غاز الرادون

غاز الرادون

"Cancdr" يختلف باختلاف العضو المصاب

التلوث بالرادون.. احذروا هذا الغاز!

داود الشراد

تتحدث بعض وسائل الإعلام أحياناً عن التلوث بغاز الرادون, ومخاطر ذلك التلوث, وقد يتساءل البعض عن حقيقة ذلك أو ماهية هذا الغاز؟ ومخاطرة الإشعاعية؟

كثيراً ما يتردد أن الإشعاع Radiation أو المواد المشعة هى مسبب لأمراض السرطان, وهذه المعلومة تتضمن جزءا من الحقيقة العلمية, فمما هو معروف علمياً أن زيادة التعرض للإشعاع يزيد من فرصة الإصابة بالسرطان Cancer، وحينما يكون التعرض للإشعاع من خلال المواد المشعة التى تدخل الجسم هنا يكون مستوى الإصابة بالسرطان مقرونا بموضع وجود تلك المواد المشعة فى الجسم, وعليه يختلف نوع السرطان باختلاف العضو المصاب به.

ويتعرض الإنسان خلال حياته اليومية للإشعاع سواء الطبيعى منه كالإشعاع الصادر من مكونات القشرة الأرضية والأشعة الكونية Cosmic Rays أو التعرض الداخلى من خلال تراكيز النظائر المشعة Radioactive Isotopes الموجودة فى المياه وخاصة المياه الجوفية غير المعالجة أو الأغذية وغيرها, وكذلك فإن الإنسان يتعرض للإشعاع المستخدم فى العلاج الطبى والذى يساهم فى زيادة الجرعة السنوية.

ويتواجد عنصر الرادون Radon فى الطبيعة على هيئة غاز ينتج نتيجة لتحلل النظائر المشعة, وينتشر بكثافة أكثر فى قطاع الصناعات الاستخراجية فى المناجم الجوفية أو السطحية, وعند استخراج ومعالجة خام الفوسفات.

عنصر الرادون، نادر ونشط إشعاعياً، ورمزه الكيميائى Rn، وعدده الذرى 86 وهو غاز ثقيل، خامل كيميائيا. إذ لا يتفاعل بسهولة مع العناصر أو المركبات الآخرى, عديم اللون والرائحة والطعم, شديد السمية, وإذا تكثف عند درجة -71 ºc فإنه يتحول إلى سائل شفاف ثم إلى مادة صلبة معتمة ومتلألئة, يتكون بسبب الانحلال الإشعاعى لعنصر الراديوم 226(Ra) أو الثوريوم (Th) أو الأكتينيوم (Ac). ويتكون الراديوم نتيجة الانحلال الإشعاعى لليوارانيوم (U), وللرادون مركب واحد معروف هو فلوريد الرادون. يسبب الرادون الشديد التركيز, سرطان الرئة, إذا تم استنشاقه بكميات كبيرة. أما خارج المنازل, فيكون الرادون مخففا إلى المستويات الآمنة التى لا تضر بالصحة العامة.

ولأن الغاز عديم اللون والرائحة ولا يمكن كشفة بالحواس البشرية, لذلك يعتمد الكشف عنه على الكشف عن الأشعة المرافقة لتفككه لتحلل نتائجه, وغاز الرادون أثقل الغازات النبيلة كما أنه أثقل من الهواء سبع مرات ونصف، يوجد فى الأسفل دائماً, وبذلك يكون متجانساً مع الهواء الداخلى للمنازل, حيث يكون تركيز الرادون داخل المنزل بشكل عام أعلى من 2 إلى 10 مرات منه فى الخارج.

نظائر معروفة

للرادون 28 نظيرا معروفا, منها ثلاثة نظائر توجد بشكل طبيعى, و25 نظيراَ مشعاً يمكن إنتاجها فى المفاعلات النووية والنظائر الثلاثة هى:

* الأكـتنــون 219Rn-Action: يهمل هذا النظير عادة عند تقييم الجرعة الإشعاعية الطبيعية وذلك لندرة وجود «اليورانيوم235»، أساس السلسلة التى ينحدر منها هذا النظير من جهة (0.7% من اليورانيوم)، وبسبب نصف عمره القصير (3.92 ثانية) من جهة أخرى, ولذلك يضمحل قبل خروجه من التربة إلى البيئة.

* التورون Rn-Thoron220: يعتبر نظيرا مهما وذلك لكون نسبة إنتاجة متعادلة تقريبا مع الرادون Rn 222.

* الرادون Rn-Radon 222: النظير الأكثر استقرارا للرادون يبلغ وزنه الذرى (222), وعمر النصف له 30825 يوما. وكان الكيميائى الألمانى فريدريك دورن (1848-1916)، اكتشف غاز الرادون عام 1900م, وحدد خصائصه رذرفورد (1871-1937) وسودى (1877- 1956) فى 1952.

ينتمى الرادون إلى عامود الغازات « النبيلة Noble Gases» أو «الخاملة» فى الجدول الدورى (جدول مندليف) الذى يضم غازات الهليوم والنيون والأرغون والكريبتون (Kr) والزينون (Xe).

والرادون شديد الذوبان فى التلوين Tincture، لذلك غالبا ما يستخدم التلوين من أجل استخراج الرادون المنحل فى الماء فى العينات المائية من أجل قياس تركيزه فيها، والرادون متوسط الانحلال فى الماء وبعض السوائل الآخرى، كما يعتبر الفحم الفعال ماصا جيدا للغاز، لذلك عادة ما يستعمل من أجل استخراج الرادون من الماء وقياس نسبته فيه.

الطبقة العليا للأرض تنتج 80 ٪ من غاز الرادون المنبثقمصادر الرادون

* ينتج الرادون من تفكك السلاسل الإشعاعية الطبيعية الثلاث المعروفة والموجودة جميعها فى مكونات القشرة الأرضية ولكن بنسب متفاوتة حسب نوعية التربة والصخور السطحية ونسب تركيز نظائر عناصر اليورانيوم والراديوم المختلفة فيها. ومن أهم أنواع الصخور التى يزداد تركيز غاز الرادون بها صخور الجرانيت والصخور البلورية والصوانية وكذلك البازلت وهذه الصخور تستخدم فى مواد البناء حاليا.

* ويمكن القول أن المصدرين الأساسيين للرادون فى الوسط الخارجى هما التربة والماء, فنحو 80% من غاز الرادون المنبثق إلى الوسط الخارجى ينتج عن الطبقة العليا للأرض (صخور القشرة الأرضية)، ويعتمد انبعاثه من التربة على كمية انبثاقه من حبيبات مادة التربة وعلى انتشاره عبر مسامات التربة إلى الوسط الخارجى, وقد وجد أن انبعاثه بشكل عام من الصخور أكبر منه التربة والمعادن.

ويعتبر الغاز متوسط الإنحلال فى الماء, حيث يزداد انحلاله بنقصان درجة حرارة الماء, لذلك حينما تنتقل المياه الجوفية الباردة عبر صخور التربة الجوفية تمتص كمية لا بأس بها من الرادون، وحينما يحرك فإن كمية كبيرة من الغاز تنفلت وتنطلق إلى الوسط الخارجى.

وهناك عاملان رئيسيان تعتمد عليهما كمية الرادون فى الماء وهما:

* المواصفات الجيولوجية المحلية: والتى تتوقف على نوع ومواصفات الصخور.

* نوع الماء؛ وهنا وجدت مشاكل فى البيوت التى تستخدم فيها مياه الآبار, حيث تكون نسبة غاز الرادون فيها عالية, بينما البيوت التى تستخدم المياه من الشبكة العامة تكون نسبة غاز الرادون فيها لا تذكر.

وهناك ثلاثة مصادر رئيسية لغاز الرادون فى المياه السطحية:

* الرادون الناتج عن الراديوم226.

* الرادون المرافق مع تدفق المياه الجوفية.

* انتشار غاز الرادون مع الرسوبيات الموجودة فى الأسفل (تحت السطح) حيث يتم فقدان الغاز بسرعة فى المياه السطحية إلى الجو بواسطة الانتشار, أما المياه الجوفية فيعزى وجود الرادون بها تفكك الراديوم الموجود فى الصخور والتربة.

* بدورها تحتوى مواد البناء المصنوعة من التربة والصخور (الأسمنت, البلاط، الطابوق...إلخ) على مواد مشعة ذات منشأ طبيعى مثل اليورانيوم والراديوم, وبالتالي فهي تولد الرادون, أما المواد ذات المنشأ غير الصناعي (الخشب) فهي تحوي كمية منخفضة جدا من الراديوم, وبذلك تكون نسبة الغاز بها معدومة تقريباً.

يستخدم الرادون في العلاج الإشعاعيخطورة الغاز

* تكمن خطورة غاز الرادون عند تحلله بانبعاث جسيمات ألفا المشحونة Alpha Decay إلى نواتج صلبة تسمى بنواتج تحلل الرادون. وهى نظائر البولونيوم (Po218) – والبيزموث (Bi214) – والرصاص(Pb214).

* وتعتمد خطورة غاز الرادون على كمية ونسبة تركيزه فى الهواء المحيط بالإنسان, وأيضاً على الفترة الزمنية التى يتعرض لها الإنسان لمثل هذا الإشعاع. وبما أن هذا الغاز من نواتج تتحلل سلسلة اليوارنيوم, لذا فهو موجود فى التربة والصخور وتكون نسبة تركيزه عالية جدا فى الأماكن الصخرية أو الحجرية المغلقة مثل الكهوف وسراديب المنازل والمناجم والفوالق الصخرية والمقابر الأثرية القديمة وسط الأحجار والصخور.

كما أنه يتواجد بكثرة فى الهواء القريب من المياه الساخنة. وبالتالى يؤدى مكوث الإنسان لفترة زمنية طويلة فى هذه الأماكن إلى إستنشاقة كمية كبيرة من هذا الغاز الذى يتلف الرئتين, ويسبب الموت بعد ذلك.

* وغاز الرادون ينتقل من خلال الشقوق والتصدعات الموجودة فى الأرضيات داخل المساكن ويتراكم هذا الغاز فى الأماكن المغلقة وذلك بسبب احتباسه داخل تلك الأماكن وعدم تسربه خارجها بالإضافة إلى انبثاق كميات جديدة منه من مواد البناء والمياه المستخدمة فى المبنى أو الغاز الطبيعى المستخدم للطهى فى المطابخ.

نواتج التحلل

التعرض لغاز الرادون ونتائج تحلله تكون أساسا من خلال عملية التنفس، وحينما يستنشق الإنسان هذا الغاز ونواتج تحلله تلتصق هذه النواتج المشعة بالأغشية المخاطية المبطنة لأجزاء الجهاز التنفسى ويستقر جزء منها بهذه الأغشية وإذ يمكنه بلوغ الجهاز التنفسى السفلى محدثا تلفاً مباشراً فى خلايا الحويصلات الهوائية. ومن المعلوم أن جميع تلك النظائر باعثة لجسيمات ألفا المؤينة مما يرفع من نسبة خطر الإصابة بالأمراض الصدرية مثل سرطان الرئة. ويمثل الرادون ونواتج تحلله ما نسبته بالمتوسط 55% تقريباً من الجرعة الإشعاعية الطبيعية التى يتعرض لها عامة الناس. وبالتالى هنالك أهمية لمعرفة هذا المكون الكبير للجرعة الإشعاعية لطبيعية بالإضافة إلى ضرورة التعرف عن مدى ارتفاع تركيز غاز الرادون فى بعض المساكن وبالتالى الجرعة الناشئة من التعرض له ولنواتج تحلله وذلك لاتخاذ الإجراءات المناسبة للتقليل من تركيزه داخل المساكن إن دعت الحاجة.

ويمكن إجمال تأثيرات غاز الرادون كما يلى:

* تغيرات دائمة فى الخلية, وبالتالى حدوث خلل وراثى أو تداخلات متأخرة مثل السرطان.

* إحداث أضرار تؤدى إلى موت الخلايا فموت العضو المصاب.

* وخلال العقد المنصرم أقر العلماء بإجماع اعتبار غاز الرادون هو السبب المحتمل للإصابات السرطانية فى البشر, ولحسن الحظ أن دقائق»ألفا» التى تنتج عن تحلل الغاز هى عبارة عن جسيمات ثقيلة نسبياً تستطيع أن تعبر مسافات قصيرة فى جسم الإنسان (الجلد فقط فى حالة التعرض الخارجى) أى إنها لا تستطيع أن تصل إلى خلايا الأعضاء الأخرى لتدميرها, وبالتالى يكون سرطان الرئة هو الخطر المهم والمعروف حتى الأن الذى يصاحب غاز الرادون.

صخور الجرانيت يزداد تركيز غاز الرادون بهاالمستويات الخطرة للرادون الداخلى:

ولقد وضعت وكالة حماية البيئة إجراءاً علاجياً لمستوى 4 بيكوكورى (Pc) فى اللتر من الهواء (بمعنى أنه عند أو فوق هذا المستوى, يجب إتخاذ الإجراءات العلاجية لخفض مستوى الغاز). وقد اعتبر مستوى PC 20 فى اللتر مستوى خطراً, ويمثل التعرض طوال الحياة لهذا المستوى خطرا للإصابة بالسرطان يعادل خطر تدخين علبة ونصف من الدخان يومياً- بمعنى أن ستة أفراد بين كل 100 فرد قد يموتون من سرطان الرئة حينما يتعرضون إلى غاز الرادون عند هذا المستوى. ويواجه من يدخنون ويتعرضون فى نفس الوقت إلى غاز الرادون خطراً كبيراً للإصابة بالسرطان.

كيف يدخل الرادون إلى المباني؟

نظراً لأن الرادون غاز فهو نشيط الحركة. وعلى الرغم من أنه يمكن أن يحتجز فى التربة والصخور, فإن أى شق أو تصدع أو إثارة لسطح الكرة الأرضية تسمح له بالإنطلاق إلى الهواء. ويأتى معظم الرادون داخل المنزل من التربة والصخر المحيط بالمبنى, ويدخل المنزل من خلال الشقوق أو الفتحات فى الأساس أو السرداب, رغما من أن بعض الرادون ينبعث من مواد البناء ذاتها, مثل الطابوق وبالإضافة إلى ذلك، ونظراً لأن ضغط الهواء داخل المنزل ينخفض بصفة عامة عن ضغط الهواء فى التربة المحيطة بالاساسات (بسبب الأجهزة التى تستخدم الهواء مثل الأفران) فإن البناء يعمل مثل مضخة تفريغ تسحب الغاز من التربة. وقد يوجد الرادون أيضاً فى المياه الجوفية ويمكن أن ينساب منها إلى الهواء عن طريق الحنفية ورؤوس رشاش الإستحمام.

وبشكل عام يخفف غار الرادون فى الهواء الطلق إلى تركبيات ضئيلة لا تذكر, غير أنه يمثل تهديدا خطيرا لصحة القاطنين عند احتجازه والسماح بتركيزه, كما هو الحال فى داخل المبنى.

المستويات الخطرة للغاز

يعتمد تركيز الرادون إلى حد كبير فى أى مبنى على نوعية البناء, والمواد المستخدمة فيه. فيمكن أن تكون المبانى الجديدة المحكمة الإغلاق, والتى تحفظ الهواء ساخناً أو بارداً, مصيدة لغاز الرادون. كما يمكن تقليل المخاطر الصحية فى المناطق التى يوجد فيها الرادون مركزاً بشكل طبيعى بسد الشقوق الموجودة فى أساسات الجدران والأرضيات بإحكام, وذلك بتركيب فتحة (منفس), لخروج الغاز أسفل الأساس ونقل الهواء الخارجى للداخل لتحسين التهوية.وقد يحتاج سد أو تشميع أماكن دخول الغاز, تغطية سطح الأرض المكشوفة فى السراديب ومناطق التخزين والمصارف والفراغات الضعيفة, بمواد غير منفذة مثل شرائح اللدائن أو المعدن. وتشمع الشقوق والفتحات بواسطة الملاط (الأسمنت) أو الجلفطة.

طرق الوقاية

وللعل أهم طرق الوقاية من الغاز تكمن فى التالي:

* قضاء زمن أقل فى الأماكن التى يمكن أن يوجد فيها مستويات عالية من غاز الرادون، مثل الأماكن المنخفضة فى المنازل كالسرداب أو المرآب.

* فتح جميع النوافذ وتشغيل الراوح لزيادة تدفق الهواء فى المنازل كلما أمكن ذلك، لا سيما فى الأماكن المعرضة لوجود الغاز كالسرداب والغرف الداخلية.

* إحكام إغلاق البالوعات وتغطيتها للتقليل من فرصة تسرب غاز الرادون داخل المنزل, فإذا كان لابد من استخدامها يومياً فلا بد من تركيب مصيدة مائية تقوم بسد اماكن تسرب الغاز.

* إبقاء فتحات التهوية مفتوحة طوال العام بالأماكن الضيقة أو المنخفضة السطح الموجودة بأسفل المنازل وعلى جوانبها.

* التوقف عن التدخين وحث الآخرين على عدم التدخين داخل المنازل.

* وهناك أربعة حلول دائمة يمكن أن نفكر فيها للحد من انبعاث غاز الرادون داخل منازلنا, إثنان منها يحتاجان إلى تدخل مهندس متخصص فى شفط الغاز من التربة وإحكام إغلاق الأماكن والفتحات التى يتوقع تسرب الغاز منها, وإثنان بإمكاننا تنفيذهما ذاتياً, ونتخذ منهما سلوكاً وقائياً نمارسه فى حياتنا, سواء أكان هناك غاز أو لم يكن, وهما: التحكم فى ضغط الهواء داخل المنزل وزيادة التهوية بداخله.

الفحم الفعال لقياس الرادونقياس الرادون

* التألق Luminescence (خلية لوكس Luxcell): تعتمد هذه الطريقة على كشف التألق عن إرتطام جسيمات ألفا الناتجة عن تفكك الرادون ونواتحها بمادة تألق مثل كبريتات الخارصين (ZnS) ضمن حيز محكم الإغلاق.

* حجرة التأين Ionization Chamber: مبدأ العمل فى هذه الطريقه هو جمع التأينات الحاصلة نتيجة التفكك الإشعاعى للرادون ونتائجها, وتولد هنا تيار من النبضات يتم عدها، خلال عدد النبضات المسجلة خلال فترة زمنية محددة.

* الفحم الفعال: تعتمد على خاصية الفحم الفعال فى امتصاص غاز الراودن ونواتج تفككة حيث يمكن أن تحدد تركيز الرادون الممتص بإستخلاصة إلى عداد التألق السائل.

* المرشحات Filters: يتم قياس تركيز الرادون بقياس تركيز نتيجته «البولونيوم218» وذلك بضخ الهواء الحاوى على الرادون إلى أنبوب أسطوانى يحوى مرشحين على فتحتيه يسمح المرشح الأول بدخول الرادون داخل الأنبوب بالإنحلال إلى البولونيوم218 حيث تترسب تلك الذرات على مرشح المخرج (الثانى) على كاشف الحاجز السطحى الذى يكشف جسيمات ألفا, وبذلك تقاس فعالية ألفا الموجودة على المرشح الثانى حيث يمكن حساب تركيز الغاز الذى مر من خلال الأنبوب.

* مقياس حساب جسيمات ألفا: وتعتبر هذه الطريقة مهمة فى ربط الخطر الصحى بتركيز الرادون, حيث يقوم المبدأ بهذه الطريقة على ضخ الهواء الذى يتضمن الرادون ونتيجتة عبر المرشح, وبعد ذلك يتم عد جسيمات ألفا المنبعثة عن نواتج تفكك الرادون المترسبة على المرشح بكاشف الحاجز السطحى.

* التكاملية Integrative: هذه الطريقة تستخدم من أجل القياسات طويلة الأمد لتحديد تركيز الرادون فى موقع ما, وتستخدم فيها كواشف الجسم الصلب للبقايا النووية. ويمكن الإستفادة من تطبيقات قياس الرادون فى مجال اكتشاف اليوارنيوم والتنبؤ بالزلازل والبراكين.

* وأخيراً، ورغم مشاكلة الإشعاعية فإنه يستخدم فى إطار بعض العلاجات التى تعرف بالعلاج الإشعاعى Radio Therapy والتى تكون بشكل أساسى علاجاً بالإستخدام بحمامات مياه ساخنة, أو ينابيع مياه معدنية ساخنة يكون فيها تركيز غاز الرادون ما بين 4.5-6 Kbq.

تأثير الرادون

يعتبر التعرض للغاز السبب الثاني المعروف لسرطان الرئه في الولايات المتحدة (التدخين هو السبب الأول)، إذ يقدر عدد الوفيات سنوياً في الولايات المتحدة بسبب سرطان الرئة بنحو 15 – 20 ألف نسمة، حيث يعد المسبب الثانى لسرطان الرئة بعد التدخين فى الولايات المتحدة. وتنشأ التأثيرات السامة للغاز من الاستنشاق. وحينما يستنشق يؤدي تحلله إلى تشكل جسيمات صلبة نشطة اشعاعيا (بولونيوم). وعلى الرغم من أن فترة نصف العمر للبولونيوم لا تتعدى دقائق قليلة، فإنه وهو لا يزال بداخل الرئة يواصل التحلل, الذى يبث إشعاع ألفا المؤين. وتبقى جسيمات ألفا عالية الطاقة محتجزة داخل الجسم وتتلف أنسجة الرئة الحساسة. وغالباً ما يضار بشدة حمض دى.ان.ايه DNA فى خلايا الرئة المشعة. (يوجد فى كل خلية حية نظام من رسائل الشفرة يعلم كل خلية كيف تشكل المزيد من الخلايا مطابقة لها. ويوجد هذا النظام الذى يعرف بالشفرة الوراثية فى إطار بناء معقد يعرف بالصبغات الوراثية ويناط بحمض DNA الدور المركزى فى تحديد خصائص الخلايا المتكررة). وإذا كان الإضرار بحمضDNA خطيراً, فقد يكون دائماً وينتقل إلى خلايا «الأبناء». وقد لا تكون التأثيرات – خلايا فقدت التحكم فى الإنقسام والنمو(سرطان) – غير ظاهرة للعيان طوال سنوات أو حتى عقود.

المصدر: مجلة بيئتنا - الهيئة العامة للبيئة - العدد 154