Naturalne promieniowanie materiałów budowlanych jest spowodowane zawartością w ich składzie pierwiastków promieniotwórczych. Najpopularniejszymi spośród nich są uran-238, tor-232 oraz potas-40. Są to pierwiastki naturalnie obecne w całej skorupie ziemskiej. W zależności od pochodzenia surowców i rodzaju produktu budowlanego, poziom promieniowania emitowanego przez elementy konstrukcyjne może się różnić. Ale z góry uprzedzamy, obecnie wyśrubowane normy wymagają stosowania produktów, które są neutralne dla ludzkiego zdrowia.
Wpływ naturalnego promieniowania na ludzkie życie
Promieniotwórczość jest naturalnym zjawiskiem w całym naszym środowisku życia. Występuje ona jednak w różnych dawkach w poszczególnych miejscach. Jak się okazuje, surowce z którymi się stykamy, charakteryzuje różnorodny poziom radioaktywności.
Promieniotwórczość naturalna jest promieniowaniem jonizującym, istniejącym wyłącznie z powodu aktywności substancji ze źródeł naturalnych. Jest to zjawisko oparte na emitowaniu i przenoszeniu na odległość energii z naturalnych, promieniotwórczych pierwiastków, które spotkamy w glebie, skałach, wodzi i powietrzu. Stanowi źródło dawki naturalnej. Promieniowanie następuje pod postacią ciepła, światła, fal elektromagnetycznych, jak też cząstek materii.
Zgodnie z opinią Naukowego Komitetu ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego (UNSCEAR), wyróżniamy cztery podstawowe źródła promieniowania naturalnego. Będzie to promieniowanie kosmiczne, promieniowanie ziemskie, wchłanianie cząsteczek radioaktywnych poprzez inhalację, czyli w czasie oddychania oraz wchłanianie promieniowania w trakcie spożywania posiłków.
Promieniowanie naturalne pochodzące z materiałów budowlanych w typowym, popularnym ich zastosowaniu jest niskie i z reguły nie stanowi żadnego zagrożenia dla zdrowia człowieka. Według analiz Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), poziom promieniowania budynków mieszkalnych nie przekracza na ogół 1 mSv/rok, co jest uważane za w pełni bezpieczną emisję.
Wyższe promieniowanie naturalne może jednak występować w obiektach budowlanych wykonanych z materiałów zawierających znaczne ilości minerałów uranu i toru, pierwiastków, które emitują radon. Jest to niebezpieczny, radioaktywny gaz mogący przenikać do powietrza w pomieszczeniach z piwnic, czy też podłóg na gruncie. Radon, szczególnie przy długotrwałym działaniu na ludzki organizm, jest uznawany za czynnik rakotwórczy.
Promieniowanie materiałów budowlanych może zwiększać uzupełnianie ich pierwotnego składu odpadami z hałd przemysłowych, takich jak popioły lotne oraz paleniskowy żużel. Są to substancje bardzo promieniotwórcze, przekraczające dopuszczalne normy, bezpieczne dla ludzkiego zdrowia.
Metody pomiaru naturalnego promieniowania
Naturalne promieniowanie do dawna znajduje się pod lupą specjalistów, którzy precyzyjnie określają jego zakres. Promieniowanie jest więc mierzone jako dawka promieniowania jonizującego, wyrażana w bekerelach na kilogram (Bq/kg) lub jako dawka promieniowania pochłoniętego przez ludzi w mikrosiwertach na rok (µSv/rok).
Bezpieczne poziomy dochodzącego promieniowania są określane na podstawie międzynarodowych standardów ochrony radiologicznej, których celem jest minimalizacja narażenia na promieniowanie jonizujące.
Dawka promieniowania w bekerelach na kilogram (Bq/kg)
Wartość Bq/kg dotyczy aktywności promieniotwórczej materiału, czyli ilości rozpadów promieniotwórczych na sekundę przypadających na kilogram materiału. W przypadku materiałów budowlanych wartość do 200 Bq/kg jest uznawana za bezpieczną i zgodną z europejskimi normami dla produktów stosowanych w budynkach mieszkalnych. Taka aktywność nie powoduje zagrożenia zdrowotnego w typowych warunkach ekspozycji.
Dawka promieniowania pochłoniętego przez ludzi w mikrosiwertach na rok (µSv/rok)
Dawka pochłonięta odnosi się do ilości promieniowania, które organizm ludzki faktycznie przyjmuje i które może wpływać niekorzystnie na zdrowie. Międzynarodowa Komisja Ochrony Radiologicznej (ICRP) rekomenduje, aby roczna dawka dla osób z ogólnej populacji nie przekraczała 1 mSv/rok (1000 µSv/rok), co obejmuje wszystkie źródła sztuczne promieniowania, poza specjalistycznym promieniowaniem medycznym i naturalnym promieniowaniem tła. W przypadku budynków mieszkalnych dąży się do tego, aby dawka pochodząca od materiałów budowlanych nie przekraczała 300 µSv/rok.
Podsumowując, dla budynków mieszkalnych używanie materiałów budowlanych o aktywności niewiele ponad 200 Bq/kg oraz narażenie na dawkę pochłoniętą nie większą niż 300 µSv/rok jest uważane za bezpieczne.
Przykładowe wartości promieniowania naturalnego wybranych materiałów budowlanych
Beton komórkowy i silikaty to materiały o najniższym stopniu promieniowania naturalnego, około 20 Bq/kg. Jednak szary, popiołowy beton komórkowy osiąga wynik około 90 Bq/kg.
Ceramika, czyli cegły, pustaki i płytki ceramiczne to około 50 Bq/kg.
Beton tradycyjny około 24 Bq/kg, ale wskaźnik może być inny, w zależności od ostatecznego składu surowców.
Keramzytobeton 36 Bq/kg, ale tutaj też wartości mogą być nieco inne, ze względu na szerokie spektrum naturalnych minerały używanych w procesie produkcji).
Źródłem naturalnego promieniowania mogą być też materiały izolacyjne wykorzystywane w budownictwie. Jednak styropian osiąga wartość 0 Bq/kg. Praktyczny brak promieniowania wiąże się z faktem, że jest to materiał sztuczny.
Wełna mineralna z kolei może osiągać aktywność na poziomie 10-50 Bq/kg. Jest to oczywiście nadal bardzo niskie promieniowanie, ale jego wysokość zależy od surowców skalnych użytych w produkcji.
Oczywiście, wszystkie powyższe materiały mogą posiadać wskaźniki aktywności przekraczające nawet 100 Bq/kg, co i tak nadal jest bezpiecznym poziomem naturalnego promieniowania. Kłopot z właściwym, określonym laboratoryjnie rozmiarem wskaźników naturalnej promieniotwórczości materiałów budowlanych wiąże się z ostatecznym składem. W mieszance mogą zaistnieć surowce w postaci dodatków pochodzenia przemysłowego, jak popiół czy żużel. Istotne jest więc używanie receptur produkcyjnych w taki sposób, żeby materiał budowlany nie przekraczał wartości ponad 200 Bq/kg.
Konsekwencje dla zdrowia ze strony promieniowania naturalnego
Długotrwałe przebywanie, czyli mieszkanie lub pracowanie w budynkach wykonanych z materiałów o podwyższonym poziomie promieniowania może podwyższać dawkę promieniowania pochłoniętą przez organizm. Wiemy, że jest to sposób na zwiększenie ryzyka wystąpienia chorób nowotworowych. Nie obawiajmy się jednak. Zdecydowana większość istniejących budynków jest wykonana z materiałów o bezpiecznym poziomie promieniowania, zgodnym z normami budowlanymi.
W praktyce jednak, szczególnie w przypadku starych budynków warto zwracać uwagę na rodzaj zastosowanych w obiekcie materiałów budowlanych oraz kontrolować jakość powietrza w pomieszczeniach, zwłaszcza jeśli występuje podejrzenie wystąpienia podwyższonego poziomu radonu w obiekcie.
Pamiętajmy też, ze promieniowanie naturalne w budynku nie musi być związane z aktywnością materiałów budowlanych. W przypadku radioaktywnego i trującego radonu ważny jest grunt, a dokładnie jego przepuszczalność dla gazów i cieczy. W warstwie gruntu ważną rolę odgrywają szczeliny międzywarstwowe, pustki krasowe, płaszczyzny uskokowe, czy przejawy tektoniki fałdowej.
Dla promieniowania naturalnego istotne są też panujące warunki meteorologiczne, a szczególnie ciśnienie atmosferyczne, wilgotność powietrza, moc oraz kierunek wiatru. Aktywność promieniowania mogą też potęgować parametry budynku, takie jak rodzaj fundamentów, układ warstw posadzki oraz zastosowane okładziny podłogowe.
