CARATTERISTICHE DEL RADON E SUE INTERAZIONI SULL'ORGANISMO

• Il radon dal punto di vista chimico e fisico
• Effetti del radon e dei suoi derivati sulla salute
• Studi compiuti sui minatori delle miniere d'uranio
• Danni ai polmoni provocati dal radon

IL RADON DAL PUNTO DI VISTA CHIMICO E FISICO

Il radon è un gas radioattivo naturale, prodotto dal decadimento dell’uranio e del torio. Questi elementi si possono trovare nella terra e nella roccia sottostante, in percentuale diversa a seconda della geologia del terreno. In entrambe le catene di decadimento di uranio e torio, viene prodotto un elemento di nome RADON.

Il radon ha numero atomico 86 ed é il gas nobile più pesante.

Esistono tre isotopi del Rn provenienti dal decadimento di elementi diversi: ²³⁸U, ²³⁵U e ²³²Th che danno rispettivamente ²²²Rn - ²¹⁹Rn ( actinon ) - ²²⁰Rn ( thoron ).

Radon - thoron - actinon hanno periodi radioattivi molto diversi (3,8 giorni per radon, 55 secondi per il thoron e 3,96 secondi per actinon ) e quindi un atomo di radon può muoversi a distanze considerevoli. Se la roccia è compatta, tuttavia, il radon subirà un processo di decadimento al suo interno, nello stesso luogo dove si è generato.

Solo in casi in cui vi sia la possibilità che il gas dal suolo si diffonda rapidamente

(zone fratturate o a elevata porosità ), il Radon potrà raggiungere la superficie, potendo anche interagire con l’organismo umano.

E’ per questa ragione che la catena di decadimento del ²³⁸U è considerata la più importante in termini di attività alfa ambientali.

Benché la sua scoperta risalga all’inizio del ‘900 con lo studio della famiglia radioattiva dell’uranio, solo nella seconda metà di questo secolo viene identificato il radon come inquinante indoor. E’ infatti in questo periodo che viene dimostrato che esiste un collegamento causa - effetto tra concentrazione di Rn e cancro polmonare. Negli Stati Uniti si scopre che il Rn si scioglie in acqua (v. tabella) e inoltre vengono fissati dei valori soglia per l’aria.

Nel 1984, grazie a una scoperta casuale, si rilevano livelli di Rn elevati all’interno delle case in alcuni punti caldi ( hot - spots ) negli Stati Uniti.

CARATTERISTICHE FISICHE DEL ²²²Rn

Il Rn è chimicamente inerte ed emettendo particelle alfa non costituisce un pericolo rilevante, se l’irraggiamento così provocato proviene dall’esterno del corpo.

Tuttavia, si è potuto vedere che il Rn decade

in una serie di radionuclidi ²¹⁸Po, ²¹⁴Pb, ²¹⁴Bi, ²¹⁴Po, ²¹⁰Bi , ²¹⁰Po e ²⁰⁶Pb la cui reattività chimica li porta a legarsi con il pulviscolo atmosferico. Quest’ ultimo, una volta inspirato, si fissa alle mucose polmonari.Tessuti delicati e non protetti si trovano in immediato contatto con gli isotopi radioattivi emettitori di particelle alfa, il cui irradiamento risulta perciò pericoloso.

ARGOMENTO TRATTATO DALLA PROF. BOSCO PAOLA E CURATO DAGLI STUDENTI RAINONE MARCO, ESPERTI ANDREA E PEDERZOLLI ALESSANDRO

EFFETTI DEL RADON E DEI SUOI DERIVATI SULLA SALUTE

Ogni anno, negli Stati Uniti, avvengono circa 200.000 decessi per cancro ai polmoni.

Nel corso degli anni, i decessi dei maschi sono iniziati a decrescere, mentre quelli delle donne ad aumentare. Circa 150.000 casi sembrano essere dovuti al fumo, 15.000 al radon indoor, 5.000 al fumo passivo.

Le particelle alfa emesse dal radon possono causare una notevole ionizzazione della materia rispetto alle particelle beta e ai raggi gamma. Alcune particelle alfa nel polmone umano si muovono attraverso la membrana che riveste la regione bronchiale e, se sono presenti in abbondanza, possono causare tumori, analogamente a quelli derivati dal fumo, da sostanze cancerogene, da composti organici e dall’amianto blu. Il rischio di cancro provocato dal radon nelle persone si fonda sugli studi effettuati sui minatori di uranio esposti a grosse dosi di radon per lunghi periodi.

STUDI COMPIUTI SUI MINATORI DELLE MINIERE D'URANIO

Da parecchio tempo, sono noti i decessi per cancro polmonare nei minatori, soprattutto, in quelli che hanno operato nelle miniere di rocce magmatiche ad elevato contenuto di silice.

Oggi, i problemi di salute sembrano derivare anche dal pericolo radon che si sprigiona dagli elementi radioattivi (uranio) presenti in questo tipo di rocce.

I sistemi di ventilazione nelle miniere, fino agli inizi del '900 e in certe realtà fino agli anni '60, erano scarsi e si può così supporre che in queste vi fossero dei livelli di radon piuttosto alti. Solitamente, i minatori erano forti fumatori ed inoltre, essendo esposti a fumo, a polvere durante il lavoro ed a sostanze chimiche cancerogene, hanno contratto, con maggior frequenza più di altri gruppi della popolazione, malattie polmonari che, spesso, li hanno portati alla morte. La ricerca epidemiologica svolta negli U.S.A. ha mostrato che, a livelli di esposizione inferiori 80 Bq/mc, il gruppo di minatori non fumatori presentava un rischio di cancro ai polmoni equivalente a quello della normale popolazione non fumatrice. Esiste una correlazione invece tra l’alta incidenza di decessi per cancro ai polmoni nei minatori e l’effetto combinato del radon e del fumo. Si è riscontrato, infatti, che il minatore fumatore di 60 sigarette al giorno ha probabilità 60 volte maggiori di contrarre il cancro al polmone rispetto al minatore non fumatore, entrambi soggetti quotidianamente alla stessa dose di radon. Il fumo, in quanto costituito da particelle in sospensione, è in grado di veicolare il radon; si è però notato che in alcuni fumatori, aumentando il muco polmonare ( che provoca la tosse del fumatore ) le particelle alfa vengono ostacolate nella loro penetrazione nell’epitelio basale degli alveoli polmonari.

Indicativo è il fatto che, per le neoplasie polmonari riscontrate nei minatori dell'uranio, vi sia un'incidenza del cancro polmonare del 70% relativamente al tipo definito a cellule piccole indifferenziate, contro un valore dell'1% nella comune popolazione: questa osservazione depone a favore di chi afferma che alte dosi di radon sono in grado di manifestare neoplasie polmonari.

Oltre a quella appena citata, altre quattro sono le forme neoplastiche delle tipologie di cancro ai polmoni: epidermoidale; adenocarcinoma; a grandi cellule; misto.

L' EPA ha rilevato che un individuo, negli Stati Uniti, riceve da 150 a 200 millirem di radiazioni all’anno, provenienti da materiali radioattivi presenti in natura, terreno, raggi cosmici, cibo, acqua, radiografie diagnostiche, emissioni dei reattori nucleari.

E' stato inoltre calcolato che lo stesso cittadino americano, mediamente, assorbirebbe circa 100 millirem nei propri polmoni, all’anno, emessi dal radon, che aumentano in modo allarmante per gli occupanti delle abitazioni con elevati valori di questo gas radioattivo.

Sembra che il rischio di morire di cancro ai polmoni sia del 2% a 400 millirem, con una residenza media di 50 anni, perciò il rischio per un non fumatore si colloca tra 100 e 200 millirem di radon assorbito; a livelli di radon 20 volte superiori il rischio di un cittadino non fumatore è paragonabile a quello di chi fuma due pacchetti di sigarette al giorno.

Il radon interno, sommato a quello contenuto nell'acqua potabile, raggiunge i 150 - 200 millirem all’anno. Un individuo degli Stati Uniti riceverebbe così un potenziale di dose, tra radon e fondo naturale di circa 300-400 millirem all’anno. Ciò significherebbe che la radiazione di fondo può essere molto più grande di quanto si credesse.

DANNI AI POLMONI PROVOCATI DAL RADON

L’aria viene inalata attraverso il naso o la bocca e inviata verso il basso per mezzo della faringe e della trachea, che si dividono in un infinito numero di ramificazioni; giunge poi a minuscole sacche d’aria dette alveoli.

Le prime ramificazioni dei bronchi sono rivestite da ciglia, minuscoli peli che filtrano l’aria che viene inalata ed entro alcune ore dall’inalazione, provvedono all'esalazione anche delle impurità veicolate con essa.

Il radon emette la propria radiazione prima che le impurità alle quali è collegato siano eliminate; infatti, molti dei tumori ai polmoni dei minatori sono localizzati nelle vie bronchiali superiori perché qui vengono intrappolate le particelle di polvere che veicolano i figli radioattivi del radon. La membrana che riveste i polmoni è detta epitelio ed è costituita da due strati: lo strato basale e quello esterno connettivo. La divisione delle cellule ( mitosi ) è accentuata nello strato basale. Lo strato mucoso e quello epiteliale esterno, normalmente spessi circa 60 micron, proteggono le cellule basali. Queste vengono però raggiunte dalle particelle alfa, se lo spessore dell’abbinamento muco con epitelio esterno arriva ai 20-30 micron. Le particelle alfa hanno inoltre la possibilità di penetrare l’epitelio quando nelle vie bronchiali periferiche, in prossimità degli alveoli polmonari, lo spessore dell’epitelio diminuisce fino a 15 micron.

Si suppone che le radiazioni alfa, a causa della loro grande massa, entrando in una zona ricca di cellule in mitosi (epitelio basale) e incontrando il DNA, siano in grado di rompere in più punti la doppia elica, provocando un serio danneggiamento al materiale nucleare. Questo può dar luogo a mutazioni permanenti delle cellule colpite aumentando così la probabilità di contrarre tumori polmonari.

Le cellule, naturalmente, con sistemi enzimatici, sono in grado di riparare la catena spezzata, quando le rotture sono minime, ma non riescono a farlo quando i danni causati dalle particelle alfa sono di notevole entità.

E' soprattutto negli ambienti polverosi che le particelle, formatesi in seguito al decadimento isotopico dell'uranio e poi del radon, si fissano al pulviscolo dell'aria prima dell’inalazione e così vengono veicolate fino agli alveoli polmonari.

ARGOMENTO TRATTATO DAL PROF. CIOLA GIUSEPPE E CURATO DAGLI STUDENTI RAINONE MARCO, ESPERTI ANDREA E PEDERZOLLI ALESSANDRO

Bibliografia:

Douglas G. Brookins "IL PROBLEMA DEL RADON NELLE ABITAZIONI" ed. C.E.L.I.