuutta koskeva tieto on kunkin verkkotyypin pitoisuusjakaumasta lasketuilla luvuilla. Verkot on tätä varten luokiteltu veden alkuperän mukaisesti kuuteen ryhmään. Pitkäikäisten nuklidien pitoisuuksista on vähemmän mittaustuloksia kuin radonpitoisuudesta ja kokonaisalfa- ja kokonaisbeeta-aktiivisuuspitoisuuksista, ja siksi puuttuvat pitkäikäisten radionuklidien tulokset on arvioitu radonin, kokonaisalfan ja kokonaisbeetan avulla. SYKEn tieto on verkkokohtaista, ja kullekin verkolle on siten laskettu radionuklidipitoisuuksien keskiarvot. Käytännössä verkot voivat käyttää useita ottamoita, ja veden pitoisuudet voivat vaihdella verkon eri osissa ja eri aikoina. Johtuen puuttuvista tuloksista, tietokannoissa olevista puutteista ja edellä mainitusta vaihtelusta tässä raportin arvioissa on epätarkkuutta. Yksityiskaivojen osalta on STUKin omien radonmittaustulosten lisäksi käytetty paikallislaboratorioiden toimittamia tietoja niiden tekemistä porakaivojen radonmittauksista (Voutilainen ym. 2000). Näiden tulosten mukaan ottaminen oli perusteltua, koska niiden poisjättäminen olisi vääristänyt aineiston. Paikallislaboratoriot ovat tehneet omilla alueillaan seulontamittauksia, ja jos 12
13 radonpitoisuus on ollut alle 300 Bq/l, vesi on todettu radonin osalta turvalliseksi. Jos toisaalta pitoisuus on ylittänyt 300 Bq/l, kaivonomistajille on suositeltu lisätutkimuksia STUKissa. Kaivotulokset on painotettu kaivojen maantieteellisellä esiintymistiheydellä. Kuntakohtaiset painokertoimet on saatu SYKEn ja STM:n valtakunnallisesta kaivotutkimuksesta (Korkka-Niemi ym. 1993, Korkka-Niemi ja Sipilä 1993) ja STUKin huoneilman radonin otantatutkimuksesta (Arvela ym. 1993). Rengaskaivotulosten painotukseen on käytetty kaivotutkimusaineistoa. Painotus on tarpeen erityisesti porakaivojen osalta, koska STUKin tietokannassa eteläisen Suomen porakaivot ovat yliedustettuina. Tähän on vaikuttanut terveysviranomaisten ja yleisön tietoisuus alueella esiintyvistä korkeista radonpitoisuuksista. Korkeiden pitoisuuksien löytyminen ja aiheen käsittely tiedotusvälineissä on usein näkynyt STUKissa palvelumittausten lisääntymisenä. Taulukossa 2 on esitetty keskimääräiset, käyttäjämäärillä painotetut radionuklidipitoisuudet eri talousvesissä. Pitoisuudet ovat korkeimpia kallioporakaivoissa ja matalimpia yerkostovedessä. Samoin taulukosta 3 nähdään, että suurin osa korkeille radonpitoisuuksille altistuvista henkilöistä on porakaivoveden käyttäjiä. Jos asiaa tarkastellaan vedestä saatavan vuosiannoksen perusteella, on tilanne samankaltainen (Taulukko 4). Enimmäisarvoehdotuksessa käsitellään erikseen radonia ja radonin pitkäikäisiä hajoamistuotteita. Taulukossa 5 on esitetty pitkäikäisten nuklidien osalta eri annosrajat ylittävien käyttäjien lukumäärät eri vesilähteille. Taulukko 6 kertoo tilanteen uraanin ja radiumin osalta. EU:n talousvesidirektiivi koskee vain näitä nuklideita. Koska verkostoveden osalta ei 0,1 msv annoksen ylityksiä ole tiedossa, voidaan todeta, että Suomi toteuttaa tässä EU:n vesidirektiivin vaatimuksen. Taulukko 7 osoittaa, että annosylitykset pitkäikäisten nuklidien osalta johtuvat radonin pitkäikäisistä tytäraineista lyijy ja polonium. Suomi on toiminut edelläkävijänä talousveden radioaktiivisuuden tutkimuksessa. Täällä on mitattu laajemmin kuin missään muualla luonnon pitkäikäisten radionuklidien pitoisuuksia yksityiskaivovesissä. Suomessa on ehkä ensimmäisenä maailmassa tiedostettu, että hyvin radonpitoisissa vesissä polonium ja lyijy ovat radonin jälkeen seuraavaksi tärkeimmät radionuklidit säteilyannoksen kannalta (Salonen 1988). 13
14 Taulukko 2. Radionuklidien keskiarvopitoisuudet (BqII) vesilähteen mukaan. Koko väestön keskiarvo on painotettu käyttäjien lukumäärällä. Nuklidi Radon-222 Uraani-234 Uranium-238 Radium-226 Polonium-210 Lyijy-210 Verkostovesi, Bq/l Rengaskaivot Bq/l Porakaivot, Bq/l Koko väestö, Bq/l Taulukko 3 Niiden henkilöiden lukumäärät, jotka käyttävät radonpitoisuudeltaan 100, ja 3000 Bq 11 ylittävää talousvettä. Suluissa verkostoveden osalta arvioitu tilanne ennen ST-ohjeen 12.3 voimaantuloa. Vesilähde Käyttäjien lkm yhteensä Bq/l ylittävät 300 Bq/l ylittävät 1000 Bq/l ylittävät 3000 Bq/l ylittävät Porakaivot Rengaskaivot Verkostovesi (10000) a (1000) Yhteensä a Ylitykset mahdollisia pienissä, kallioporavettä käyttävissä yksiköissä 0a(100) Taulukko 4. Niiden henkilöiden lukumäärät, jotka saavat talousveden kaikista luonnon radioaktiivista aineista yhteensä vuotuisen säteilyannoksen, joka ylittää arvot 0,05, 0,1, 0,5 ja 1 msv. Vesilähde Porakaivot Rengaskaivot Verkostovesi Yhteensä Käyttäjien lkm yhteensä 200, ,000 4,500,000 5,200, msv ylittävät 150, , ,000 1,000, msv ylittävät 100,000 90,000 80, , msv ylittävät 40,000 10, ,000 1 msv ylittävät 20,000 2, ,000 14
15 Taulukko 5. Niiden henkilöiden lukumäärät jotka saavat talousveden pitkäikäisistä radionuklideista (uraani-234, uraani-238, radium-226, polonium- 210 ja lyijy-210) vuotuisen säteilyannoksen, joka ylittää arvot 0,05, 0,1, 0,5 ja 1 msv. Suluissa verkostoveden osalta arvioitu tilanne ennen ST-ohjeen 12.3 voimaantuloa. Vesilähde Käyttäjien lkm yhteensä ,05 msv ylittävät 0,1 msv ylittävät 0,5 msv ylittävät 1 msv ylittävät Porakaivot Rengaskaivot Verkostovesi (10000) a(100) Yhteensä a Ylitykset mahdollisia pienissä, kallioporavettä käyttävissä yksiköissä a(100) Taulukko 6. Niiden henkilöiden lukumäärät jotka saavat talousveden uraanista ja radiumista (uraani-234, uraani-238 ja radium-226) vuotuisen säteilyannoksen, joka ylittää arvot 0,05, 0,1, 0,5 ja 1 msv. Suluissa verkostoveden osalta arvioitu tilanne ennen ST-ohjeen 12.3 voimaantuloa. Vesilähde Porakaivot Rengaskaivot Verkostovesi Yhteensä Käyttäjien lkm yhteensä ,05 msv ylittävät ,1 msv ylittävät a(1000) ,5 msv ylittävät msv ylittävät a Ylitykset mahdollisia pienissä, kallioporavettä käyttävissä yksiköissä 15
16 Taulukko 7. Niiden henkilöiden lukumäärät, jotka saavat talousveden lyijystä ja poloniumista (polonium-210 ja lyijy-210) vuotuisen säteilyannoksen, joka ylittää arvot 0,05, 0,1, 0,5 ja 1 msv. Suluissa verkostoveden osalta arvioitu tilanne ennen ST-ohjeen 12.3 voimaantuloa. Vesilähde Käyttäjien lkm yhteensä ,05 msv ylittävät 0,1 msv ylittävät 0,5 msv ylittävät 1 msv ylittävät Porakaivot Rengaskaivot Verkostovesi a (7000) a (100) a (100) Yhteensä a Ylitykset mahdollisia pienissä, kallioporavettä käyttävissä yksiköissä 1.3 Alueellinen esiintyminen Radonpitoisuuden alueellista esiintymistä on tarkasteltu yksityiskohtaisesti STUKin julkaisemassa Porakaivoveden radonkartastossa (Voutilainen ym. 2000). Maaperän pohjavesissä radonpitoisuudet ovat selvästi matalampia kuin porakaivovesissä. Porakaivoveden radonpitoisuudet ovat korkeimpia entisen Uudenmaan läänin alueella ja Turun ja Porin läänin itäosassa. Kohonneita radonpitoisuuksia on myös Lapissa ja hajanaisesti myös muualla Suomessa, erityisesti graniittialueilla. Kohonneita kokonaisalfa-aktiivisuuspitoisuuksia, jotka aiheutuvat pääasiassa uraanista, esiintyy Etelä-Suomen läänin länsiosassa. Kuvassa 1 on esitetty porakaivoveden radonpitoisuuden alueellinen jakauma Suomessa. 16
17 Porakaivot 1000 Bq/l ylittävien osuus i. o % F; 1-10% % H % _J alle 10 havaintoa Kuva 1. Radonpitoisuuden looobq /1 ylittävien porakaivovesien prosentuaalinen osuus kunnassa mitatuista porakaivoista Suomessa (Voutilainen ym.2000, kartta 4). 17
18 2 Talousveden radionuklidien terveysriskit 2.1 Talousveden syöpäriskin arviointi Käytännön säteilysuojelutyössä käytettävä riskin mitta on säteilyannos. Annoksen yksikkönä on sievert (Sv), ja usein käytetään sen tuhannesosaa millisievertiä (msv). Usean ihmisen yhteenlaskettu annos on nimeltään kollektiivinen annos, ja sen yksikkö on mansievert (mansv). Kun ihmisen kehoon pääsee radioaktiivisia aineita ruoansulatuskanavan kautta tai hengityksen mukana, hän saa sisäisen säteilyannoksen. Talousveden aiheuttama annos riippuu veden radioaktiivisten aineiden pitoisuuksista, säteilymyrkyllisyydestä ja nautitun veden määrästä. Tietyn aineen säteilymyrkyllisyyttä eli kykyä aiheuttaa annosta kuvataan sen annosmuunnoskertoimella, jonka yksikkö on Sv/Bq. Vedestä huoneilmaan vapautuva radon altistaa ihmisen säteilylle sekä hengitettynä että juotuna. Suurin osa hengitysannoksesta aiheutuu radonkaasun lyhytikäisistä hajoamistuotteista. Muut talousveden radioaktiiviset aineet lisäävät ihmisen säteilyannosta ainoastaan ruoan ja juoman mukana nautittuina. Radioaktiivisista aineista aiheutuvaa syöpäriskiä voidaan arvioida joko suorilla väestön sairastumista selvittävillä epidemiologisilla tutkimuksilla tai käyttämällä laskennallisia annosarvioita eli dosimetriaa. Dosimetria käyttää hyväkseen tietoa siitä, mihin elimiin radioaktiiviset aineet kulkeutuvat elimistöön jouduttuaan ja kuinka pitkään ne siellä viipyvät. Näihin tietoihin perustuvia nk. biokineettisiä malleja voidaan testata eläinkokeilla ja vapaaehtoisilla koehenkilöillä. Annosta arvioitaessa otetaan huomioon myös nuklidin ja sen tytäraineiden lähettämän säteilyn lajit ja altistuneiden elinten säteilyherkkyys. Syöpätapausten määrät voidaan arvioida annoksista käyttäen Kansainvälisen säteilysuojelukomission ICRP:n arviota, jonka mukaan kollektiivinen annos 1 mansv aiheuttaa 5% lisäyksen kyseisen väestön kuolemaan johtavissa syöpätapauksissa. Tämän arvion tärkeimpänä tietolähteenä on ollut Hiroshiman ja Nagasakin eloonjääneiden keskuudessa suoritettu seurantatutkimus, joka jatkuu yhä. 18
19 Suuri osa veteen liuenneesta radonista vapautuu huoneilmaan vettä kuumennettaessa, esimerkiksi pyykin tai astianpesun yhteydessä, sekä myös suihkua käytettäessä. Veden huoneilmaan tuottama radonpitoisuus riippuu mm. käytetyn veden määrästä, asunnon koosta ja ilmanvaihdosta. Asunnon vedenkäyttötilojen, kuten keittiön ja kylpyhuoneiden sijainnilla ja näiden tilojen omilla ilmanvaihtojärjestelyillä on myös vaikutusta radonpitoisuuteen. Maailmalla käytetään yleisesti arviota, jonka mukaan veden radonpitoisuus Bq/l nostaa huoneilman radonpitoisuutta 100 Bq/m 3 (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation 1993, 2000). Yksittäisessä taloudessa voi veden radonpitoisuuden vaikutus ilmaan vapautuneen radonin pitoisuuteen olla huomattavastikin tätä pienempi tai suurempi. Radonin poistoon tarkoitettu ilmastinlaite poistaa vedestä radonkaasun, mutta ei radonin lyhytikäisiä hajoamistuotteita. Hajoamistuotteista on kahden tunnin kuluttua ilmastuksesta jäljellä vedessä noin 20 %, ja neljän tunnin kuluttua 1 %. Niistä saattaa aiheutua annosta, jos veden radonpitoisuus on hyvin korkea. Hengitysilman radonin aiheuttama syöpäriski tunnetaan paremmin kuin juomaveden aiheuttama riski. Hengitysilman riskistä on runsaasti epidemiologisista tietoa sekä kaivos- että asuinympäristössä. Luotettavimmat kaivostutkimukset yhdistävä nk. BEIR VI-tutkimus päätyy melko korkeaan riskiarvioon (National Research Council 1999). Huoneilman tutkimuksista suurin on ruotsalainen Pershagenin ja hänen työtovereittensa tutkimus (Pershagen et ai. 1994). Siinä saatiin selvä näyttö sille, että radon lisää keuhkosyöpäriskiä. Myös Suomessa on selvitetty radonin ja keuhkosyövän välistä yhteyttä (Auvinen et ai. 1996, Ruosteenoja et ai. 1996). Suomalaisissa tutkimuksissa saatiin viitteitä riskistä, vaikka tulos ei ollut kummassakaan tutkimuksessa tilastollisesti merkitsevä. Suomi osallistuu EU-projektiin, jossa tullaan yhdistämään kaikki eurooppalaiset ja myöhemmin myös pohjoisamerikkalaiset huoneilman radontutkimukset. Eri tuloksia yhdistelemällä voidaan saada tarkempi arvio sisäilman radonin aiheuttaman syöpäriskin suuruudelle. Talousveden radionuklidien käyttäjistä ei ole tehty sellaisia epidemiologisia tutkimuksia, joiden perusteella voisi arvioida syöpäriskin suuruutta. Tutkimukset ovat olleet lähinnä ekologisia eli ryhmätason vertailuja tai sitten pienehköjä tapausverrokki-tutkimuksia. Useimmiten on tutkittu radiumin ja joskus myös radonin aiheuttamaa syöpäriskiä. Radiumin riskeistä on tutkimuksia myös muun kuin juomaveden kautta saadusta altistuksesta. Viime 19
20 vuosisadan ensimmäisellä puoliskolla, kun radioaktiivisuuteen liittyviä riskejä ei vielä tunnettu, itsevalaisevia kelloja maalanneet työntekijät saivat sivellintä suulla muotoillessaan radiumia kehoonsa. Tässä joukossa havaittiin radiumin aiheuttamia luusyöpiä. (National Research Council 1988). Suomessa on käynnissä talousveden radioaktiivisuuden terveysriskejä selvittävä epidemiologinen tutkimus, joka valmistunee vuonna Biokineettiset mallit osoittavat, että juomaveden radon lisää säteilyannosta mahalaukulle ja siten myös mahasyövän riskiä (Kendall et ai. 1988, National Research Council 1999b). Muiden elinten saama annos on huomattavasti pienempi. Talousveden pitkäikäiset radionuklidit lisäävät mallien mukaan munuais-, maksa-, rakko- ja luusyöpää sekä leukemiaa (International Commission on Radiological Protection, 1994, 1995). Juomaveden mukana saadun radonin aiheuttamasta annoksesta ja riskistä on aikojen kuluessa esitetty hyvinkin erilaisia arvioita. Täyttä yksimielisyyttä ei tieteellisessä yhteisössä ole vieläkään saavutettu. Tässä raportissa käytetään uusinta, Yhdysvaltain tiedeakatemian vuonna 1999 julkaisemassa raportissa esitettyä ja Yhdistyneiden kansakuntien vuoden 2000 UNSCEAR-raporttin omaksumaa riskiarviota (National Research Council 1999b, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation 2000). Tutkimuksen perusteella laskettu riskiarvio on noin kolmasosa edellisestä, vuonna 1993 julkaistussa UNSCEAR-raportissa esitetystä arvosta (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation 1993). ST-ohjeen 12.3 radonin aktiivisuuspitoisuuden raja-arvon määrittämiseen oli käytetty em. vuoden 1993 arviota. Tiedeakatemian raportissa todetaan, että radonin ja sen lyhytikäisten hajoamistuotteiden alfahiukkasten kantama ei yllä mahalaukun seinämän säteilyherkkiin soluihin. Täten säteilyannos riippuu siitä, missä määrin radon tunkeutuu mahalaukun sisällöstä sen seinämään. Aikaisemmin arvioitiin radonpitoisuuden olevan sama mahalaukun sisällä ja seinämässä. Tarkempien laskujen perusteella raportissa on päädytty siihen, että konservatiivisenkin arvion mukaan radonpitoisuus mahalaukun seinämässä on vain 30 % sisällön radonpitoisuudesta. Tiedeakatemian raportissa otetaan kantaa myös lasten riskeihin. Alle yksivuotiaan annoskonversiokerroin on noin kymmenkertainen verrattuna aikuisen kertoimeen. Kuitenkin lasten pienemmästä vedenkulutuksesta 20
21 johtuen kymmenenä ensimmäisenä elinvuonna saatu altistus lisää henkilön elinikäistä riskiä vain noin 30 %. Tällä perusteella raportissa ei löydetty perustelua sille, että lapset tai jokin toinen ihmisryhmä olisi erityisen herkkä juomaveden radonille. 2.2 Terveysriskit Suomessa Suomessa talousvesien eniten annosta aiheuttava radionuklidi on radon. Pitkäikäisistä radionuklideista annoksen kannalta seuraavina tulevat polonium ja lyijy, jotka esiintyvät usein samoissa vesissä radonin kanssa. Myös uraani voi joskus nostaa vedestä saatavaa annosta. Uraani poikkeaa muista radionuklideista siinä suhteessa, että se on todennäköisesti kemiallisena myrkkynä haitallisempi kuin radioaktiivisena aineena. Uraanin merkitystä säteilyannoksen ja myrkyllisyyden kannalta käsitellään lyhyesti luvussa 8. Radium on Suomessa säteilysuojelullinen ongelma vain poikkeustapauksissa, lähinnä suolaisissa vesissä. Porakaivojen käyttäjät saavat suurimmat annokset. Noin porakaivonkäyttäjää saa yhtä suuren kollektiivisen annoksen kuin 4,5 miljoonaa vesilaitosvettä käyttävää henkilöä. Suurin mittausten perusteella arvioitu porakaivonkäyttäjän vuosiannos on ollut 70 msv vuodessa. Asuntojen sisäilman radonin on arvioitu aiheuttavan Suomessa kaikkiaan noin keuhkosyöpätapausta vuodessa. Näistä noin 4 % aiheutuu talousvedestä sisäilmaan vapautuneesta radonista. Merkittävin osa sisäilman radonista on peräisin rakennuksen alla olevasta maa- ja kallioperästä ja osa myös rakennusmateriaaleista. Radonin aiheuttamista keuhkosyövistä suurin osa tulee tupakoitsijoille. Tupakoinnin vähentäminen vähentää myös riskiä saada radonin aiheuttama keuhkosyöpä. Ruoan ja juoman mukana nautitusta radonista aiheutuneen annoksen laskemiseen on tässä raportissa käytetty edellä kuvatussa Yhdysvaltain tiedeakatemian julkaisussa esitettyjä annosmuunnoskertoimia. Pitkäikäisten radioaktiivisten aineiden aiheuttamien annosten laskemiseen on taas käytetty EU:n perusnonnin mukaisia aikuisten annosmuunnoskertoimia (Council Directive 1996). Nekin ovat hiukan muuttuneet ST-ohjetta 12.3 vuonna 1992 laadittaessa käytetyistä arviosta (ST-ohje ), jotka perustuivat julkaisuun ICRP 61 (International Commission on Radiological Protection 21
TALOUSVEDEN RADIONUKLIDIEN POISTOMENETELMÄT
/ LOKAKUU 2003 TALOUSVEDEN RADIONUKLIDIEN POISTOMENETELMÄT P. Vesterbacka, T. Turtiainen, K. Hämäläinen, L. Salonen, H. Arvela STUK SÄTEILYTURVAKESKUS STRÅLSÄKERHETSCENTRALEN RADIATION AND NUCLEAR SAFETY