PROGETTO PER L’INDIVIDUAZIONE DI AREE A “RISCHIO RADON” IN ABRUZZO 2005-2007

PRIMI RISULTATI

PROGETTO PER L’INDIVIDUAZIONE DI AREE A “RISCHIO RADON” IN ABRUZZO 2005-2007

PRIMI RISULTATIGruppo di lavoro interdipartimentale coordinato dal Dipartimento

di Pescara - Settore Fisico-Ambientale - Centro di Riferimento

Regionale per la Radioattività Ambientale

presentazione a cura di Sergio Palermi

Individuazione delle radon-prone areas

D.Lgs 241/2000 (96/29 EURATOM)- Le regioni devono provvedere entro il 31/8/2005 alla “individuazione delle aree ad elevata probabilità di alte concentrazioni di attività di radon”. - Limiti di azione per risanamento nei luoghi di lavorosotterranei con obbligo di sorveglianza :

500 Bq/m3 per:_ Tunnel, sottovie, grotte, metropolitane, interrati, fogne._ Seminterrati e piani terreni solo in determinate aree

individuate dalle regioni.

PROBLEMA:non esistono criteri ufficiali per la progettazione di campagne di misura per l’identificazione delle radon prone areas;

criteri che avrebbe dovuto fornire (entro febbraio 2002) la “Sezione speciale della Commissione tecnica per le esposizioni a sorgenti naturali di radiazioni” esplicitamente prevista dall’art. 10-septies del citato D.Lgs. 241/00, da istituirsi nell’ambito della Commissione tecnica per la sicurezza nucleare e la protezione sanitaria dalle radiazioni ionizzanti di cui all’art. 9 del D.Lgs. 230/95.

Come noto, a tutt’oggi, le regioni non dispongono ufficialmente di uno strumento tecnico che fornisca indicazioni univoche sulle strategie da adottare nell’individuazione delle aree a rischio radon.

Individuazione delle radon-prone areas

Caratteristiche Geologiche del territorio Abruzzese

Radon e Caratteristiche Geologiche del Territorio Abruzzese

In Abruzzo i gruppi montuosi appenninici sono in prevalenza di natura carbonatica(calcari, dolomie e marne di etàmesozoica). La fascia collinare/litoranea ècaratterizzata da argille, sabbie e sedimenti alluvionali. Numerosi sono i meccanismi di migrazione ed i fattori che influenzano la migrazione del radon verso la superficie, tra cui, nella nostra regione, giocano probabilmente un ruolo importante il carsismo e i sistemi di faglie e fratture.

I dati “storici” (650 in totale) sono stati georeferenziati, validati uno per uno e, ove necessario, corretti per trarne valori medi annui (vedi oltre per i coefficienti di normalizzazione) Tali dati sono stati inseriti in un database informatico appositamente predisposto, con tutte le informazioni contenute nelle vecchie schede cartacee relative a ciascun sito. Lo stesso database ora contiene tutti i dati raccolti nel corso del progetto.Il database è collegato ad ARCVIEW GIS e consente tutte le elaborazioni/visualizzazioni necessarieLe elaborazioni di calcolo (analisi statistiche, mappe etc.) sono state realizzate con Excel e altri software specialistici (SYSTAT, STATISTICA, SURFER)

“Recupero” dei dati relativi alle vecchie campagne di misura sul territorio

DATI STORICI: Indagine Nazionale Radon, 1991-92: comuni abruzzesi interessati

Pescara partecipò alla campagna in quanto unico comune con pop.>100000 ab., mentre tra i 6 comuni

scelti a caso, 5 sono in provincia dell’Aquila

DATI STORICI: Campagna di misure negli asili, 1993-1994, quadro riassuntivo per provincia.

il fatto che la maggior parte degli asili siano a piano terra spiega ilvalore medio più alto rispetto all’Indagine Nazionale Radon(66,5 rispetto a 60,8 Bq/m3)

Campagna Radon attualmente in incorso in Abruzzo

In convenzione con la Regione, nel 2005 è stata avviata da ARTAAbruzzo una campagna di misure finalizzata all’individuazione delle “aree a rischio radon”Circa 2200 abitazioni da monitorare nei 305 Comuni (per 1500 si hanno già i risultati)Misure georeferenziate mediante sistema GPS (lat, lon, altituidine)Schede di caratterizzazione delle abitazioni (modello APAT semplificato)

- Locale di posizionamento dosimetri (in genere più di uno, anche su piani diversi)

- Classe litologica di appartenenza del sito- Tecniche di costruzione e materiali impiegati- Volumi degli ambienti / tipologia di aerazione / condizionamento /

isolamento termico / gas / condutture idriche / ecc.

Sistema di misura

Sistema di lettura automatico di tracce su CR 39, con microscopio e fotocameracomputerizzati, già impiegato da APAT, ISS e varie Regioni (TASL)Rivelatori passivi a tracce CR 39 (Columbia Resine 1939) che, previo idoneo trattamento chimico, evidenziano le tracce di interazione lasciate dalle particelle α nel mezzo

STRATEGIA DI CAMPIONAMENTO: SECONDO UN GRIGLIATO REGOLARE

CELLE 6X6 KM CIASCUNA SUDDIVISA IN 9 CELLE2 X 2 KM

OGNI PUNTO RAPPRESENTA UN SITO DI MISURA “ABITATIVO”

Le celle 6x6 costituirannoLe Unità Geografiche diAnalisi (UGA)

In alternativa, utilizzeremoi territori comunali

Quadro riassuntivo della distribuzione dei dosimetri (1^ fase già conclusa - posizionati entro il 03/01/07 e ritirati per la lettura entro il 10/06/07) .

QUADRO COMPLESSIVO DEI DATI ANALIZZATI (1892 SITI, COMPRESI QUELLI “STORICI”)

SCUOLE/ASILI; 530

ABITAZIONI; 924

LUOGHI DI LAVORO; 143

PUBBLICI ESERCIZI /

LOCALI PUBBLICI; 53

CANTINE / DEPOSITI /

ARCHIVI / LOCALI TECNICI ETC.;

245

1647 AMBIENTI “ABITATIVI”

245 AMBIENTI “NON ABITATIVI” (ERRORI DI POSIZIONAMENTO)

estate

inverno

CCR =

Analisi dati: procedure di normalizzazione

normalizzazione stagionale(R calcolato dalla campagne “storiche”

basate su dati stagionali)In realtà la maggior parte delle

misure copre un intero anno, per cui l’impatto di tale normalizzazione è molto

limitato

Rapp = 1,65(per la zona appenninica/subappenninica)

Rcoll = 1,32 (per la zona collinare/litoranea).

In cui ns e nw sono i mesi

estivi e invernali occupati

dalla misura

Analisi dati: procedure di normalizzazionenormalizzazione rispetto al piano terra

Coefficienti K i→0 calcolati dal set di dati completo (tutte le campagne di misura)

K (1→0) = 1,55K (2→0) = 1,83K (-1→0) = 0,80

55.2

44.3

28.624.2

0

10

20

30

40

50

60

-1 0 1 2 o sup.

53

1179

328

870

200

400

600

800

1000

1200

1400

-1 0 1 2 o superiori

GM di piano

n. siti monitoratiper piano

65 70Provincia

10

100

1000

RN

_C0

AQ TE PE CH

Bq/m3

Concentrazioni medie (AM e GM) per provincia -valori normalizzati a piano terra

86.8

57.247.1

61.560

42.635.5

43

0

25

50

75

100

AQ TE PE CH

AM GM

Mediane e quartili

Analisi dati: IPOTESI DI DISTRIBUZIONE LOG-NORMALE

OVVERO: distribuzione NORMALEdei logaritmi dei dati

22

4)(

2DRRRRR outmisoutmis

trasf +−

+−

=

Test di normalità soddisfatti per Rout=10 Bq/m3

e D=4.85 Bq/m3

La distribuzione trasformata ha una varianza maggiore di quella originariaIn termini di GSD: da 2,16 a 2,58

Sotto: distribuzione delle medie di cella 2x2 km

Analisi dati: SCHEMA DI INFERENZA “BAYESIANA”

In parole povere: se la numerosità campionaria è insufficiente, èpossibile “irrobustire” le stime della media e della varianza di

ciascuna unità geografica di analisi (UGA: cella 6x6 o territorio comunale) utilizzando informazioni tratte dal complesso dei dati a

disposizione (attraverso l’analisi della varianza sulla base di modelli lineari gerarchici)

Analisi dati: SCHEMA DI INFERENZA “BAYESIANA”

ni : numero di misure nella nella i-esima unità geografica di analisiln(Rij): log. nat. della j-esima misura nella i-esima unitàgeografica di analisiln(GMi): log. nat. della media geometrica delle misure nella i-esima unità geografica di analisi

μ : grand mean dei ln(Rij)κ2 : varianza caratteristica dei ln(Rij) entro le unità geografiche (“varianza entro gruppi”)σ2 : varianza dei ln(GMi): (“varianza tra gruppi”)

Premessa: si lavora con i logaritmi naturali delle concentrazioni di attività di radon R normalizzate a piano terra, la cui distribuzione si suppone normale (previa eventuale sottrazione di Rout)

questi parametri si stimano con l’analisi della varianza

ijiijR εβμ ++=)ln( β ~ N(0, σ2); ε ~ N(0, κ2)

dopo di che si calcolano le medie ”aggiustate” ln(GMistimato)

e le relative varianze Vi2

Analisi dati: SCHEMA DI INFERENZA “BAYESIANA”

Empirical bayes / bayes point estimate

Il rapporto κi2 /σ2 dà il numero di misure

“virtuali” nella i-esima UGA il cui esito èμ e che bilanciano le ni misure reali da cui si calcola ln(GMiii

oss)

pnpn

i

iossii +

+=

22,2 κκ

κ

procedura di “shrinkage” percalcolare κi

2 della i-esima UGA(p=12)

Analisi dati: SCHEMA DI INFERENZA “BAYESIANA”l’inferenza bayesiana è stata applicata separatamente su

due distinti domini geografici (omogenei al loro interno da un punto di vista geomorfologico e climatico)

il dominio litorale/collina

e il dominio appennino/subappennino

Analisi dati: SCHEMA DI INFERENZA “BAYESIANA”La procedura è stata applicata, separatamente per ciascun dominio, due volte, con scelte diverse dell’unità geografica di analisi (UGA):

Scegliendo i comuni come UGA si ottengono valori più bassi di κ2/σ2

in particolare per il territorio appenninico

κ2/σ2 CELLE 6X6

COMUNI

APPENNINO 12,7 6,0COLLINA

- LITORALE8,8 7,2

MIGLIORA LA CAPACITA’DEL MODELLODI “INTERPRETARE” I DATI

Analisi dati: INDIVIDUAZIONE AREE A RISCHIO RADONDopo aver stimato, con l’inferenza bayesiana, GM e GSD di ciascunaUGA (sia nel caso di suddivisione del territorio regionale in celle 6x6 che in Comuni), si procede alla stima della percentuale attesa di abitazioni in cui la concentrazione di attività di Radon supera una certa soglia X (posta a 200 Bq/m3)

200 Bq/m3

ln(GM)

ln(GSD)

RISULTATI: territorio suddiviso in comuni (solo siti abitativi)

RISULTATI: territorio suddiviso in comuni (solo siti abitativi)

RISULTATI: territorio suddiviso in CELLE 6X6 (solo siti abitativi)

Proviamo a recuperare i siti non abitativi… (1892 dati)

Balsorano, Rocca di Mezzo, Rocca di Cambio, San Demetrio e Lama dei Pelignientrerebbero nel club degli “over 20%” Insieme a Schiavi d’Abruzzo

Analisi dati: APPROCCIO ALTERNATIVO CON METODI GEOSTATISTICI

Queste tecniche consentono di interpolare la grandezza di interesse su tutto il dominio spaziale (il territorio regionale), anche in quelle aree in cui non ci sono misure.Si basa sulla modellizzazione del “variogramma” basato sui dati sperimentali.- nugget = 0.4- modello lineare con pendenza 1,1 10-6

- modello gaussiano con sella = 0,12 ; range = 5000 m.

Analisi dati: APPROCCIO ALTERNATIVO CON METODI GEOSTATISTICI

Cosa emerge da questi primi risultatiC’è una sostanziale diversificazione nelle concentrazioni di radon tra area costiera/collinare e area appenninica, dovuta a fattori geologici e climaticiNell’area appenninica c’è una forte variabilità dei valori, anche tra siti vicini. Maggiore omogeneità nell’area collinareAl di là di zone molto circoscritte in cui ci sono residui di antica attività vulcanica (Oricola/Carsoli, Raiano-Goriano, Pescosansonesco) un ruolo preminente sembra giocato dal carsismo (altopiano delle Rocche/S.Demetrio etc), dai sistemi di faglie/fratture (p.es. marsica occidentale e meridionale) e dal termalismo (Caramanico, in connessione con una formazione gessoso-solfifera)Punti interrogativi: Schiavi d’Abruzzo? (e non solo)

Sviluppi futuri (e lavori in corso)- completamento della campagna di misure (entro estate

2008)- studi di dettaglio nelle aree a rischio già individuate- applicazione di tecniche di Spatial Scan Statistics per

l’individuazione e la verifica di significatività di cluster con alti valori di radon indoor, sulla base del superamento di una certa soglia (p.es. 200 Bq/m3) neivalori campionari (statistica di Poisson).

- approfondimento tecniche bayesiane e geostatistiche

GRAZIE PER L’ATTENZIONE