Source: http://docplayer.fi/19018435-Kaivoveden-luonnollinen-radioaktiivisuus-otantatutkimus-2001.html
Timestamp: 2019-01-21 13:06:16+00:00
Document Index: 443792

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

KAIVOVEDEN LUONNOLLINEN RADIOAKTIIVISUUS OTANTATUTKIMUS PDF
Download "KAIVOVEDEN LUONNOLLINEN RADIOAKTIIVISUUS OTANTATUTKIMUS 2001"
1 / TOUKOKUU 2004 KAIVOVEDEN LUONNOLLINEN RADIOAKTIIVISUUS OTANTATUTKIMUS 2001 P. Vesterbacka 1, I. Mäkeläinen 1, T. Tarvainen 2, T. Hatakka 2, H. Arvela 1 1 Säteilyturvakeskus, PL 14, HELSINKI 2 Geologian tutkimuskeskus, PL 96, ESPOO STUK SÄTEILYTURVAKESKUS STRÅLSÄKERHETSCENTRALEN RADIATION AND NUCLEAR SAFETY AUTHORITY Osoite/Address Laippatie 4, Helsinki Postiosoite / Postal address PL / P.O.Box 14, FIN Helsinki, FINLAND Puh./Tel Fax
2 Tässä raporttisarjassa esitetyt johtopäätökset ovat tekijöiden johtopäätöksiä, eivätkä ne välttämättä edusta Säteilyturvakeskuksen virallista kantaa. ISBN (nid.) ISBN (pdf) ISSN Dark Oy, Vantaa, 2004 Myynti: Säteilyturvakeskus PL 14, Helsinki Phone: (09) Fax: (09)
3 VESTERBACKA Pia, MÄKELÄINEN Ilona, TARVAINEN Timo, HATAKKA Tarja, ARVELA Hannu. Kaivoveden luonnollinen radioaktiivisuus otantatutkimus Helsinki 2004, 39 s+ liitteet 12 s. Avainsanat kaivovesi, radon, uraani, radium, radioaktiivinen lyijy, polonium, säteilyannos Tiivistelmä Tämän tutkimuksen tavoitteena on edustavan kuvan saaminen järjestetyn vesihuollon ulkopuolella käytetyn juomaveden luonnon radioaktiivisten aineiden pitoisuuksista ja niiden aiheuttamista säteilyannoksista. Aikaisempien tutkimusten perusteella Suomessa yksityiskaivojen käyttäjien osuus kaikista vedenkäyttäjistä on vain noin 10 %, mutta he saavat kuitenkin yli puolet kollektiivisesta säteilyannoksesta. Yksinkertaisessa satunnaisotantaan perustuvassa otantatutkimuksessa saatiin tiedot 2000 suomalaisesta, jotka eivät väestörekisteritietojen perusteella kuuluneet julkisen vesihuollon piiriin. Suostumuksen antaneiden joukosta tutkimukseen valittiin noin 500 kaivon otos. Radonin ( 222 Rn), radiumin ( 226 Ra), uraanin ( 238 U ja 234 U), lyijyn ( 210 Pb) ja poloniumin ( 210 Po) aktiivisuuspitoisuudet ja uraanin massapitoisuus määritettiin 288 porakaivon vedestä ja 184 maaperän kaivon vedestä. Luonnon radioaktiivisten aineiden pitoisuudet olivat porakaivovedessä moninkertaisia verrattuna maaperän kaivoveden pitoisuuksiin. Radonpitoisuuden keskiarvo porakaivovedessä oli 460 Bq/l ja maaperän kaivovedessä 50 Bq/l. Korkeimmat pitoisuudet löytyivät Etelä-Suomesta, Uudenmaan alueelta sekä Lounais-Suomesta. Lisäksi yksittäisiä korkeita pitoisuuksia esiintyi kaikkialla Suomessa. Uraanipitoisuuden keskiarvo porakaivovedessä oli 21 µg/l ja maaperän kaivovedessä 1 µg/l. Uraanin alueellinen esiintyminen noudatti pääpiirteissään radonin esiintymistä. Radiumpitoisuuden keskiarvo porakaivovedessä oli 0,05 Bq/l ja maaperän kaivovedessä 0,02 Bq/l. Radiumin esiintyminen poikkesi radonin ja uraanin esiintymisestä siten, että korkeat pitoisuudet keskittyivät lähinnä rannikolle. Lyijypitoisuuden keskiarvo porakaivovedessä oli 0,040 Bq/l ja maaperän kaivovedessä 0,013 Bq/l sekä poloniumpitoisuuden keskiarvo porakaivovedessä 0,048 Bq/l ja maaperän kaivovedessä 0,007 Bq/l. Lyijyn ja poloniumin alueellinen esiintyminen noudatti paljolti radonin esiintymistä. 3
4 Keskimääräiseksi säteilyannokseksi porakaivoveden käyttäjälle arvioitiin 0,4 msv vuodessa ja maaperän kaivon käyttäjälle 0,05 msv. Juomavedessä esiintyvistä radioaktiivisista aineista eniten annosta aiheuttaa radon. Porakaivovettä käyttävälle sen aiheuttama annos on 75 % juomaveden luonnon radioaktiivisuuden aiheuttamasta kokonaisannoksesta ja maaperän kaivovettä käyttävälle 60 %. Radonin jälkeen eniten annosta aiheuttaa polonium. Porakaivovettä käyttävälle poloniumin osuus on 12 % kaikkien luonnonradionuklidien aiheuttamasta annoksesta, uraanin isotooppien ( 234 U ja 238 U) 6 %, lyijyn 5 % ja radiumin 3 %. Annosta voidaan alentaa pienentämällä radionuklidien pitoisuutta vedessä. Merkittävin annoksen aleneminen saavutetaan pienentämällä veden radonpitoisuutta. Uraanin osalta kemiallisen myrkyllisyyden perusteella arvioitu ohjearvo on alempi kuin säteilyannoksen perusteella laskettu ohjearvo. Uraanipitoisuutta ei voida päätellä radonpitoisuuden perusteella, vaan mahdollisen ohjearvon ylitys on määritettävä erikseen riippumatta muiden radioaktiivisten aineiden pitoisuudesta. Radon- ja uraanipitoisuuksia voidaan hyödyntää lyijyn ja poloniumin mittaustarpeen arvioinnissa. Mittausohjelma, jolla voitaisiin löytää korkeat radonpitoisuudet kaikista Suomen porakaivoista, tulisi maksamaan 3 M. Uraanin mittaaminen lisää kustannuksia 2 6 M. Lyijyn ja poloniumin lisääminen mittausohjelmaan maksaisi 5 M. 4
5 VESTERBACKA Pia, MÄKELÄINEN Ilona, TARVAINEN Timo, HATAKKA Tarja, ARVELA Hannu. Natural radioactivity in private wells in Finland A representative survey Helsinki 2004,39 pp + appendices 12 pp. Keywords drinking water, radon, uranium, radium, lead, polonium, radiation dose Abstract The goal of this study was to obtain a representative estimate on concentration of natural radionuclides in private well water and the radiation exposure from drinking water of people living outside public water supply in Finland. According to earlier studies, the number of private well users in Finland is about 10% of the population. Nonetheless, this group receives more than half of the collective radiation dose due to natural radioactivity in drinking water. In a random sampling study 2,000 persons, not using a public water supply as their drinking water according to the Population Register Centre were selected to the survey. Among subjects who gave their consent, about 500 private well users were selected in the study. Activity concentration of radon ( 222 Rn), radium ( 226 Ra), uranium ( 238 U and 234 U), lead ( 210 Pb) and polonium ( 210 Po), and mass concentration of uranium were determined from 288 drilled wells and 184 wells dug in soil. The concentrations of natural radionuclides were several times higher in drilled wells than in wells dug in soil. The average radon concentration in drilled wells was 460 Bq/l and in dug wells 50 Bq/l. The highest concentrations were found in Southern Finland, in Uusimaa region, and in South-Western Finland. Additionally, occasional high concentrations were found all over Finland. The average uranium concentration in drilled wells was 21 µg/l and in dug wells 1 µg/l. Spatial distribution of uranium was essentially similar to that of radon. The average radium concentration in drilled wells was 0.05 Bq/l and in dug wells 0.02 Bq/l. Unlike radon and uranium, the highest radium concentrations were found in coastal area. The average lead concentration in drilled wells was Bq/l and in dug wells Bq/l and the average polonium concentration Bq/l and Bq/l, respectively. Spatial distributions of lead and polonium were similar to that of radon. 5
6 The average annual effective dose from natural radionuclides for a drilled well user was estimated to be 0.4 msv and for a user of well dug in soil 0.05 msv. Most of the dose is due to radon. The dose arising from radon in drinking water for users of drilled wells is 75% and for users of wells dug in soil 60% from the total dose due to natural radionuclides. The second largest dose arises from polonium-210, which causes 12% of the dose of users of drilled wells. Uranium isotopes ( 234 U and 238 U ) together cause 6 %, lead 5 % and radium 3 % of the dose from drinking water of the users of drilled wells. The dose from natural radionuclides can be reduced by mitigating radionuclide concentration in water. The most significant reduction is achieved by restricting radon concentration. The guideline for uranium based on its chemical toxicity is lower than guideline calculated from radiation dose. Uranium concentration cannot be assessed according to radon concentration. Consequently, a potential exceeding of a guideline of uranium should always be determined separately, irrespective of other radionuclides concentration. Radon and uranium determinations can be used to assess the need to determine polonium-210 and lead-210 concentrations. A measuring program, aimed to find out high radon concentration from drilled wells in Finland, would cost 3 M. Determination of uranium increases the cost by 2 to 6 M. If lead and polonium were included into the measuring program, it would add the costs still with 5 M. 6
7 Sisällysluettelo Tiivistelmä 3 Abstract 5 Alkusanat 8 1 Johdanto 9 2 Aineisto ja menetelmät Tutkimuskohteet ja niiden valinta Vesinäytteiden kerääminen, käsittely ja analysointi 12 3 Tulokset Kyselykirjeen vastaukset Näytteenoton ja näytteen kuljetuksen vaikutus veden radonin ja radioaktiivisen lyijyn pitoisuuteen Rinnakkais- ja seurantanäytteet Radionuklidien aktiivisuuspitoisuudet Alueellinen esiintyminen Säteilyannokset Pitkäikäisten nuklidien annosylitysten seulonta Uraanin kemiallinen myrkyllisyys 32 4 Luonnon radionuklidien mittaaminen ja niistä aiheutuvat kustannukset Määritysmenetelmät ja niiden hinnat Mittausohjelman kustannukset 34 5 Tulosten pohdintaa 36 6 Kirjallisuusviitteet 38 LIITE 1 Kyselylomakkeen saate tutkimuskohteille 40 LIITE 2 Kyselylomake tutkimuskohteille 41 LIITE 3 Saate terveyden suojeluviranomaisille 42 LIITE 4 Otantatutkimukseen osallistuneet kunnat 43 LIITE 5 Näytteenotto-ohjeet 46 LIITE 6 Veden radioaktiivisuusmääritykset 49 LIITE 7 Annosmuuntokertoimet 51 7
8 Alkusanat Tämä on ensimmäinen väestöpohjaiseen satunnaisotantaan perustuva yksityiskaivoveden radioaktiivisuuden tutkimus Suomessa. Tutkimuksessa määritettiin luonnon radionuklidien ( 222 Rn, 226 Ra, 238 U, 234 U, 210 Pb ja 210 Po) pitoisuudet porakaivojen ja maaperän kaivojen vedestä. Tavoitteena oli edustavan kuvan saaminen järjestetyn vesihuollon ulkopuolella saatavasta juomaveden kautta tulevasta säteilyaltistuksesta. STUK on aikaisemmin arvioinut juomaveden radioaktiivisten aineiden pitoisuuksia antaessaan sosiaali- ja terveysministeriölle ehdotuksen talousveden radioaktiivisista aineista aiheutuvan säteilyaltistuksen rajoittamisesta ja valvonnasta vuonna 1999 (Mäkeläinen ym. 2001). Kyseinen raportti perustui STUKin tietokantaan yli 20 vuoden kuluessa eri yhteyksissä kerättyihin mittaustuloksiin. Vaikka nyt tutkitut vesinäytteet on kerätty yksityiskaivoista, voidaan kerättyä tietoaineistoa hyödyntää myös verkostoveden valvonnan suunnittelussa, kun raakavetenä käytetään pohjavettä. STUKin ja GTK:n yhteistyö mahdollistaa mm. veden muiden laatutekijöiden ja radioaktiivisten aineiden välisen yhteyden tutkimisen. STUK haluaa kiittää kuntien terveystarkastajia, jotka osallistuivat tutkimukseen hoitamalla vesinäytteiden oton tutkimuskohteista. Lisäksi STUK haluaa kiittää tutkimukseen osallistuneita perheitä, jotka tekivät mahdolliseksi tämän tutkimuksen toteuttamisen. Tätä tutkimusta rahoitti sosiaali- ja terveysministeriö. 8
9 1 Johdanto Talousvedessä olevien luonnon radioaktiivisten aineiden pitoisuuksia on tutkittu Säteilyturvakeskuksessa (STUK) jo 1960-luvun lopulta lähtien (Asikainen 1977 ja 1982). Alkuvuosina pääpaino oli vesilaitosvesien mittaamisessa, mutta 1980-luvulta lähtien tutkimukset ovat kohdistuneet pääosin kaivoveteen (Salonen 1992, 1994 ja 1995). Vuonna 2003 mittauksia oli tehty jo yli kaivon vedestä. Näiden tutkimusten pääpaino on ollut riskialueiden löytäminen, jolloin näytteiden edustavuus on jäänyt vähemmälle huomiolle. Kaivoveden radioaktiiviset aineet ovat peräisin lähinnä uraani-238 sarjasta. Eniten säteilyaltistusta aiheuttaa alfa-aktiivinen 222 Rn (radon, puoliintumisaika 3,8 vuorokautta). Muita tärkeitä uraanisarjan radionuklideja ovat pitkäikäiset alfa-aktiiviset 238 U ja 234 U (uraani-isotoopit), 226 Ra (radium) ja 210 Po (polonium) sekä beeta-aktiivinen 210 Pb (lyijy). Vedessä esiintyy myös pieniä pitoisuuksia toriumsarjan ( 232 Th) radionuklideja, kuten radiumisotooppia 228 Ra ja toriumisotooppeja 232 Th ja 228 Th. Näiden mittaaminen ei kuulunut tämän tutkimuksen ohjelmaan. Pitkäikäisellä radionuklidilla tarkoitetaan ainetta, jonka puoliintumisaika on pidempi kuin 222 Rn:n. Pitkäikäisten alfa-aktiivisten aineiden aktiivisuuspitoisuuksien summasta käytetään myös lyhyempää ilmaisua kokonaisalfapitoisuus. Yksityisen kaivoveden käyttäjä voi saada hyvinkin suuren säteilyannoksen juomaveden radioaktiivisista aineista. Askolassa löydettiin 1980-luvulla porakaivo, jonka käyttäjille aiheutui juomavedestä 70 msv vuotuinen säteilyannos (Salonen ym. 2003). Vaikka vain noin 10 % suomalaisista käyttää talousvetenään yksityisiä kaivoja, tämä väestön osa saa yli puolet talousveden sisältämien luonnon radioaktiivisten aineiden aiheuttamasta kollektiivisesta säteilyannoksesta. Vettä käytettäessä osa siihen liuenneesta radonista vapautuu sisäilmaan. Talousvesi voi siten olla huomattava sisäilman radonlähde. Eniten radonia vapautuu astianpesukoneen, pyykinpesukoneen ja suihkun käytön yhteydessä. Talousveden merkitys sisäilman radonpitoisuuden lähteenä on suurin porakaivovettä käyttävissä kotitalouksissa. Maaperän kaivovettä käyttävissä asunnoissa talousvedestä ilmaan vapautuva radon on vain hyvin pieni lisä verrattuna rakennusten perustusten kautta tulevaan radonmäärään (Weltner ym. 2003). EU-komissio antoi vuonna 2001 suosituksen Väestön suojelemiseksi juomaveden radonilta. Yksityisille kaivoille suosituksessa on annettu radonia koskeva toimenpideraja 1000 Bq/l (Komission suositus 2001/928/ 9
10 Euratom). Tämä arvo on otettu mukaan Sosiaali- ja terveysministeriön pieniä yksiköitä koskevaan asetukseen laatusuosituksena yksityistalouksille (Asetus N:o 401/2001). Komission suosituksessa edellytetään myös selvityksiä muiden luonnon radionuklidien mittaustarpeesta, jos korjaavia toimenpiteitä pidetään aiheellisena radonin takia. Kaupallista tai julkisen tahon jakamaa vettä (vesilaitokset) koskien ministerineuvosto antoi vuonna 1998 EU:n talousvesidirektiivin (Neuvoston direktiivi 98/83/EY 1998). Direktiivissä esitetään viitteellinen kokonaisannos, johon lasketaan mukaan uraani ja radium. Jos viitteellinen kokonaisannos ylittää 0,1 msv vuodessa, edellytetään nuklidikohtaisia selvityksiä. Direktiivi ei ota kantaa radoniin eikä sen pitkäikäisiin hajoamistuotteisiin lyijyyn ja poloniumiin ( 210 Pb ja 210 Po), vaan niistä on annettu EU:n komission suositus vuonna 2001 (Komission suositus 2001/928/Euratom). Suosituksen mukaan vesilaitosten veden radonpitoisuudelle voidaan antaa kansallisin perustein viitearvo, joka on välillä Bq/l. Edelleen siinä esitetään, että jos selvitysten perusteella on syytä epäillä, että vedessä on suuria lyijy- ja poloniumpitoisuuksia, on näitäkin ryhdyttävä seuraamaan. Lyijylle esitetään viitearvoa 0,2 Bq/l ja poloniumille 0,1 Bq/l. Direktiivin radioaktiivisuutta koskeva osuus on sisällytetty Sosiaali- ja terveysministeriön asetukseen 461/2000 talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista. Asetus ei kuitenkaan velvoita selvittämään veden radioaktiivisuutta ennen kuin näytteenottomenetelmistä ja -tiheyksistä on annettu ohjeet. Siihen asti vesilaitoksien radioaktiivisuutta koskee Säteilyturvakeskuksen antama ohje ST Vaikka EU:n suositukset eivät yksityiskaivojen osalta anna tavoitearvoa muille talousveden luonnon radioaktiivisille aineille kuin radonille, voi pitkäikäisistä radioaktiivisista aineista saatava annos olla huomattava, jopa yli kymmenen msv vuodessa. Suurille annoksille altistuvien löytäminen on säteilysuojelun kannalta tarkoituksenmukaista ja jos sopivat seulontamenetelmät löydetään, myös taloudellisesti mahdollista. Erikoisasemassa on myös uraani ( 238 U), jonka kemiallinen myrkyllisyys aiheuttaa suuremman terveysriskin kuin radioaktiivisuus (Kurttio ym. 2002). Uraanin mittaaminen ICP-MS menetelmällä on suhteellisen edullista verrattuna muiden talousvedessä esiintyvien pitkäikäisten nuklidien mittaamiseen. Tämän tutkimuksen tavoitteena on edustavan kuvan saaminen järjestetyn vesihuollon ulkopuolella käytetyn juomaveden aiheuttamasta säteilyaltistuksesta, ja se täydentää STUKin aikaisempia tutkimuksia. Yhdessä nämä tutkimukset luovat hyvän pohjan haja-asutusalueiden vesihuollon suunnittelulle. Tässä tutkimuksessa kerättyä edustavaa aineistoa voidaan hyödyntää erityisesti kehitettäessä yksityiskaivojen radioaktiivisuuden valvontaa. Lisäksi tulokset tukevat EU:n talousvesidirektiiviin liittyvien kansallisten ohjeiden valmistelua. 10
11 2 Aineisto ja menetelmät 2.1 Tutkimuskohteet ja niiden valinta Väestörekisterikeskukselta pyydettiin yksinkertaisella satunnaisotannalla poimitut tiedot 2000 suomalaisesta, jotka eivät rekisteritietojen perusteella kuuluneet julkisen vesihuollon piiriin. Heille lähettiin kirje, jossa kysyttiin halukkuutta osallistua tutkimukseen. Jos otannalla poimittu henkilö oli alaikäinen, kirje osoitettiin huoltajalle. Jos kotitalous ei vastannut ensimmäiseen kyselykirjeeseen, lähetettiin uusi kirje kahden kuukauden kuluttua ensimmäisen kyselykirjeen lähettämisestä. Tutkimushenkilöille ja terveydensuojeluviranomaisille lähetetty kyselykirje saatteineen on esitetty liitteissä 1, 2 ja 3. Kun suostumukset yksityisiltä kotitalouksilta oli saatu, lähetettiin kuntien terveydensuojeluviranomaisille kirje, jossa kerrottiin tulevasta tutkimuksesta ja siihen valittujen kotitalouksien lukumäärä kyseisen kunnan alueelta sekä tiedusteltiin terveystarkastajien mahdollisuutta ottaa vesinäytteet kotitalouksista. Vain kaksi kuntaa kieltäytyi osallistumasta tutkimukseen muiden kiireiden vuoksi. Kun suostumukset kotitalouksilta ja kuntien terveydensuojeluviranomaisilta oli saatu, tehtiin lopullinen päätös tutkimuskohteista. Tutkimukseen valittiin kaikki noin 300 porakaivovettä käyttävää kotitaloutta. Niistä kotitalouksista, jotka käyttivät maaperän pohjavettä, valittiin satunnaisotannalla noin 200 talouden otos. Kaikki tutkimukseen valitut kotitaloudet käyttivät vakituisesti talousvetenä kyseisen kaivon vettä. Kotitalouksia, jotka ilmoittivat käyttävänsä vesilaitoksen jakamaa verkostovettä, ei valittu mukaan tutkimukseen. Valitut kohteet edustivat yhteensä 215 kuntaa. Koska osa kunnista muodostaa kansanterveystyön kuntayhtymiä, oli tutkimukseen osallistuneiden kuntien tai kuntayhtymien lukumäärä 163 kappaletta. Yhden kunnan tai kuntayhtymän alueelta oli keskimäärin kolme kaivoa, joista otettiin vesinäytteet tutkimusta varten. Porakaivoista otettuja näytteitä kerättiin kaikkiaan 151 kunnan tai kuntayhtymän alueelta ja maaperän kaivoista 130 kunnan tai kuntayhtymän alueelta. Liitteessä 4 on lueteltu mukana olleet kunnat sekä porakaivojen ja maaperän kaivojen määrä kyseisen kunnan alueella. 11
12 2.2 Vesinäytteiden kerääminen, käsittely ja analysointi Vesinäytteet kerättiin joulukuun 2000 ja kesäkuun 2001 välisenä aikana. Näytteenottopullot ja kotitalouksien yhteystiedot lähetettiin kuntien terveydensuojeluviranomaisille jaksotetusti neljän kuukauden aikana. Yhden kuukauden aikana näytteitä kerättiin keskimäärin sadasta kotitaloudesta. Eniten näytteitä palautui laboratorioon maaliskuussa (155 kappaletta). Terveydensuojeluviranomaiset keräsivät näytteet ohjeiden mukaisesti (Liite 5). Radonnäytteet kerättiin lasisiin nestetuikepulloihin, jotka oli esitäytetty tuikeaineella. Muiden radioaktiivisten aineiden ( 234 U, 238 U, 226 Ra, 210 Po ja 210 Pb), määritystä varten näytteet kerättiin kahteen yhden litran vetoiseen muoviseen polyetyleenipulloon. Näytteiden saavuttua laboratorioon otettiin vielä toinen radonnäyte muovipullosta kuljetuksen aikana tapahtuneen vuodon määrittämiseksi. ICP-MS menetelmällä suoritettavaa uraanimääritystä varten kerättiin kaksi vesinäytettä Geologian tutkimuskeskuksen toimittamiin näytepulloihin. Näytteenoton jälkeen näytteet postitettiin Säteilyturvakeskukseen. Pääkaupunkiseudun ympäristökunnista näytteet tuotiin STUKiin autolla. Rinnakkaismäärityksiä varten näytteitä kerättiin 33 kappaletta ja seurantanäytteitä varten 36 kappaletta. Rinnakkaisnäyte otettiin siten, että kutakin näytettä kerättiin kaksi kappaletta peräkkäin. Seurantanäytteet kerättiin myöhempänä ajanjaksona, kesäkuun ja elokuun 2001 välisenä aikana, vastaavalla tavalla kuin alkuperäiset näytteet. STUKin työntekijä, terveystarkastaja tai tutkimushenkilö otti seurantanäytteet annettujen ohjeiden mukaisesti. Vesinäytteet kestävöitiin ja ilmastettiin laboratoriossa välittömästi näytteiden saapumisen jälkeen. Radioaktiivisuusmääritykset tehtiin STUKissa ja veden uraanin massapitoisuus ( 238 U) määritettiin Geologian tutkimuskeskuksessa. Kaikista vesinäytteistä määritettiin radonpitoisuus ( 222 Rn), pitkäikäisten alfa-aktiivisten aineiden yhteismäärä ( 234 U, 238 U, 226 Ra ja 210 Po), radiumin ( 226 Ra), lyijyn ( 210 Pb) ja poloniumin ( 210 Po) pitoisuudet. Lisäksi osasta vesinäytteistä (noin 400 kpl) tehtiin radiokemiallinen uraanimääritys ( 234 U ja 238 U). Yksityiskohtaisemmat kuvaukset määrityksistä on esitetty liitteessä 6. 12
13 3 Tulokset 3.1 Kyselykirjeen vastaukset Ensimmäiseen 2000 suomalaiselle lähetettyyn kyselyyn vastasi vajaa puolet kyselyn saaneista (Taulukko 1). Kohteisiin, joilta ei saatu vastausta, lähetettiin uusintakyselyjä (2. kysely) hieman yli tuhat kappaletta. Vastauksen antoi noin kolmasosa kirjeen saaneista. Kaiken kaikkiaan kyselykirjeisiin vastasi 63 % kirjeen saaneista. Vastanneista yli 90 % oli halukkaita osallistumaan tutkimukseen. Kotitalouksia, jotka eivät halunneet osallistua tutkimukseen, oli 120. Näistä porakaivon käyttäjiä oli 14 ja maaperän kaivojen käyttäjiä 45 kotitaloutta. Loput (61 kotitaloutta) kuuluivat julkisen vesihuollon piiriin. Kokonaan vastaamatta jätti 735 kotitaloutta (37 %). Kaikista vastanneista porakaivon käyttäjiä oli 25 % ja maaperän kaivonkäyttäjiä 41 % (Taulukko 2). Kolmanneksella vastanneista ei ollut lainkaan Taulukko 1. Niiden kotitalouksien lukumäärät, joille lähetettiin kyselykirje, jotka vastasivat kyselykirjeeseen ja jotka ilmoittivat halukkuudestaan osallistua tutkimukseen. 1. kysely 2. kysely Yhteensä Lähetettyjä kirjeitä Palautuneiden lomakkeiden määrä Tutkimukseen suostuneiden määrä Ei antanut suostumusta vesinäytteen hakemiseen Taulukko 2. Tilastotietoa ensimmäiseen ja toiseen kyselyyn vastanneiden kotitalouksien vesilähteestä. Palautuneiden lomakkeiden lkm Vastaajalla ei kaivoa käytössä Vastaajalla porakaivo Vastaajalla maaperän kaivo Ei saatu tietoa talousvedestä Lomake palautui tyhjänä 1. kysely kysely Yhteensä
14 Taulukko 3. Tutkimukseen suostuneiden kohteiden määrä sekä pyydettyjen ja saatujen vesinäytteiden lukumäärä vesilähteen mukaan. Halusi osallistua tutkimukseen Pyydettiin vesinäyte Saatiin vesinäyte Porakaivo Maaperän kaivo Yhteensä käytössä kaivoa. Nämä kotitaloudet olivat liittyneet kunnalliseen vesijohtoverkostoon. Tietoa käytetystä vesilähteestä ei saatu 3 % vastanneista. Kaksitoista kyselykaavaketta palautettiin tyhjänä tai väestörekisterikeskukselta saatu osoite ei ollut oikea. Jos kaivo oli käytössä vapaa-ajan asunnolla, sitä ei otettu mukaan tutkimukseen. Kaikista tutkimukseen hyväksytyistä ja suostuneista valittiin 302 porakaivonkäyttäjää ja maaperän kaivojen käyttäjistä 198 henkilön otos (Taulukko 3). Lopullinen kohteiden lukumäärä laski vielä hieman, koska kaikilta ei saatu vesinäytettä. Syynä oli joko kaivon kuivuminen tai kaivo ei ollut valmistunut kun vesinäytteitä kerättiin. Kaikista kohteista, joista saatiin vesinäyte, ei pystytty määrittämään kaikkien radionuklidien pitoisuuksia. Radonnäytteistä jäi useimmiten puuttumaan näyte, jonka avulla pyrittiin arvioimaan muovipullon tiiveyttä (13 kappaletta). Runsaan valutuksen jälkeen pyydetty näyte jäi ottamatta tilanteissa, joissa ihmisillä oli käytössään kaivo, josta vesi ei tullut vesijohtoa pitkin taloon sisälle. Lyijyn ja poloniumin määritykset jäivät puuttumaan neljästä vesinäytteestä. 3.2 Näytteenoton ja näytteen kuljetuksen vaikutus veden radonin ja radioaktiivisen lyijyn pitoisuuteen Radonin näytteenotto on tehtävä ohjeiden mukaisesti. Veden valuttaminen hanasta ennen näytteenottoa vaikuttaa radonpitoisuuteen. Kaasumaisena aineena radon myös karkaa helposti näytteenotossa ja kuljetuksen aikana näyteastiasta. Tämän vuoksi näytteenotto on tehtävä erityisen huolellisesti ja näyteastiat on valittava tarkkaan. Radonnäytteet otettiin suoraan lasisiin nestetuikepulloihin, joissa oli valmiina nestetuikeaine, joka sitoo radonkaasun itseensä. Tällöin voitiin olettaa, ettei radon päässyt vuotamaan näytteen-ottopulloista. 14
15 Ennen näytteenottoa tapahtuvan veden valutuksen vaikutusta radonpitoisuuteen tutkittiin keräämällä näytteet ilman valutusta ja reilun valutuksen jälkeen. Kerätyissä näytteissä veden radonpitoisuus ilman runsasta valutusta oli kymmenen prosenttia pienempi kuin runsaan valutuksen jälkeen. Vesinäytteiden keskimääräinen kuljetusaika (näytteenotosta näytteen saapumiseen laboratorioon) oli yksi vuorokausi. Kaikista näytteistä yli puolet toimitettiin laboratorioon vuorokauden kuluessa näytteenotosta ja yli 90 % näytteistä palautui STUKiin kahden vuorokauden kuluessa. Pisimmillään näytteet (1 % kaikista näytteistä) olivat matkalla vajaat viisi vuorokautta. Pitkät kuljetusajat koskivat useimmiten näytteitä, jotka oli kerätty Pohjois- Suomesta, missä tutkimuskohteiden väliset etäisyydet olivat pitkiä ja postituksen järjestäminen hankalaa. Radonkaasun vuotoa muovisista polyetyleenipulloista selvitettiin ottamalla yksi näyte pullosta ennen sen sulkemista näytteenottopaikalla, ja toinen näyte pullojen saavuttua laboratorioon. Tulosten mukaan radonista karkasi keskimäärin 4 % yhden vuorokauden aikana. Tämän lisäksi pullon sulkemisen jälkeen radonista karkasi noin 6 %, mikä johtuu radonin nopeasta diffuntoitumisesta muovipullon seinämään. Koska radon hajoaa lyhytikäisten tytärnuklidiensa kautta pitkäikäiseksi radioaktiiviseksi lyijyksi ( 210 Pb), tulee veden lyijypitoisuuden määrityksessä huomioida näytteen kuljetuksen aikana radonista syntynyt lyijy. Tämä lyijymäärä vähennetään saadusta mittaustuloksesta, jotta saadaan selville alkuperäisen lyijyn pitoisuus vedessä. Kuljetuksen aikana syntyneen lyijyn määrään vaikuttavat veden radonpitoisuus, näyteastian tiiveys ja aika jonka näyte on matkalla laboratorioon. 3.3 Rinnakkais- ja seurantanäytteet Laadun varmistamiseksi rinnakkaisnäytteitä kerättiin 33 kappaletta (porakaivoista 31 ja maaperän kaivoista 2). Rinnakkaisnäytteiden analysoinnilla pyrittiin arvioimaan näytteenoton epävarmuutta. Näytteenottoajankohdan vaikutuksen tutkimiseksi seurantanäytteitä kerättiin 36 kappaletta (porakaivoista 30 ja maaperän kaivoista 6). Vaihtelua kuvattiin prosentuaalisella poikkeamalla, jolloin verrattiin ensimmäisen ja toisen näytteen radionuklidipitoisuuksien erotusta ensimmäisen näytteen pitoisuuteen. Vaihtelun suuruutta (itseisarvot) tutkittiin sekä rinnakkais- että seurantanäytteiden osalta. Lisäksi muutoksen suuntaa tutkittiin seurantanäytteiden osalta. Tarkasteltaviksi hyväksyttiin vain sellaiset 15
16 Taulukko 4. Rinnakkaisnäytteet: ensimmäisen ja toisen näytteen radionuklidipitoisuuksien prosentuaalisten poikkeamien itseisarvojen mediaanit ja maksimit. Nuklidi Näytteiden Mediaani Maksimi lukumäärä Radon Kokonaisalfa Polonium Lyijy Taulukko 5. Ajallisen vaihtelun tutkimiseksi otetut seurantanäytteet: ensimmäisen ja toisen näytteen radionuklidipitoisuuksien prosentuaalisten poikkeamien itseisarvojen mediaanit ja maksimit. Nuklidi Näytteiden lukumäärä Mediaani Maksimi Radon Kokonaisalfa Polonium Lyijy tulokset, joissa pitoisuus oli vähintään kaksinkertainen menetelmän määritysrajaan nähden. Radiumpitoisuudet olivat niin matalia, että niille ei laskettu poikkeamia. Rinnakkaisnäytteissä vaihtelu oli suurinta radioaktiivisen lyijyn pitoisuuksissa ja pienintä radonpitoisuudessa (Taulukko 4). Radonpitoisuuden poikkeamien mediaaniarvo oli vain kaksi prosenttia. Muiden radioaktiivisten aineiden osalta poikkeamien mediaanit olivat suurempia, %. Poikkeamat ovat menetelmien toistettavuuden kanssa samaa suuruusluokkaa, jolloin voidaan olettaa, että näytteenotto kaikkien määritettävien nuklidien osalta on onnistunut hyvin. Seurantanäytteiden poikkeamat olivat useimmiten suurempia kuin rinnakkaisnäyt-teiden (Taulukko 5). Kun tutkittiin muutoksen suuntaa, havaittiin, että lyijy- ja poloniumpitoisuudet olivat usein matalampia ja radonpitoisuudet korkeampia kesäaikaan otetussa näytteessä (kesä elokuu) kuin talvella otetussa näytteessä. Seurantanäytteiden pitoisuudet vaihtelivat tekijällä 0,5 2 verrattuna ensimmäisten näytteiden pitoisuuksiin. 16
17 Taulukko 6. Porakaivoveden radionuklidipitoisuuksien keskiarvot (suluissa aritmeettisen keskiarvon 95 % luottamusväli) ja otoksen tunnuslukuja. Kaivojen lukumäärä oli 288. Radionuklidi Yläkvartiili Radon-222 (Bq/l) Kokonaisalfapitoisuus (Bq/l) Radium-226 (Bq/l) Uraani-234 (Bq/l) Uraani-238 (Bq/l) Uraani-238 (µg/l) Lyijy-210 (Bq/l) Polonium-210 (Bq/l) Aritmeettinen ka. 460 ( ) 0,61 (0,38 0,84) 0,05 (0,03 0,07) 0,35 (0,22 0,49) 0,26 (0,15 0,37) 20,9 (11,7 30,0) 0,040 (0,031 0,049) 0,048 (0,030 0,065) Alakvartiili Mediaani 95 % persentiili Maksimi ,03 0,09 0,30 2,9 21,1 0,01 0,01 0,03 0,14 1,3 0,008 0,034 0,141 1,6 12,1 0,004 0,019 0,079 1,1 9,9 0,3 1,5 6, ,007 0,014 0,037 0,14 0,54 0,004 0,009 0,032 0,19 2,0 Taulukko 7. Maaperän kaivojen radionuklidipitoisuuksien keskiarvot (suluissa aritmeettisen keskiarvon 95 % luottamusväli) ja otoksen tunnuslukuja. Kaivojen lukumäärä oli 184. Radionuklidi Aritmeettinen ka. Alakvartiili Mediaani Yläkvartiili 95 % persentiili Maksimi Radon-222 (Bq/l) Kokonaisalfapitoisuus (Bq/l) Radium-226 (Bq/l) Uraani-234 (Bq/l) Uraani-238 (Bq/l) Uraani-238 (µg/l) Lyijy-210 (Bq/l) Polonium-210 (Bq/l) 50 (38 63) 0,05 (0,04 0,07) 0,016 (0,015 0,018) 0,02 (0,01 0,03) 0,015 (0,007 0,024) 1,2 (0,6 1,9) 0,013 (0,011 0,016) 0,007 (0,006 0,009) ,01 0,02 0,05 0,16 0,71 <0,01 0,01 0,02 0,03 0,06 0,001 0,004 0,017 0,07 0,65 0,001 0,002 0,008 0,04 0,42 0,08 0,18 0,62 3,2 34 0,005 0,008 0,013 0,04 0,16 0,003 0,005 0,008 0,03 0,12 17
18 3.4 Radionuklidien aktiivisuuspitoisuudet Juomaveden radionuklidien aktiivisuuspitoisuudet olivat selvästi suurempia porakaivojen kuin maaperän kaivojen vedessä (Taulukot 6 ja 7). Veden radonpitoisuuden aritmeettinen keskiarvo porakaivovedessä 460 Bq/l, on noin yhdeksänkertainen maaperän kaivoveden radonpitoisuuteen verrattuna. Mediaanipitoisuuksien suhde on pienempi, noin kuusi. Muiden radioaktiivisten aineiden pitoisuudet olivat porakaivovedessä 3 17 kertaa suurempia kuin maaperän kaivovedessä. Suurin ero on havaittavissa veden uraanipitoisuudessa. Porakaivoaineiston kvartiileja ja erityisesti 95 % persentiilejä tarkasteltaessa havaitaan lähes kaikilla radionuklideilla, että pitoisuuksien frekvenssijakaumat ovat vinoja. Tämä näkyy mm. siitä, että aritmeettinen keskiarvo on selvästi korkeampi kuin mediaani. Myös maaperän kaivojen osalta vinous on myös havaittavissa, vaikka ei yhtä selvänä. Tässä tutkimuksessa saadut pitoisuudet olivat hieman pienempiä kuin aikaisemmin raportoidut tulokset (Mäkeläinen ym. 2001). Aikaisemmassa tutkimuksessa alueelliset pitoisuuskeskiarvot painotettiin kyseisen alueen porakaivojen tai maaperän kaivojen lukumäärällä. Kuitenkin aineiston jakauma alueen sisällä ei ollut tasainen vaan mittauksia oli todennäköisesti tehty enemmän siellä mistä oli löydetty korkeita pitoisuuksia. Geologian tutkimuskeskuksen tuhannen kaivon otannassa radonpitoisuuden keskiarvo porakaivovedessä oli 311 Bq/l ja maaperän kaivovedessä 38 Bq/l (Lahermo ym. 2002). Vastaavat mediaanipitoisuudet porakaivovedelle olivat 138 Bq/l ja maaperävedelle 12 Bq/l. Tähän tutkimukseen verrattuna pienemmät tulokset johtuvat eri perusteella suoritetusta otannasta. GTK:n tutkimus pani painoa myös alueelliselle edustavuudelle, kun taas tässä tutkimuksessa käytettiin puhtaasti väestöpohjaista otantaa. Maaperän kaivojen osalta GTK:n keskiarvo osuu tämän tutkimuksen keskiarvon 95 % luottamusvälin rajalle. Porakaivonäytteistä 10 % ylitti Sosiaali- ja terveysministeriön radonille asettaman laatusuosituksen 1000 Bq/l (Kuva 1). Noin kolmanneksessa, 28 %:ssa, porakaivoveden radonpitoisuus ylitti 300 Bq/l. Uraanipitoisuuden arvo 100 µg/l ylittyi 5 % aineistosta. Suurimmassa osassa aineistosta (82 %) uraanipitoisuus jäi alle arvon 15 µg/l. EU komission suosituksessa mainitun viitearvon lyijylle (0,2 Bq/l) ylitti 4 % aineiston porakaivoista. Poloniumin viitearvo (0,1 Bq/l) ylittyi 9 %:ssa aineiston porakaivoista. Maaperän kaivoista yksikään näyte ei ylittänyt Sosiaali- ja terveysministeriön radonille asettamaa laatusuositusta 1000 Bq/l (Kuva 2). Myös uraanin ja radiumin pitoisuudet olivat hyvin alhaisia. Vain 1 %:ssa aineistosta ylittyivät EU komission suosituksessa mainitut viitearvot lyijylle (0,2 Bq/l) ja poloniumille (0,1 Bq/l). 18
19 Bq/l 18 % >1000 Bq/l 10 % < 100 Bq/l 41 % µg/l 13 % >100 µg/l 5 % Bq/l 31 % 2-15 µg/l 27 % < 2 µg/l 55 % Radon-222 Uraani-238 0,01-0,5 Bq/l 4 % >0,5 Bq/l 2 % <0,01 Bq/l 33 % 0,01-0,1 Bq/l 61 % Radium-226 >0,2 Bq/l 4 % 0,05-0,2 Bq/l 18 % <0,01 Bq/l 33 % 0,05-0,1 Bq/l 9 % >0,1 Bq/l 9 % 0,01-0,05 Bq/l 45 % 0,01-0,05 Bq/l 30 % <0,01Bq/l 52 % Lyijy-210 Polonium -210 Kuva 1. Luonnon radionuklidien pitoisuusjakaumat porakaivoista kerätyissä vesinäytteissä. 3.5 Alueellinen esiintyminen Eri radionuklidien maantieteellinen esiintyminen porakaivoissa ja maaperän kaivoissa on esitetty kuvissa 3 7. Pitoisuudet on esitetty pallosymbolikarttoina siten, että pallosymbolin koko kasvaa pitoisuuden kasvaessa. Symbolien luokkarajat ovat samat kuin kuvissa 1 ja 2. 19
20 Bq/l 8 % Bq/l 3 % 2-15 µg/l 8 % µg/l 3 % <100 Bq/l 89 % <2 µg/l 89 % Radon-222 Uraani-238 0,01-0,1 Bq/l 58 % <0,01 Bq/l 42 % Radium-226 0,05-0,2 Bq/l 5 % >0,2 Bq/l 1 % 0,01-0,05 Bq/l 16 % >0,1 Bq/l 1 % 0,01-0,05 Bq/l 43 % <0,01 Bq/l 51 % Lyijy-210 Polonium -210 <0,01 Bq/l 83 % Kuva 2. Luonnon radionuklidien pitoisuusjakaumat maaperän kaivoista kerätyissä vesinäytteissä. Radonpitoisuuden ( 222 Rn) esiintymistä tarkasteltaessa on havaittavissa, että korkeimmat radonpitoisuudet löytyivät alueilta, joissa kallioperä koostuu graniittisista kivilajeista. Porakaivoissa korkeat pitoisuudet sijoittuivat Uudenmaan alueelle, Lounais-Suomeen ja Satakuntaan (Kuva 3 A). Lisäksi yksittäisiä korkeita pitoisuuksia oli havaittavissa hajanaisesti muuallakin Suomessa. 20
21 Maaperän kaivoissa korkeimmat havaitut pitoisuudet olivat Uudellamaalla ja Keski-Suomessa sijaitsevissa kaivoissa (Kuva 3 B). Radonin alueellista esiintymistä porakaivovedessä on kuvattu aikaisemman mittausaineiston perusteella STUKin julkaisemassa Porakaivoveden radonkartastossa (Voutilainen ym. 2000). Uraanin ( 238 U) alueellinen esiintyminen oli samankaltaista kuin radoninkin, niin porakaivojen kuin maaperän kaivojen veden osalta (Kuva 4). Geologian tutkimuskeskuksen tuhannen kaivon tutkimuksen mukaan uraanin pitoisuus pohjavedessä riippuu kallioperän kivilajikoostumuksesta ja pohjavettä sisältävän muodostuman geologisesta rakenteesta. Alueilla, joiden kallioperä koostuu graniiteista tai graniittisista seoskivistä ovat myös porakaivojen uraanipitoisuudet kohonneita (Lahermo ym. 2002). Radiumin ( 226 Ra) esiintyminen poikkesi alueellisesti jonkin verran radonin ja uraanin esiintymisestä. Porakaivojen korkeat pitoisuudet keskittyivät lähinnä Suomenlahden rannikolle (Kuva 5). Samankaltainen havainto tehtiin myös Lahermon ym tuhannen kaivon tutkimuksessa. Maaperän kaivoissa radiumpitoisuudet olivat kauttaaltaan hyvin matalia, eikä varsinaisia korkean pitoisuuden alueita esiintynyt. Yllä mainitun tuhannen kaivon tutkimuksen mukaan radiumpitoisuus riippuukin enemmän veden laadusta kuin itse kallioperän radiumpitoisuudesta (Lahermo ym. 2002). Myös Kahlos ja Asikainen (1973) ovat aikaisemmin havainneet, että korkeimmat radiumpitoisuudet esiintyivät mineraalipitoisissa vesissä. Lyijyn ( 210 Pb) ja poloniumin ( 210 Po) esiintyminen noudatti hyvin paljon radonin esiintymistä (Kuvat 6 ja 7). 3.6 Säteilyannokset Säteilyannos eli tarkemmin efektiivinen annos kuvaa säteilyn haitallisia vaikutuksia ihmisessä. Sen yksikkö on sievert (Sv), ja usein käytetään sievertin tuhannesosaa, millisievertiä (msv). Nuklidin kykyä aiheuttaa annosta kuvataan annosmuuntokertoimella, jonka yksikkö on Sv/Bq. Tässä raportissa on käytetty radonille Yhdysvaltain tiedeakatemian vuonna 1999 julkaisemaa annosmuuntokerrointa (National Research Council 1999) ja pitkäikäisille nuklideille EU perusnormissa esitettyjä kertoimia (Neuvoston direktiivi 96/29/Euratom). Annosmuuntokertoimet on esitetty Liitteessä 7. Muiden kuin radonin osalta on oletettu, että vettä nautitaan 2,2 litraa päivässä. Koska radon karkaa vedestä sitä kuumennettaessa, radonin annosta arvioitaessa oletetaan nautitun veden määräksi 0,5 litraa päivässä. 21
22 Radon-222 (Bq/l) yli alle 100 (A) (B) Kuva 3. Porakaivoveden (A) ja maaperän kaivoveden (B) radonpitoisuus (Bq/l). 22
23 Uraani (mikrogrammaa/litra) yli alle 2 (A) (B) Kuva 4. Porakaivoveden (A) ja maaperän kaivoveden (B) uraanipitoisuus (µg/l). 23
24 Ra-226 (Bq/l) yli 0,5 0,1-0,5 0,01-0,1 alle 0,05 (A) (B) Kuva 5. Porakaivoveden (A) ja maaperän kaivoveden (B) radiumpitoisuus (Bq/l). 24
25 Pb-210 (Bq/l) yli 0,2 0,05-0,2 0,01-0,05 alle 0,01 (A) (B) Kuva 6. Porakaivoveden (A) ja maaperän kaivoveden (B) radioaktiivisen lyijyn ( 210 Pb) pitoisuus (Bq/l). 25
26 Po-210 (Bq/l) yli 0,1 0,05-0,1 0,01-0,05 alle 0,01 (A) (B) Kuva 7. Porakaivoveden (A) ja maaperän kaivoveden (B) poloniumpitoisuus (Bq/l). Porakaivovettä juoma- ja ruokavetenä käyttävän suomalaisen keskimääräiseksi annokseksi vedestä arvioitiin 0,4 msv vuodessa (Taulukko 8). Tämä on noin kymmenesosa suomalaisten keskimääräisestä annoksesta, joka on 3,7 msv vuodessa. Maaperän kaivovettä käyttävälle vastaava annos oli 0,05 msv vuodessa, mikä on kahdeksasosa porakaivon käyttäjän vastaavasta annoksesta ja seitsemäskymmenesosa suomalaisten keskimääräisestä annoksesta. Tässä aineistossa korkein luonnonradionuklideista yhteensä laskettu säteilyannos oli 6,8 msv vuodessa. Korkein radonin aiheuttama annos oli 5,5 msv vuodessa. Radonin osuus kokonaisannoksesta on suurempi porakaivojen kuin maaperän kaivojen käyttäjille. Radon aiheuttaa porakaivovettä käyttävälle keski- 26
27 määrin 75 % ja maaperän kaivoveden käyttäjälle 60 % kaikista luonnonradionuklideista yhteensä saatavasta annoksesta (Kuva 8). Radonin jälkeen eniten säteilyannosta porakaivovedestä aiheuttaa polonium, maaperän kaivovedestä polonium ja lyijy. Porakaivoveden käyttäjälle poloniumin aiheuttama säteilyannos on noin 12 % ja lyijyn 5 % kaikista luonnonradionuklideista yhteensä saatavasta annoksesta. Maaperän kaivovettä käyttävälle polonium ja lyijy aiheuttavat kumpikin 13 % kokonaisannoksesta. Radiumin ( 226 Ra) aiheuttama keskimääräinen annos on porakaivoveden käyttäjälle 3 %, ja maaperän kaivovettä käyttävälle 5 % kokonaisannoksesta. Uraanin isotooppien 238 U ja 234 U yhteenlaskettu annos porakaivovedenkäyttäjälle on 6 % kaikista luonnon radionuklideista yhteensä saatavasta annoksesta. Vastaava osuus maaperän kaivovettä käyttävälle on vain 2 %. Taulukko 8. Eri radionuklidien keskimääräiset ja maksimiannokset (msv) vuodessa porakaivoveden ja maaperän kaivoveden käyttäjille. Porakaivot Maaperän kaivot Nuklidi Arit. ka. Maksimi Arit. ka. Maksimi Radon-222 0,29 5,5 0,032 0,45 Radium-226 0,010 0,3 0,003 0,01 Uraani-238 0,008 0,3 0,001 0,02 Uraani-234 0,014 0,5 0,001 0,03 Lyijy-210 0,022 0,3 0,007 0,08 Polonium-210 0,046 1,9 0,007 0,11 Yhteensä 0,39 6,8 0,051 0,6 Po-210 Po-210 Pb-210 U-234 U-238 Ra-226 Pb-210 U-234 Rn-222 U-238 Ra-226 Rn-222 Porakaivovesi Maaperän kaivovesi Kuva 8. Eri radionuklidien osuudet porakaivon ja maaperän kaivon käyttäjien juomaveden kautta saamasta annoksesta. 27
28 Toriumsarjasta ( 232 Th) peräisin olevan radiumin ( 228 Ra) pitoisuuksia on mitattu Suomessa vähän (Kahlos H. and Asikainen M. 1973, Asikainen M. 1983). Korkein mitattu pitoisuus porakaivovedessä on ollut 0,6 Bq/l, mikä vastaa 0,3 msv vuotuista säteilyannosta. Taulukossa 9 on esitetty arviot niiden henkilöiden lukumääristä, jotka saavat porakaivovedessä olevista eri luonnon radioaktiivisista aineista 0,05, 0,1, 0,5 ja 1 msv ylittävän vuotuisen säteilyannoksen. Taulukossa 10 on esitetty vastaavat lukuarvot maaperän kaivovettä käyttäville. Kun katsotaan 0,05 ja 0,1 msv annoksen ylittävien henkilöiden lukumääriä, molemmilla kaivotyypeillä radonista aiheutuvat ylitysten lukumäärät ovat noin kaksinkertaisia pitkäikäisistä nuklideista yhteensä aiheutuviin ylityslukumääriin verrattuna. Kun katsotaan rajoja 0,5 ja 1 msv, porakaivovettä käyttävillä radonista aiheutuvia ylityksiä on suhteessa vieläkin enemmän. Pitkäikäisistä nuklideista lyijy ja polonium aiheuttavat enemmän ylityksiä kuin uraani ja radium. Porakaivoveden käyttäjille uraanin ja radiumin aiheuttamien ylitysten lukumäärä on annosrajoilla 0,05 ja 0,1 msv noin puolet lyijyn ja poloniumin aiheuttamasta. Maaperän kaivovettä käyttäville uraanin ja radiumin aiheuttamat annokset ovat hyvin pieniä, tyypillisesti alle 0,05 msv, ja poloniumin ja lyijyn aiheuttamat annoksetkin ovat useimmiten alle 0,5 msv. Taulukko 9. Satunnaisotannan (n=288) perusteella laskettu arvio niiden henkilöiden lukumääristä, jotka saavat porakaivoveden luonnon radioaktiivisista aineista 0,05, 0,1, 0,5 ja 1 msv ylittävän vuotuisen efektiivisen annoksen. Jos luokassa on alle 8 havaintoa, käyttäjien lukumäärälle on ilmoitettu 95 % luottamusvälin yläraja ja tämän otannan havaintoihin perustuva arvio on suluissa. Vedestä huoneilmaan vapautuneen radonin osuutta ei ole laskettu mukaan. Porakaivoveden käyttäjien lukumäärän on oletettu olevan Nuklidi tai nuklidiryhmä Käyttäjien lukumäärä Annos alle 0,05 msv Annos yli 0,05 msv Annos yli 0,1 msv Annos yli 0,5 msv Annos yli 1 msv Kaikki nuklidit yhteensä Radon Pitkäikäiset nuklidit yhteensä ( 234 U, 238 U, 226 Ra, 210 Pb ja 210 Po) Uraani ( 238 U ja 234 U) ja radium Lyijy ja polonium alle (2000) alle 7000 (3000) alle (3000) alle 3000 (700) alle 4000 (1500) 28
29 Taulukko 10. Satunnaisotannan (n=184) perusteella laskettu arvio niiden henkilöiden lukumääristä, jotka saavat maaperän kaivoveden luonnon radioaktiivisista aineista 0,05, 0,1, 0,5 ja 1 msv ylittävän vuotuisen efektiivisen annoksen. Jos luokassa on alle 8 havaintoa, käyttäjien lukumäärälle on ilmoitettu 95 % luottamusvälin yläraja ja tämän otannan havaintoihin perustuva arvio on suluissa. Vedestä huoneilmaan vapautuneen radonin osuutta ei ole laskettu mukaan. Maaperän kaivojen käyttäjien lukumäärän on oletettu olevan Nuklidi tai nuklidiryhmä Kaikki nuklidit yhteensä Radon Pitkäikäiset nuklidit yhteensä ( 234 U, 238 U, 226 Ra, 210 Pb ja 210 Po) Uraani ( 238 U ja 234 U) ja radium Lyijy ja polonium Käyttäjien lukumäärä Annos alle Annos yli 0,05 msv 0,05 msv Annos yli 0,1 msv alle 5000 (0) alle (3000) alle 5000 (0) alle (3000) Annos yli 0,5 msv alle 8000 (2000) alle 5000 (0) alle 5000 (0) alle 5000 (0) alle 5000 (0) Annos yli 1 msv alle 5000 (0) alle 5000 (0) alle 5000 (0) alle 5000 (0) alle 5000 (0) 3.7 Pitkäikäisten nuklidien annosylitysten seulonta Pitkäikäisten nuklidien mittaaminen on kalliimpaa kuin radonmittaus tai uraanin mittaaminen ICP-MS menetelmällä. Sen vuoksi kannattaa tutkia onko mahdollista rajoittaa sitä joukkoa, josta pitkäikäisten nuklidien pitoisuudet on tarpeen analysoida. Ne porakaivot, joista saadaan suuria annoksia pitkäikäisistä radioaktiivista aineista, voidaan löytää joko radon- tai uraanimittauksen perusteella. Yhdessäkään aineiston porakaivoista pitkäikäisistä nuklideista ei aiheutunut yli 1 msv annosta, kun radonpitoisuus oli alle 1000 Bq/l tai uraanipitoisuus alle 15 µg/l (Taulukko 11). Jos pitkäikäisten nuklidien annosrajaksi valitaan 0,1 msv, seulonta on hankalampaa. Noin viidesosa ylityksistä esiintyy porakaivovesissä, joissa uraanipitoisuus on alle 100 µg/l:ssa. Radonpitoisuuden 1000 Bq/l alittavissa porakaivoissa kyseisen annosrajan ylityksiä on 15 %. Vesissä, joissa uraanin massapitoisuus on alle 15 µg/l tai vastaavasti uraanin pitoisuus on alle 100 µg/l ja samanaikaisesti radonpitoisuus on alle 1000 Bq/l, ylityksiä on vielä noin10 %. Pitkäikäisten nuklidien annosylitykset aiheutuvat suurimmaksi osaksi poloniumista ja lyijystä (Taulukko 9). Noin 4 % porakaivoveden käyttäjistä käyttää sellaista vettä, missä ylittyy lyijyn ja noin 10 % sellaista vettä missä ylittyy poloniumin EU komission suosituksessa mainitut viitearvot (Taulukot 12 ja 13). Poloniumin ja lyijyn pitoisuuksien määrittäminen on huomattavasti 29
30 Taulukko 11. Satunnaisotannan (n=288) perusteella laskettu arvio niiden henkilöiden lukumääristä, joiden vuotuinen säteilyannos pitkäikäisistä radioaktiivisista aineista ( 226 Ra, 234 U, 238 U, 210 Pb ja 210 Po) yhteensä ylittää 0,05, 0,1, 0,5 ja 1 msv vuodessa niissä porakaivoissa, joissa radonpitoisuus ja/tai uraanipitoisuus on alle tietyn rajan. Jos luokassa on alle 8 havaintoa, käyttäjien lukumäärälle on ilmoitettu 95 % luottamusvälin yläraja ja tämän otannan havaintoihin perustuva arvio on suluissa. Vedestä huoneilmaan vapautuneen radonin osuutta ei ole laskettu mukaan. Aineiston rajoitusehto Koko aineisto Käyttäjien lukumäärä Annos alle 0,05 msv Annos yli 0,05 msv Käyttäjien lukumäärä Annos yli 0,1 msv Annos yli 0,5 msv Radon alle 1000 Bq/l Radon alle 300 Bq/l Radon alle 100 Bq/l Uraani alle 100 µg/l Uraani alle 15 µg/l Radon alle 1000 Bq/l ja uraani alle 100 µg/l Radon alle 1000 Bq/l ja uraani alle 15 µg/l alle (5000) alle 7000 (3000) alle 3000 (1000) alle 3000 (1000) alle 3000 (1000) alle 6000 (3000) alle 3000 (1000) alle 2000 (0) alle 2000 (0) Annos yli 1 msv alle 7000 (3000) alle 2000 (0) alle 2000 (0) alle 2000 (0) alle 3000 (1000) alle 2000 (0) alle 2000 (0) alle 2000 (0) kalliimpaa kuin radonin, radiumin ja uraanin. Tästä syystä kannattaa tutkia, olisivatko viitearvojen ( 210 Pb 0,2 Bq/l ja 210 Po 0,1 Bq/l) ylitykset helposti seulottavissa erilleen muiden nuklidien pitoisuuksien perusteella. Viitearvot vastaavat 0,1 msv vuotuista säteilyannosta. Jos lyijypitoisuus mitataan vain niistä porakaivovesistä, joiden radonpitoisuus ylittää 1000 Bq/l, löydetään suurin osa niistä käyttäjistä, joilla lyijyn viitearvo (0,2 Bq/l) ylittyy (Taulukko 12). Uraanin massapitoisuuden seulontaraja 15 µg/l ei tuo tähän uutta informaatiota. Yhdessäkään otoksen porakaivovedessä lyijypitoisuus ei ylittänyt pitoisuutta 0,6 Bq/l, mikä vastaa vuosiannosta 0,3 msv. Poloniumpitoisuuden viitearvo 0,1 Bq/l ylittyy noin 5 % porakaivovesistä, joissa radonpitoisuus on alle 1000 Bq/l (Taulukko 13). Tämä on lähes puolet kaikista 0,1 Bq/l ylityksistä. Veden radonpitoisuus 1000 Bq/l toimii siis poloniumin viitearvon ylitysten osoittimena kohtalaisen hyvin, vaikkakin huonommin kuin lyijyn osalta. Yhdessäkään porakaivovedessä poloniuminpitoisuus ei ylittänyt 30
31 pitoisuutta 0,3 Bq/l, kun veden radonpitoisuus oli alle 1000 Bq/l. Uraanin massapitoisuuden mittaaminen ei olennaisesti paranna poloniumin viitearvon ylitysten löytymistä. 3.8 Uraanin kemiallinen myrkyllisyys Euroopan yhteisössä ei ole suoraan annettu ohjearvoa uraanille. Talousvesidirektiivin viitteellinen kokonaisannos 0,1 msv vuodessa, vastaa suurin piirtein uraanipitoisuutta 100 µg /l ja se koskee ainoastaan vesilaitosvettä. Maailman terveysjärjestö WHO oli aikaisemmin päätynyt kokeellisten Taulukko 12. Satunnaisotannan (n=288) perusteella laskettu arvio niiden henkilöiden lukumääristä, joiden porakaivoveden lyijypitoisuus ylittää 0,2 ja 0,6 Bq/l (vastaten vuotuisia annoksia 0,1 ja 0,3 msv/a), kun radonpitoisuus ja/tai uraanipitoisuus on alle tietyn rajan. Jos luokassa on alle 8 havaintoa, käyttäjien lukumäärälle on ilmoitettu 95 % luottamusvälin yläraja ja tämän otannan havaintoihin perustuva arvio on suluissa. Rajoitusehto Käyttäjien Käyttäjien lukumäärä lukumäärä Lyijypitoisuus Lyijypitoisuus yli 0,2 Lyijypitoisuus alle 0,2 Bq/l Bq/l yli 0,6 Bq/l Kaikki porakaivot alle 2000 (0) Radon alle 1000 Bq/l alle 4000 (1000) alle 2000 (0) Radon alle 1000 Bq/l ja uraani alle 15 µg/l alle 4000 (1000) alle 2000 (0) Radon alle 300 Bq/l alle 4000 (1000) alle 2000 (0) Taulukko 13. Satunnaisotannan (n=288) perusteella laskettu arvio niiden henkilöiden lukumääristä, joiden porakaivoveden poloniumpitoisuus ylittää 0,1 ja 0,3 Bq/l (vastaten vuotuisia annoksia 0,1 ja 0,3 msv/a), kun radonpitoisuus ja/tai uraanipitoisuus on alle tietyn rajan. Jos luokassa on alle 8 havaintoa, käyttäjien lukumäärälle on ilmoitettu 95 % luottamusvälin yläraja ja tämän otannan havaintoihin perustuva arvio on suluissa. Rajoitusehto Käyttäjien lukumäärä Poloniumpitoisuus alle 0,1 Bq/l Käyttäjien lukumäärä Poloniumpitoisuus yli 0,1 Bq/l Poloniumpitoisuus yli 0,3 Bq/l Kaikki porakaivot alle 9000 (5000) Radon alle 1000 Bq/l alle 2000 (0) Radon alle 1000 Bq/l ja uraani alle 15 µg/l alle 2000 (0) Radon alle 300 Bq/l alle 9000 (5000) alle 2000 (0) 31
32 tutkimusten perusteella hyvin alhaiseen kemialliseen myrkyllisyyden perusteella annettuun suositusohjearvoon 2 µg/l. WHO:n uudeksi suositusohjearvoksi on kemiallisen myrkyllisyyden perusteella keväällä 2003 hyväksytty 15 µg /l (WHO 2003). Ohjearvon muutoksen perusteena on käytetty mm. suomalainen suomalaisia porakaivoveden käyttäjiä koskevan tutkimuksen tuloksia (Kurttio ym. 2002). Porakaivovesistä noin 20 % ylittää arvon 15 µg/l ja 5 % arvon 100 µg/l (Taulukko 14). Maaperän kaivoista 2 % (4 kaivoa) ylitti arvon 15 µg/l, eikä yhdessäkään kaivossa ylittynyt 100 µg/l pitoisuus. Pelkkä veden radonpitoisuuden mittaaminen ei riitä uraanipitoisuuden arvioimiseksi. Taulukon 14 mukaan noin 10 %:ssa niistä porakaivovesistä, joiden radonpitoisuus on alle 1000 Bq/l, ylittyy uraanipitoisuus 15 µg/l. Määrä on 65 % kaikista 15 µg/l ylityksistä porakaivoissa. Jos uraanin ohjearvona pidetään arvoa 100 µg/l, kolmannes ylityksistä löytyy radonpitoisuudeltaan alle 1000 Bq/l olevista vesistä. Jos uraanipitoisuudelle asetetaan yksityiskaivoja koskeva ohjearvo, onkin uraanipitoisuus määritettävä erikseen riippumatta muiden radioaktiivisten aineiden pitoisuudesta. Taulukko 14. Satunnaisotannan (n=288) perusteella laskettu arvio niiden porakaivovettä käyttävien henkilöiden lukumääristä, joiden uraanipitoisuus ylittää 2, 15 ja 100 µg/l eri radonpitoisuuksilla. Jos luokassa on alle 8 havaintoa, käyttäjien lukumäärälle on ilmoitettu 95 % luottamusvälin yläraja ja tämän otannan havaintoihin perustuva arvio on suluissa. Suurin radonpitoisuus vedessä Käyttäjien lukumäärä uraanipitoisuus alle 2 µg/l Käyttäjien lukumäärä uraanipitoisuus yli 2 µg/l uraanipitoisuus yli 15 µg/l uraanipitoisuus yli 100 µg/l Kaikki porakaivot Radon alle 1000 Bq/l alle 6000 (3000) Radon alle 300 Bq/l alle 3000 (1000) Radon alle 100 Bq/l alle 6000 (3000) alle 3000 (1000) 32
SUOMALAISEN TALOUSVEDEN LAATU RAAKAVEDESTÄ KULUTTAJAN HANAAN VUOSINA 1999 2007
Ahonen Merja H., Kaunisto Tuija, Mäkinen Riika, Hatakka Tarja, Vesterbacka Pia, Zacheus Outi, Keinänen-Toivola Minna M. Suomalaisen talousveden laatu raakavedestä kuluttajan hanaan vuosina 1999 27 Vesi-Instituutin