Podsycanie obaw społecznych ogólnie przed promieniowaniem, może powodować niekoniecznie uzasadnione obawy również przed promieniowaniem naturalnym. Niniejszy artykuł stanowi analizę publikacji na temat naturalnie występującego gazu, jakim jest radon, a także jego wpływu na człowieka. Wiedza ta pochodzi z renomowanych czasopism, również o zasięgu międzynarodowym.
CZYM JEST RADON?
Radon (Rn) jest bezwonnym, także bezbarwnym, radioaktywnym gazem. Występuje w sposób naturalny, a więc może z łatwością przenikać do atmosfery. Produkty radonu (naładowane elektrycznie jony) przyłączają się do cząstek pyłu, które mogą być wdychane, a także osadzane w płucach, głównie na powierzchni nabłonka oskrzeli [2]. Ze względu na stosunkowo wysoką rozpuszczalność, radon może także trafiać do wody pitnej i żywności.
Radon tworzy się w rzeczywistości podczas rozpadu uranu i toru do stabilnego ołowiu, znanych jest 39 izotopów radonu [1]. Najstabilniejszym, z czasem połowicznego rozpadu 3,8 dnia jest przy tym 222Rn. Jest on także najpowszechniejszym izotopem promieniotwórczym w budynkach.
RADON W BUDYNKACH
Tymczasem, Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (U.S. EPA) oszacowała wartość stężenia radonu w budynkach, powyżej którego należy podjąć działania obniżające jego poziom. Wartość ta wynosi faktycznie 148 Bq/m3. U.S. EPA radzi, aby domownicy ograniczali poziom radonu w swoich domach jeżeli przekracza on już połowę tej wartości (74 Bq/m3). Jednak faktem jest że na dużej części obszarów na świecie stężenia radonu w powietrzu poza budynkiem znacznie przekracza wartość 148 Bq/m3. Co więcej, mieszkańcy tych regionów nie wykazują podwyższonych objawów chorobowych (popromiennych). W związku z tym oszacowania U.S. EPA są często kwestionowane [1].
Jako przykład, na wyspie Guan, zakres stężenia radonu w budynkach zawiera się w granicach 148 Bq/m3 ÷ 13 000 Bq/m3. W wyniku przeprowadzonych badań szacuje się, że 2/3 mieszkańców wyspy może być stale narażonych na stężenia radonu w budynkach powyżej standardu U.S. EPA [1]. Natomiast w Stanach Zjednoczonych 95% przebadanych domów miało poziom radonu poniżej 148 Bq/m3 [3].
STĘŻENIE RADONU W POLSCE
Zacznijmy od tego że w latach 2008-2009 przeprowadzono badania stężenia radonu w Polsce w 132 budynkach [4]. Każdy z domów był w rzeczywistości wyposażony w wentylację grawitacyjną. Średnie miesięczne (średnia arytmetyczna) wartości stężenia radonu wewnątrz budynków przedstawiono na wykresie poniżej. Najniższe wartości, około 130 Bq/m3 występują w okresach letnich, natomiast najwyższe jesienią z wartością około 240 Bq/m3. W Sudetach ilości radonu w skałach są wyższe niż w pozostałej części Polski, dlatego na wykresie osobne słupki reprezentują dane zebrane w Sudetach.
Wykres pokazuje, że średnie miesięczne wartości stężenia radonu są (średnio dla Polski) nieco wyższe niż często kwestionowane oszacowania U.S. EPA. Warto jednak podkreślić, że powietrze w budynkach wyposażonych w wentylację grawitacyjną wymienia się dużo mniej skutecznie, niż w przypadku wentylacji mechanicznej nawiewno- wywiewnej. Można więc się spodziewać, że budynki, w których występuje wentylacja mechaniczna będą charakteryzować się niższymi wartościami radonu wewnątrz.
W raporcie [4] stwierdza się ostatecznie, że obecny standard U.S. EPA w wysokości 148 Bq/m3 dla poziomu radonu w budynkach jest zbyt konserwatywny i niepotrzebnie promujący instalowanie systemów mających ten radon ograniczyć.
RADON A CHOROBY NOWOTWOROWE
Na wspomnianej wyspie Guan poza badaniami stężenia radonu w budynkach, sprawdzono również jak rozkłada się zachorowalność na raka płuc. Pomimo, że wyższe stężenia radonu w budynkach występują na północnej części wyspy, to właśnie w tych rejonach mieszkańcy rzadziej chorują na raka płuc.
Bardzo ciekawe wnioski płyną również z badań przeprowadzonych w Stanach Zjednoczonych. Badanie obejmowało właściwie 89% populacji U.S.A. Wśród ludzi żyjących w domach o wyższej niż przeciętna koncentracji radonu w powietrzu śmiertelność z powodu raka płuc była poniżej przeciętnej [5].
W Chinach natomiast mierzono przez jeden rok poziom radonu w domach kilkuset kobiet z rakiem płuc oraz w domach podobnej liczby kobiet zdrowych. Wyniki wskazują, że kobiety, które mieszkały w domach o podwyższonym poziomie radonu (ponad 350 Bq/m3) miały o 30% niższe ryzyko zachorowania na raka płuc niż mieszkanki domów o niższym poziomie radonu (w zakresie 4 ÷70 Bq/m3) [5]. Podobnie, brak pozytywnej korelacji pomiędzy rakiem i poziomem radonu w mieszkaniach znaleziono w badaniach przeprowadzonych w Japonii, Kanadzie, Szwecji, Danii, Finlandii, Francji i Wielkiej Brytanii [5].
RADON NA TLE ZNANYCH CZYNNIKÓW CHOROBOTWÓRCZYCH
Palenie tytoniu jest z pewnością najczęstszą przyczyną raka płuc i bezpośrednio odpowiada za około 90% zachorowań [6]. Często pojawia się argument, że radon jest dotychczas drugą, po paleniu tytoniu, przyczyną zachorowań na raka płuc. Jednak analiza raportu BEIR VI pokazuje, że radon jest odpowiedzialny tylko za 1,3% całkowitej ilości raka płuc. Duże stężenie radonu równolegle z paleniem papierosów może zwiększyć o 12% całkowitą ilość zachorowań na raka płuc, ale tylko w tej kombinacji może być drugą przyczyną zachorowań na raka płuc [6]. Warto wspomnieć, że także wdychanie innych materiałów środowiskowych, które powodują przewlekłą chorobę płuc, może zwiększać ryzyko raka. Jako przykład, wdychanie dużych ilości cząstek sadzy powoduje taką samą odpowiedź organizmu jak wdychanie spalin samochodowych (diesel). Sugeruje to więc, że jakikolwiek wysoki poziom „zanieczyszczeń” w płucach, może zwiększać ryzyko raka płuc. Co ciekawe, małe dawki promieniowania na przykład z wdychanego radonu tłumią choroby wywołujące zapalenie [6].
PODSUMOWANIE – RADON A CZYNNIKI CHOROBOTWÓRCZE
Podsumowując, powołując się na wyniki badań [6], ekspozycja na radon w niskich dawkach nie podwyższa częstości zachorowań raka. Jednak jeżeli wysokiemu stężeniu radonu towarzyszy inny czynnik (np. palenie papierosów), częstotliwość zachorowania na raka płuc rośnie, podczas gdy niskie stężenia promieniowania zmniejszają ryzyko zachorowania na raka płuc. Kwestię tego co jest wysoką, a co niską dawką omówiono pokrótce w dalszych rozdziałach.
Aby zapoznać się z mapami radonowymi dla większości krajów, zajrzyj na stronę:
https://www.mclaughlincentre.ca/research/map_radon/Index.htm
PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE NA ŚWIECIE
Promieniowanie jonizujące to wysyłanie, a także przenoszenie energii. To również wywołanie zmian elektrycznych w materii – wytwarzanie w elektrycznie obojętnym środowisku cząsteczek obdarzonych ładunkiem elektrycznym [7].
Najpierw warto zdać sobie sprawę, że promieniowanie było zawsze. Istniało zarówno w trakcie powstawania Ziemi, jak i obecnie i i będzie też występować w przyszłości. Na co dzień oddziałuje na nas promieniowanie z kosmosu, promieniowanie pochodzące z substancji radioaktywnych znajdujących się w skorupie ziemskiej, w powietrzu – w całym otaczającym nas środowisku, a także we wszystkich organizmach żywych. Są to wszakże tzw. naturalne źródła promieniowania.
Promieniowanie jonizujące kojarzy się raczej z zagrożeniem dla człowieka i środowiska. A przecież jodem promieniotwórczym leczy się raka tarczycy, bez obaw poddajemy się badaniom rentgenowskim, tomograficznym, mammograficznym. Wykorzystujemy również promieniowanie jonizujące w przemyśle czy nauce.
Tymczasem, średnia wartość promieniowania jonizującego przypadającego na mieszkańca Ziemi wynosi 2,5 mSv/rok [milisiwert/rok].
Należy pamiętać, że istnieją rejony na Ziemi, gdzie naturalne promieniowanie jest od 100% do 1 000% wyższe od średniego poziomu światowego. Nie stwierdzono tam epidemii nowotworów popromiennych, a raczej zmniejszenie ich częstości [7]. Dodatkowo, dawka życiowa średniego poziomu promieniowania wynosi 175 mSv. Dla przykładu średnia dawka życiowa w Norwegii to 365 mSv (ponad 2 razy wyższa niż średnia światowa). Mieszkańcy niektórych województw w Norwegii otrzymują życiową dawkę promieniowania 1 500 mSv (ponad 8 razy większą), natomiast w Indiach – 2 000 mSv (ponad 11 razy wyższą). W Iranie – ponad 3 000 mSv (ponad 17 razy wyższa). Na przykład miasto Ramsar (Iran) – 17 000 mSv (prawie 100 razy wyższa!). Mieszkańcy tego terenu nie wykazują zwiększonej zachorowalności na nowotwory i inne schorzenia, wręcz przeciwnie – niektórzy z nich osiągają wiek nawet 110 lat [7].
WPŁYW MAŁYCH DAWEK PROMIENIOWANIA NA CZŁOWIEKA
HORMEZA RADIACYJNA
Raport Komitetu Naukowego Narodów Zjednoczonych ds. skutków Promieniowania Atomowego (UNSCEAR) z 1994r wskazuje tymczasem, że poniżej pewnego progu dawki promieniowania nie ma zauważalnego zwiększenia zachorowań na nowotwory złośliwe. Dodatkowo, małe dawki, takie jakie spotykamy w warunkach normalnych, mogą wywoływać skutki pożyteczne dla organizmu [7]. Zjawisko to w efekcie nazwano hormezą radiacyjną.
Hormeza jest zjawiskiem dualnej reakcji układu na dawkę, polegającym na stymulowaniu organizmu w zakresie małych dawek (np. promieniowania), a także hamowaniu jego funkcji życiowych w obszarze dużych dawek [8].
Raport Paryskiej Akademii Nauk i Narodowej akademii Medycznej z 2005 r. podkreśla, że nie istnieją przekonujące dane, które wskazywałyby na efekty rakotwórcze przy jednorazowych dawkach poniżej 100 mSv zarówno dla dzieci, jak i dorosłych.
U ssaków hormeza radiacyjna zwiększa reakcje obronne przeciw chorobom nowotworowym i zakaźnym, podwyższa również długowieczność i poprawia płodność [7].
Niskie dawki promieniowania to, notabene, poniżej 200mSv [9].
Małe dawki promieniowania są również stosowane, na razie eksperymentalnie, przy terapii raka. Przeżywalność pacjentów w zaawansowanym stadium białaczki wynosiła po czterech latach od terapii 74% dla terapii małymi dawkami promieniowania, a także 52% dla chemioterapii. Wyniki innych badań, gdzie stosowano zarówno chemioterapię jak i naświetlanie ciała małymi dawkami dały jeszcze lepsze efekty. Mianowicie, przeżywalność na poziomie 84% i 50% dla samej chemioterapii.
LINIOWY MODEL BEZPROGOWY
Poglądem przeciwnym do hipotezy hormezy radiacyjnej jest natomiast liniowy model bezprogowy (ang. LNT- Linear No-Treshold). Według tej teorii promieniowanie jest szkodliwe zawsze, natomiast stopień szkodliwości zależy liniowo od wielkości dawki (Rys. 4). Według tej hipotezy efekty popromienne (skrócenie długości życia, nowotwory złośliwe, uszkodzenia genetyczne) obserwowane przy dużych dawkach występują zawsze, nawet w obszarze dawek małych.
Należy pamiętać, że hipoteza liniowa jest oparta w większości o badania epidemiologiczne osób ocalonych z ataków atomowych na Hiroszimę i Nagasaki. Osoby te zostały napromieniowane dawkami sięgającymi mianowicie 6 000 milisiwertów (mSv). Nowotwory popromienne pojawiają się po dawkach jednorazowych setki i tysiące razy wyższych niż naturalna dawka promieniowania [7].
Bezprogowa hipoteza liniowa (LNT) została zaakceptowana przez rząd USA, ponieważ znacznie upraszczała tworzenie przepisów ochrony osób narażonych zawodowo. Zastosowanie hipotezy liniowej w praktyce (przy ochronie osób narażonych zawodowo) nie wiązało się początkowo również z nadmiernymi kosztami społecznymi. Jednak w latach ’70 hipoteza LNT rozpowszechniła się na narażenie ogółu ludności, a w latach ’80 również na narażenie od naturalnych źródeł promieniowania.
Bezprogowa hipoteza liniowa rozpowszechniała się właściwie krótko po prowadzonych próbach jądrowych w atmosferze i w okresie szaleńczego wyścigu zbrojeń atomowych. Rozpowszechnienie tej hipotezy poruszyło opinię publiczną i pomogło doprowadzić do załagodzenia polityki atomowej. Model LNT został przyjęty. Jednak zasada bezprogowego oddziaływania promieniowania pozostaje nadal jedynie quasi – administracyjnym założeniem i nie jest zasadą naukową.
Żadnej hipotezy (LNT czy hormezy radiacyjnej) nie można nazwać „faktem”, a jedynie hipotezą, teorią, modelem, koncepcją. Dzieje się tak, gdyż tak naprawdę żadna nie została do końca wyjaśniona i dowiedziona.
PODSUMOWANIE
Warto lepiej poznać otaczający nas świat i zjawiska w nim zachodzące, gdyż im mniej o nim wiemy tym większy budzą w las lęk. Przekonanie, że nawet minimalne dawki promieniowania jonizującego mogą wywoływać negatywne skutki, budzi w nas strach, a ten może doprowadzić do zaburzeń chorobowych. Na Ukrainie czy Białorusi milion lub dwa miliony osób cierpi na choroby o podłożu psycho- somatycznym w wyniku stresu poczarnobylskiego [8].
Pamiętajmy, że wszystkie organizmy żywe rozwinęły się w warunkach stałej ekspozycji na promieniowanie jonizujące. We wczesnych etapach było ono wyższe niż obecnie. Pierwotne organizmy musiały rozwinąć mechanizmy obronne przeciw szkodliwym skutkom promieniowania. Był to niezbędny warunek do przetrwania. Prawdopodobnie, zaczęły one równolegle wykorzystywać radiację dla swojego dobra.
Klucz do poczucia bezpieczeństwa jest w naszych rękach. Umiejętność rzeczywistej oceny sytuacji, analityczne myślenie i na tej podstawie podejmowanie osobistych decyzji.
LITERATURA
[1] Gary R.W. Denton, Sara Namazi, Indoor Radon Levels and Lung Cancer Incidence on Guam, Water & Environmental Research Insitute of the Western Pacific, University of Guam, UOG Station, Mangilao, Guam 96923, USA [2] M. Eisenbud, A.S. Paschoa, Environmental Radioactivity, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A280 (1989) 470-482 North-Holland, Amsterdam [3] Andrew M. Zarnke, Sujeenthar Tharmalingam, Douglas R. Boreham, Antone L. Brooks, BEIR VI radon: The rest of the story, Chemico-Biological Interactions. [4] K. Kozak, J. Mazur, B. Kozłowska, M. Karpińska, T.A. Przylibski, K. Mamont-Cieśla, D. Grządziel, O. Stawarz, M. Wysocka, J. Dorda, A. Żebrowski, J. Olszewski, H. Hovhannisyan, M. Dohoja, J. Kapała, I. Chmielewska, B. Kłos, J. Jankowski, S. Mnich, R. Kołodziej, Correction factors for determination of annual average radon concentration in dwellings of Poland resulting from seasonal variability of indor radon, Applied Radiation and Isotopes 69 (2011) 1459 – 1465 [5] Karol Wojtkowski, Dobroczynne promieniowanie jonizujące. Metody i techniki jądrowe, Uniwersytet Warszawski- Fizyka. Politechnika Warszawska – Fizyka Techniczna [6] M. Eisenbud, A.S. Paschoa, Environmental Radioactivity, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A280 (1989) 470-482 North-Holland, Amsterdam [7] Karol Wojtkowski, Dobroczynne promieniowanie jonizujące. Metody i techniki jądrowe, Uniwersytet Warszawski- Fizyka. Politechnika Warszawska – Fizyka Techniczna [8] Ludwik Dobrzyński , Hormeza- zjawisko powszechne i powszechnie nieznane, Instytut Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu w Białymstoku oraz Instytut Problemów Jądrowych im. A. Sołtana. [9] K. W. Fornalski, L. Dobrzyński, Radon a ryzyko raka płuc, PTJ VOL.57 Z.3 2012