Säteilyhaittojen arviointi kaivostoiminnassa

Tämä sivu on tietokide alatyypiltään metodi. Sivutunniste: Op_fi3394
Moderaattori:Hkomulai (katso kaikki) Sivun edistyminen: Täysluonnos. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi3394}}

Kysymys

Kuinka suuri vuotuinen säteilyaltistus aiheutuu kaivostoiminnasta lähiympäristön asukkaille?

Vastaus

Juomavedestä vuosittain aiheutuva säteilyannos (mSv)

+ Näytä koodi- Piilota koodi library(OpasnetUtils) library(ggplot2) # Juomaveden aktiivisuuspitoisuus #aktiivisuuspitoisuus <- Ovariable(name = "", ddata = "", getddata = FALSE) aktiivisuuspitoisuus <- 2 objects.latest("Op_fi3462", "alustus") oprint(säteilyannos.juomavesi, digits=10) #ograph(säteilyannos.juomavesi, x = "Laji", fill = "Altiste") #ograph(lajikohtainen.saanti, x = "Laji", fill = "Matriisi")

Perustelut

Tässä kuvataan, miten kaivostoimintaan liittyvän radioaktiivisten aineiden aiheuttaman säteilyn terveysriskiä voidaan arvioida kaivosalueen ympäristön väestölle.

Kallioperässä on säteilyä tuottavia, luonnon radioaktiivisia aineita, jotka tulevat malmissa malmin käsittelyprosessiin mukaan, riippumatta siitä onko kyseiset alkuaineet (esimerkiksi uraani) tarkoitus erottaa malmista jatkokäyttöön.

Ellei radioaktiivisia aineita oteta malmista erilleen, ne jäävät kaivosalueelle. Siksi radioaktiivisten aineiden esiintyminen ja niihin liittyvä riski on arvioitava kaivoskohtaisesti aina, riippumatta siitä, mitä metalleja kaivos tuottaa.

Rajaukset

Säteilyriskin tarkastelu rajataan koskemaan luonnon radioaktiivisia aineita, joita on luonnostaan maa/kallioperässä. Arvioon ei sisällytetä keinotekoisia radioaktiivisia aineita (esimerkiksi cesium-137, Ce-137; strontium-90, Sr-90), jotka ovat laskeumaa kaivoksen ulkopuolisesta toiminnasta (taannoiset ydinkokeet ilmatilassa, ydinvoimalaonnettomuus Tsernobylissä; nämä päästöt ovat eri radioaktiivisia aineita) ja aiheuttavat kaivoksesta riippumatonta taustasäteilyä kaikkialla.

Riskinarvio koskee kaivosalueen ulkopuolta, samaa aluetta kuin muu kaivostoimintaan liittyvä ympäristön ja ympäristöterveysriskin arviointi koskee.

Tässä ei arvioida työperäistä säteilyn aiheuttamaa terveysriskiä kaivosalueella työskenteleville tai kaivoksen toimintaan liittyen.

Koska kaivoshankkeen suunnitteluvaiheessa kaivostoiminnan mahdolliset säteilyvaikutukset joudutaan arvioimaan hieman erilaisen tiedon pohjalta kuin voidaan tehdä toimivan kaivoksen ympäristössä, arviointi on jaettu vastaavasti. Arviointiperiaatteet ovat pääasiassa kuitenkin samat.

A. Säteilyyn liittyvän terveysriskin arvio kaivostoiminnan suunnitteluvaiheessa

B. Säteilyyn liittyvän terveysriskin arvio toimivan kaivoksen ympäristössä

Valitse lopullinen prosessi sen mukaan, mihin vaiheeseen arviointia ollaan tekemässä. Jos arvioinnin kannalta kriittistä tietoa puuttuu, on syytä harkita tiedon tarpeellisuus ja saatavuus suhteessa ongelman todennäköisyyteen ja laajuuteen.

A. Säteilyyn liittyvän terveysriskin arvio kaivostoiminnan suunnitteluvaiheessa

Terveysriskinarvio

Maa/kallioperässä ja louhittavassa malmissa on useita erilaisia luonnon radioaktiivisia aineita, jotka tuottavat ionisoivaa säteilyä. Alkuaineina ne käyttäytyvät luonnossa ja ihmisen elimistössä kukin eri tavalla. Niiden tuottaman säteilyn tyyppi (alfa-, beeta-, gammasäteily) riippuu aineen radioaktiivisesta isotoopista, ja elimistön saama säteilyannos pitoisuudesta, joka ainetta päätyy elimistöön tai jolle altistutaan. Solutasolla kaikki ionisoiva säteily aiheuttaa samanlaisia muutoksia ja samanlaista haittaa.

Koska ionisoivalle säteilylle ei ole haitatonta pitoisuutta, terveysriskin arviossa ei voida osoittaa turvallista säteilypitoisuutta tai tasoa, jolla riskiä ei ollenkaan olisi. Oleellista on tietää, kuinka paljon radioaktiivisuutta kaivoksen ympäristössä on ja miten se suhtautuu tasoon, jota pidetään väestölle hyväksyttävänä ja jota ei tulisi säteilysuojelun näkökohdasta ylittää. Käytännössä keskeistä on verrata todettuja säteilypitoisuuksia yleiseen taustatasoon ympäristössä ja raja- ja ohjearvoihin, joita ei tulisi ylittää. Sen lisäksi säteilyn stokastisille vaikutuksille voidaan laskea väestötasolla syöpäriski ja perinnöllisten vaikutusten riski kun säteilyannos tunnetaan.

Säteilylle altistutaan ulkoisesti (ulkoinen säteily, kehoon ulkopuolelta kohdistuva säteily) ja sisäisesti (kehoon päätyneiden aineiden aiheuttama sisäinen säteily). Säteilyn kokonaisannos kudoksessa/elimistössä, johon säteily kohdistuu, määrittää säteilyyn liittyvän terveysriskin.

Ulkoinen säteily kaivosympäristössä(kin) on pääasiassa muualta tulevaa taustasäteilyä, johon kaivostoiminta ei vaikuta, joten tässä MINERA-arviossa keskitytään sisäisen säteilyn (säteily hengitysilmassa, juomavedessä sekä ravinnossa) aiheuttamaan terveysriskiin. Jos radioaktiivisia aineita pääsee ympäristöön kaivostoiminnan tuloksena, ne potentiaalisesti lisäävät ensisijassa sisäistä altistumista säteilylle.

Yksittäisten radioaktiivisten aineiden käyttäytyminen luonnossa ja elimistössä ja yksittäisten isotooppien radioaktiivisuus on erilaista. Riskiä on arvioitava isotoopeittain.

Riskinarviota tehtäessä on huomioitava myös isotooppien hajoamistuotteet (koko hajoamisketju) ja mahdollinen radioaktiivisten aineiden kemiallinen toksisuus (arvioitava erikseen, koskee erityisesti uraania).

Lopullinen riskinarvio säteilystä aiheutuvan riskin suuruuden suhteen on mahdollista tehdä kun toiminnanaikaiset todelliset päästöt tiedetään. Kaivosalueella todetuista ja esiintyvistä pitoisuuksista voidaan kuitenkin jo alustavasti päätellä, voiko säteilytaso kohota ympäristössä kaivostoiminnan seurauksena. Vaikka malmin säteily edustaisi luonnon taustasäteilyä, sen kertyminen ympäristöön vuosia/vuosikymmeniä kestävässä kaivostoiminnassa on tarpeen huomioida.

Olemassa olevista kaivoksista tiedetään, että potentiaalisimpia terveyshaittaa tuottavia aineita ovat uraani (pohjavesissä, pienhiukkasiassa) ja radonkaasu ilmassa), hajoamistuotteineen.

Luonnon radioaktiivisten aineiden taustapitoisuuksista ympäristössä ja pitoisuuksista tavallisessa louhittavassa malmissa on pääteltävissä, että ympäristöperäinen väestön altistuminen säteilylle jää useimmiten vähäiseksi.

Säteilyyn liittyvässä riskinarviossa voidaan edetä asteittain. Kun tulokset osoittavat, että altistuminen säteilylle on merkittävästi suurempaa kuin ihmisten tausta-altistuminen yleensä, on syytä edetä yksityiskohtaisempaan riskinarvioon ja sen kuvaukseen. Tämä koskee myös riskikuvauksessa käytettävää vertailukohtaa/arvoa: Vertailuun olisi käytettävä viite/ohjearvoja tai parametria, mikä parhaiten kuvaa riskiä todetulla säteilytasolla.

Kaivostoiminnan suunnitteluvaiheessa ehdotetaan edettäväksi terveysriskinarvion osalta seuraavasti:

• Selvitetään kallioperän ja louhittavan malmin radioaktiivisuus
• Selvitetään kaivoksen ympäristön radioaktiivisuus (radiologinen perustilaselvitys)
• Kuvataan radioaktiivisuuden liikkuminen kaivostoiminnan prosesseissa (mm. mahdollinen konsentroituminen tai isotooppien jääminen tiettyyn vaiheeseen prosessissa)
• Kuvataan radioaktiivisten aineiden loppusijoittuminen kaivosalueella ja arvioidaan siihen liittyvät päästöt ja riskit

Kallioperän ja louhittavan malmin radioaktiivisuus

Selvitä ja esitä kaivosalueen kallioperän ja louhittavan malmin radioaktiivisuus:

• nimeä arvioitavat radioaktiiviset aineet ja niiden isotoopit
• aineiden aktiivisuuspitoisuus (Bq/kg) ja kemiallinen pitoisuus (esim. %-osuus, mg/kg) maaperässä
• aineiden aktiivisuuspitoisuus (Bq/kg) ja kemiallinen pitoisuus (esim. %-osuus, mg/kg) louhittavassa kallioperässä ja malmissa
• aineiden aktiivisuuspitoisuus (Bq/kg) ja kemiallinen pitoisuus (esim. %-osuus, mg/kg) rikasteissa, jotka lähtevät kaivokselta

Säteilyriski tulisi selvittää ainakin seuraaviin aineisiin ja isotooppeihin liittyvänä:

• Uraani (U-238, U-235)
• Torium (Th-228, Th-232)
• Radium (Ra-226, Ra-228)
• Radon (Rn-222)
• Poloniun-210 (Po-210)
• Lyijy-210 (Pb-210)
• Kalium-40 (K-40)

Säteilyyn liittyvään riskisanalyysiin on syytä sisällyttää edellisten alkuaineiden lisäksi myös muita isotooppeja, jos ne voivat tuottaa kyseisessä kaivosympäristössä poikkeuksellisesti säteilyä tai ovat muuten relevantteja arvioitavaksi.

Kalium-40 on syytä sisällyttää analyyseihin, koska se on merkittävä taustasäteilyä tuottava isotooppi ja sen osuus kokonaisaktiivisuuspitoisuudesta on syytä tuntea.

Riskin kuvaus:

• Vertaa kaivoksen kallioperän ja louhittavan malmin radioaktiivisuutta kallioperän yleiseen pitoisuustasoon Suomessa. Ovatko pitoisuudet tavanomaista luontaista taustatasoa vai sisältääkö malmi poikkeavan paljon jotain säteilyä tuottavaa isotooppia.

Tämä vertailu antaa yleiskuvan, ovatko radioaktiiviset aineet ja säteily kaivostoimintaan liittyen potentiaalisesti erityinen ongelma kyseisessä kaivoksessa.

Ympäristön radiologinen perustilaselvitys

Ympäristön radiologisen perustilaselvityksen tavoitteena on määrittää säteilyn lähtötaso kaivoksen ympäristössä ennen kaivostoiminnan aloittamista. Mahdolliset muutokset aloitustilanteeseen voidaan myöhemmin todeta.

Radioaktiivisuus kannattaa määrittää soveltuvasti samoista näytteistä, joista tehdään muita ympäristön perustilamäärityksiä. Tulokset voidaan tällöin parhaiten korreloida ja käyttää altistumisen arviointiin.

Ympäristön radiologisen perustilaselvityksen sisällöstä säteilytarkkailua varten on suositus STUK:n ohjeessa ST 12.1/2.2.2011. Se soveltuu sisällöltään myös tähän yhteyteen.

Esimerkki toteutetusta kaivosympäristön radiologisesta perustilaselvityksestä on raportti Talvivaaran kaivosympäristöstä.

Määritä/hanki tiedot kaivosympäristön säteilytasosta seuraavista asioista, siltä osin kuin ne koskevat tarkasteltavaa kaivosympäristöä:

• Ulkoinen säteily (maanpinnan gammasäteily)
• Ulkoilman radon
• Ulkoilmassa hiukkasmuodossa olevat radioaktiiviset aineet
• Radioaktiivisuus maaperässä
• Radioaktiivisuus pohjavedessä
• Radioaktiivisuus vesiympäristössä (pintavesi, kalat, sedimentti, pohjaeläimet, vesikasvit)
• Radioaktiivisuus kaivosympäristön keräilytuotteissa (marjat, sienet, riista)
• Radioaktiivisuus elintarvikkeissa (puutarhatuotteet, vilja, ruoho, maito, liha)

Radioaktiivisuutta määritettäessä mitataan ja esitetään kunkin radioaktiivisen aineen/isotoopin tuottama säteily/aktiivisuuspitoisuus tutkitussa mediumissa/näytteessä (Bq/kg, Bq/l, Bq/m³). Kun pitoisuuksia verrataan vertailu/viitearvoihin, on oleellista verrata samoja parametrejä (esimerkiksi isotooppeja) toisiinsa.

Maa/kallioperän ja kaivosalueen ympäristön säteilyyn liityvä riskinkuvaus:

1. Vertailu säteilyn taustatasoihin vastaavissa näytteissä muissa ympäristöissä

Vertaa kaivosalueen ympäristön näytteissä todettua radioaktiivisuutta (aktiivisuuspitoisuutta)

• Suomessa todettuun taustapitoisuuteen vastaavissa näytteissä
• muissa kaivosympäristöissä todettuihin pitoisuuksiin (sikäli kuin tietoa on käytettävissä).

Esimerkkejä taustatasotiedoista on kohdassa Taustatietoa.

2. Vertailu lakisääteisiin ja viranomaistason enimmäispitoisuusohjearvoihin

Vertaa säteilypitoisuutta olemassa oleviin raja/ohjearvoihin (esimerkiksi kaivovedessä todettua pitoisuutta sallittuun enimmäispitoisuuteen juomavedessä) ja esitä alitus/ylitys ja sen suuruus (turvamarginaali, ylityksen monikertaisuus). Jos turvamarginaalia raja-arvoon jää, altistumistasoa säteilylle voidaan pitää kyseisen mediumin osalta hyväksyttävänä.

Raja/ohjearvo voi olla aktiivisuuspitoisuus (Bq/kg, Bq/l, Bq/m³) tai efektiivinen säteilyannos (esitetään yleensä mSv/vuosi).

Aktiivisuuspitoisuus sisäisen annoksen laskemiseksi tehdään annosmuuntokertoimen avulla (Sv/Bq), jotka on annettu STUK:n ohjeessa ST 7.3/23.9.2007, Sisäisestä säteilystä aiheutuvan annoksen laskeminen .

Annosmuuntokerroin on isotooppikohtainen, annettu erikseen suun kautta saadulle ja hengitetylle aineelle, eri-ikäisille ihmisille. Efektiivisen annoksen kertymä voidaan laskea pelkälle yhdelle isotoopille tai useammalle eri radioaktiiviselle aineelle/isotoopille, altistumistilanteesta (riippuen). Lähtökohtaisesti altistuminen lasketaan aikuisille (yli 17-vuotiaan kertoimella). Jos lapsille on tarpeen laskea annos erikseen, käytetään arvioitavien ikään liittyvää annosmuutoskerrointa. Kerroin ottaa huomioon lasten fysiologiset erot altistumisessa.

Säteilyn efektiivisen annoksen laskemiseksi (efektiivisen annoksen kertymä) on tiedettävä/laskettava radionuklidin saanto isotoopeittain. Saanto lasketaan tavallisimmin vuotta kohti.

Efektiivinen annos (efektiivisen annoksen kertymä) lasketaan seuraavalla periaatteella. Lasketaan suun kautta saatujen ja hengitysteitse saatujen eri isotooppien tuottama kokonaissäteilyannos:

Efektiivinen annos (yksikkönä sievert; µSv, mSv, Sv) = ∑ Isotoopin aktiivisuuspitoisuuspitoisuus aineessa (esim. Bq/kg) x syöty/juotu ainemäärä (kg) x kyseisen isotoopin annosmuutoskerroin suun kautta (Bq/Sv) + ∑ Saman isotoopin aktiivisuuspitoisuuspitoisuus ilmassa (esim. Bq/m³) x hengitetty ilmavolyymi (m³) x kyseisen isotoopin annosmuutoskerroin hengitettynä (Bq/Sv).

Jos isotoopille lasketaan altistumista pelkästään suun kautta tai hengitysteitse, toinen reitti jätetään huomioimatta.

Kun isotoopin saanto lasketaan vuotta kohti, efektiivinen annoskertymä on µSv/vuosi, mSv/vuosi, Sv/vuosi.

Talousvesi/juomavesi

Suomi

• Vertaa talousveden kokonaisradioaktiivisuudesta aiheutuvaa efektiivistä annosta talousvedelle asetettuun turvallisuustavoitteeseen 0.5 mSv/vuosi, jota ei tulisi ylittää. Tähän vertailuun sisältyvät kaikki pohjavedessä esiintyvät keskeiset radioaktiiviset aineet ja isotoopit.

Turvallisuustavoitteen toteutumista arvioidaan ns. aktiivisuusindeksin avulla, jonka laskemiseen voidaan käyttää joko veden kokonaisalfa-, kokonaisbeeta- ja radonpitoisuutta tai yksittäisten isotooppien aktiivisuuspitoisuuksia. Aktiivisuusindeksin laskenta on opastettu, havainnollisin esimerkein, STUK:n ohjeessa ST 12.3/9.8.1998..

Aktiivisuusindeksin laskennassa käytetään seuraavia suurimpia sallittuja luonnon yksittäisten isotooppien aktiivisuuspitoisuuksia, joita ei tulisi vedessä ylittää:

Taulukko. Radionuklidien aktiivisuuspitoisuuksia

Isotooppi		Aktiivisuuspitoisuus (Bq/l)
Radon-222	Rn-222	300
Uraani-238	U-238	20
Uraani-234	U-234	20
Radium-226	Ra-226	3
Radium-228	Ra-228	2
Lyijy-210	Pb-210	0.5
Polonium-210	Po-210	3

Taulukon mukaisesta aktiivisuuspitoisuudesta aiheutuu 0.5 mSv efektiivinen annos, kun vettä käytetään juomavetenä 2.2. litraa päivittäin vuoden ajan. Radonin osalta oletetaan, että vettä juodaan 0.5 l ennen kuin radonia haihtuu vedestä ilmaan.

Keinotekoisille isotoopeille cesium -137 (Cs-137) ja strontium-90 (Sr-90) vastaavat aktiivisuuspitoisuusdet ovat 50 Bq/l ja 20 Bg/l. Kalium-40:lle (K-40) ei anneta aktiivisuuspitoisuutta, koska sen määrän vaihtelu ei vaikuta olennaisesti säteilyannokseen.

• Vertaa kaivo/talous/juomaveden säteilyn aktiivisuuspitoisuudesta laskettua kokonaisradioaktiivisuutta (viitteellinen kokonaisannos) isojen vesilaitosten laatusuositusarvoon talousvedessä 0.10 mSv/vuosi. Vertailtavaan näytteen kokonaisradioaktiivisuuteen ei lasketa mukaan K-40, radonia eikä sen hajoamistuotteita.

• Vertaa kaivo/talous/juomaveden radonin aktiivisuuspitoisuutta (Bq/l) pienten vesilaitosten laatusuositukseen 300 Bq/l.

Uraanin suurinta sallittua enimmäispitoisuutta talousvedessä hallinnoidaan ensisijaisesti sen kemiallisen toksisuuden perusteella (Uraani, LINKKI ao. kohtaan alempana, Perustelut ja taustatietoa). WHO:n suositusohjearvo sallituksi enimmäispitoisuudeksi on 30 ug/l . Säteilyn perusteella laskettu ylin sallittu uraanipitoisuus vedessä on 100 ug/l. Talousveden uraanille ollaan asettamassa Suomessa laatuvaatimusta 30 ug/l (tilanne 31.12.2012).

WHO

WHO:n dokumentissa juomaveden radioaktiivisuudesta on esitetty yksittäisten radioisotooppien pitoisuudet juomavedessä (guidance level), jotka tuottavat yksin efektiivisen säteilyannoksen 0.1 mSv/vuosi kun vettä juodaan 2 litraa päivässä. Ohjepitoisuudet (guidance level) ovat alla olevassa taulukossa. Taulukossa on myös kunkin isotoopin pääasiassa tuottama säteilytyyppi ja annosmuuntokertoimet kyseisen isotoopin aktiivisuuspitoisuuden (Bq) laskemiseksi sieverteissä (Sv), aikuisille ihmisille, nieltynä.

Taulukko. Efektiivisen säteilyannoksen 0.1 mSv/vuosi tuottava radioaktiivisen aineen ohjeellinen aktiivisuuspitoisuus (guidance level, Bq/l) juomavedessä sekä säteilyannoksen laskennassa käytettävä annosmuuntokerroin (Sv/Bq).

Säteily.juomavesi(-)

Obs	Radionuklidi	Säteilytyyppi	Ohjeellinen pitoisuus (Bq/l)	Annosmuuntokerroin (Sv/Bq)
1	Americum-241	alfa, gamma	1	2.0E-7
2	Cesium-134	beeta, gamma	10	1.9E-8
3	Cesium-137	beeta, gamma	10	1.3E-8
4	Hiili-14	beeta	100	5.8E-10
5	Jodi-131	beeta, gamma	10	2.2E-8
6	Lyijy-210	beeta	0.1	6.9E-7
7	Polonium-210	alfa	0.1	1.2E-6
8	Plutonium-239	alfa	1	2.5E-7
9	Radium-226	alfa, gamma	1	2.8E-7
10	Radium-228	beeta, gamma	0.1	6.9E-7
11	Strontium-90	beeta	10	2.8E-8
12	Torium-228	alfa, gamma	1	7.2E-8
13	Torium-230	alfa	1	2.1E-7
14	Torium-232	alfa	1	2.3E-7
15	Tritium	beeta	10 000	1.8E-11
16	Uraani-234	alfa	1	4.9E-8
17	Uraani-238	alfa	10	4.5E-8

Elintarvikkeet/keräilytuotteet

Elintarvikkeille ja luonnon keräilytuotteille ei ole luonnon radioaktiivisia aineita koskevaa suositusta sallitusta säteilyn enimmäispitoisuudesta.

Sen sijaan luonnossa epäpuhtautena oleville, keinotekoisille cesium (Cs)-isotoopeille on suosituspitoisuuksia, joita ei tulisi ylittää.

EU:n alueella myytävissä elintarvikkeissa ei saa olla Cs-137- ja Cs-134-isotooppeja yhteensä kuin enintään 600 Bq/kg. ja sama suositus on annettu luonnon keräilytuotteille (marjat, sienet, riista, kala). .

Tämä ohje/raja-arvo ei siten ole suora vertailukohta millekään luonnon radioaktiiviselle aineelle/isotoopille, mutta kuvastaa cesiumin ionisoivan säteilyn tasoa elintarvikkeissa ja luonnon keräilytuotteissa, mikä yhteiskunnassa hyväksytään.

Suurin osa elintarvikkeissa ja keräilytuotteissa raportoiduista säteilypitoisuuksista Suomessa koskee keinotekoisen cesiumin isotooppeja (Cs-137 ja Cs-134), liittyen ydinkoelaskeumiin ja Tsernobyl-onnettomuuteen (Radioaktiiviset aineet elintervikkeissa).

Ilma

Ulkoilman radioaktiivisille aineille ei ole säteilyn osalta raja- eikä ohjearvoja.

Ulkoilmassa todettua radonpitoisuutta (Rn-222) voidaan verrata suosituksiin asuntojen sisäilman enimmäisradontasoista, joita ei tulisi ylittää. Miten se suhtautuu niihin. Koska sisäilman radonille altistutaan suurin osa vuorokaudesta (yli 90 %) ja eliniästä, samantasoinen altistuminen ulkoilman radonille tuottaa pienemmän terveysriskin, koska radonaltistus jää lyhyempiaikaiseksi.

Suomessa vanhojen asuntojen sisäilman radonpitoisuus ei saisi ylittää pitoisuutta 400 Bq/m3. . Uudessa rakennettavassa asunnossa pitoisuus ei saisi ylittää 200 Bq/m3.

Pintavesi

Pintavedessä todetulle radioaktiivisuudelle ei ole säteilyn osalta ohje- eikä raja-arvoja.

Jos pintavesi on vesilaitoksen raakavesilähde, pintavedessä todettuja aktiivisuuspitoisuuksia on relevanttia verrata talousvedessä sallittuihin säteilyn enimmäispitoisuusarvoihin. Talousvedessä, vesilaitoskäsittelyn jälkeen, radioaktiivisuus voi todennäköisesti olla enimmillään sama.

Maaperä

Radioaktiivisuudelle pilaantuneessa maassa ei ole Suomessa lainsäädännöllisiä raja/ohjearvoja.

Maaperään laskeumana tulevaa ja maasta kasveihin, marjoihin ja muihin keräilytuotteisiin kertyvää radioaktiivisuutta arvioidaan mm. luonnon keräilytuotteissa ja elintarvikkeissa. Kaivosalueen ympäristöstä syötäväksi kerätyt tuotteet on potentiaalinen altistumisreitti maaperään päätyvästä radioaktiivisuudesta ihmisille, jos kyseisiä tuotteita kerätään ja syödään.

3. Vertailu suomalaisten keskimääräiseen säteilyannokseen

Vertaa yksittäisestä altistumismediumista (juomavesi, hengitetty ilma) saatua säteilyannosta (µSv/vuosi, mSv/vuosi) suomalaisten saamaan keskimääräinen säteilyannokseen 3.7 mSv/vuosi. (LINKKI) Montako prosenttia annos on tästä keskimääräisestä säteilyannoksesta? Tämä vertailu kuvastaa osaltaan säteilylisää, jolle tässä yhteydessä altistutaan.

4. Vertailu säteilyn annosrajoihin

Säteilyn annosrajat on tarkoitettu säteilysuojeluun säteilyä tietoisesti käytettäessä (säteilytoiminta, työperäinen altistuminen säteilylle) ja tässä yhteydessä altistuttaessa säteilylle (väestön säteilyaltistuminen). Siten niitä ei ole tarkoitettu annosrajoiksi väestön ympäristöperäiselle altistumiselle kaivosympäristössä, ellei kaivostoimintaa ole luokiteltu kyseiseksi säteilytoiminnaksi (kyseessä varsinainen uraanikaivos; Suomessa ei ole toistaiseksi yhtään uraanikaivosta, tilanne 31.12.2012). Annosrajoja voitaneen käyttää tarvittaessa vertailuarvoina säteilysuojelun näkökannalta. Vertailu näihin säteilyn annosrajoihin on perusteltua, jos väestön altistuminen ympäristönäytteiden perusteella näyttää olevan huomattavaa, poikkeavan merkittävästi luonnon taustasäteilystä. Tarve on arvioitava tapauskohtaisesti.

Vertaa tarvittaessa ympäristöstä saatavaa sisäistä kokonaissäteilyannosta (efektiivinen annos) säteilyyn liittyvään väestön säteilysuojeluannosrajaan 1 mSv/vuosi.

Sisäisestä säteilystä aiheutuvan kokonaisanoksen laskeminen (efektiivisen annoksen kertymä) on ohjeistettu STUK:n ohjeessa ST 7.3/23.9.2007. Koska säteilyn haitta kohdistuu ensisijassa kudokseen, jonka radioaktiivinen aine kohtaa ja jonne se jää, samaa reittiä kehoon saatuja säteilyannoksia ja samaan kudokseen kertyvien aineiden säteilyannoksia on relevanttia laskea kokonaisannokseksi yhteen. Saatua sisäisen säteilyn annosta verrataan väestön sallittuun annosrajaan 1 mSv/vuosi. ja esitetään turvamarginaalin suuruus.

Silmän mykiölle ja iholle on annettu omat annosrajat. Ei ole kuitenkaan todennäköistä, että ympäristöperäinen säteilyaltistus kaivosympäristössä missään olosuhteissa kohoaisi niin suureksi, että niitä on tarve käyttää. Silmän mykiön ekvivalenttiannos ei saa vuoden aikana ylittää arvoa 15 mSv eikä ihon minkään kohdan ekvivalenttiannos arvoa 50 mSv.

5. Vertailu säteilyn työperäisiin raja- ja ohjearvoihin

Jos säteily ylittää väestön annosrajan, 1 mSv/vuosi, verrataan säteilyannosta myös työperäisiin enimmäisannosrajoihin. Työperäiset toimenpidearvot ja annosrajat ovat suurempia kuin väestön annosrajat, koska ne on asetettu kattamaan pelkkää työskentelyaikana tapahtuvaa altistumista. Siten ne ovat viitteellisempiä kuin koko väestön annosrajat. Vertailu tuottaa kuitenkin näkemyksen, miten altistuminen suhtautuu säteilyn työperäiseen altistumiseen.

Säteilytyöstä työntekijälle aiheutuva efektiivinen annos ei saa ylittää keskiarvoa 20 mSv vuodessa viiden vuoden aikana eikä minkään vuoden aikana arvoa 50 mSv.

Toimenpidearvo hengitysilman radonpitoisuudelle on 400 Bq/m³ työpaikoilla (mm. kaivokset, louhintatyömaat, tunnelit).

Riskikuvauksena esitetään turvamarginaalin suuruus annosrajaan.

6. Laskennallinen syöpäriski

Syöpäriski väestötasolla olisi hyvä laskea aina kun siihen tarvittava säteilyn annostieto on olemassa. Ionisoivan säteilyn pahimpana riskinä voidaan pitää syöpäriskiä ja sen suuruus olisi hyvä olla tiedossa/esillä säteilyä arvioitaessa.

Kaivosympäristössä todettuun ionisoivaan säteilyyn liittyvä syöpäriski, perinnöllisten vaikutusten riski ja näiden stokastisten vaikutusten riski yhteensä kaivosalueen ympäristön väestölle (väestötasolla) suositellaan lasketttavaksi ICRP:n nimellisiä riskikertoimia käyttäen:

Syöpäriski kuvastaa syövän esiintyvyyttä, joka on painotettu kuolleisuudella ja elämän laadun heikkenemisellä.

Laskenta tehdään erikseen koko väestölle ja aikuiselle työikäiselle väestölle (aikuiset työntekijät).

Nimelliset riskikertoimet ovat:

Koko väestö:

• Syöpä: 5.5 x 10^-2 Sv^-1 = 5.5 x 10^-5 per mSv
• Perinnölliset vaikutukset: 0.2 x 10^-2 Sv^-1 = 2 x 10^-6 per mSv
• Edellä mainitut vaikutukset yhdessä (nimellinen kokonaisriski): 5.7 x 10^-2 Sv^-1 = 5.7 x 10^-5per mSv

Aikuiset työntekijät:

• Syöpä: 4.1 x 10^-2 Sv^-1 = 4.1 x 10^-5 per mSv
• Perinnölliset vaikutukset: 0.1 x 10^-2 Sv^-1 = 1 x 10^-6per mSv
• Edellä mainitut vaikutukset yhdessä (nimellinen kokonaisriski): 4.2 x 10^-2 Sv^-1 = 4.2 x 10^-5 per mSv

Riskikuvauksena esitetään riskien suuruudet (esim. 5 x 10^-5). Riskitasoa 10^-6 pidetään yleisesti hyväksyttävänä ja 10^-5 vielä vähäisenä.

Jos riski kohdistuu lukumääräisesti isoon väestömäärään, voidaan laskea myös todennäköisten syöpätapausten lukumäärä altistuvassa väestössä (keskimääräinen altistumistaso x syövän yksikköriski x altistuvan väestön lukumäärä). (Karsinogeeniset vaikutukset).

Radon:

Ulkoilman radonille ei ole erikseen syöpäriskikertoimia. Radonille hengitettynä on kuitenkin syöpäriskikertoimia, joita voidaan käyttää syöpäriskitason laskemiseen väestötasolla myös ulkoilman radontasolle kuvaamaan karkeaa riskitasoa.

Ulkoilman radoniin liittyvä syöpäriski väestötasolla voidaan laskea seuraavia riskikertoimia käyttäen. Riski lasketaan erikseen tupakoiville ja ei-tupakoiville, koska tupakointi lisää merkittävästi radonin syöpäriskiä.

• Radonin kuolemaan johtavan keuhkosyövän riski (75 ikävuoteen mennessä) ei-tupakoiville: 0.6 x 10^-5 per Bq/m³.
• Radonin kuolemaan johtavan keuhkosyövän riski (75 ikävuoteen mennessä) tupakoiville: 15 x 10^-5 per Bq/m³.
• Radonin säteilytaso, jolle riskiä arvioidaan, esitetään sen pitoisuutena ilmassa, Bq/m³. Riski kuvastaa elinaikaista altistumista kyseiselle radontasolle.

Riskikuvauksena esitetään riskien suuruudet (esim. 5 x 10^-5). Jos riski kohdistuu lukumääräisesti isoon väestömäärään, lasketaan myös todennäköisten syöpätapausten määrä altistuvassa väestössä (keskimääräinen altistumistaso x syövän yksikköriski x altistuvan väestön lukumäärä). (Karsinogeeniset vaikutukset).

Syöpäriskin arviosta tulee todennäköisesti yliarvio, ellei muuta radonaltistumista ole, koska ulkoilman radonille ei altistuta jatkuvasti (ainoastaan ulkona oleskeltaessa). Jos samojen henkilöiden asunnoissa on enemmän radonia kuin ulkoilmassa, sisäilman radon aiheuttaa suuremman keuhkosyöpäriskin.

Radioaktiivisuuden liikkuminen kaivosprosesseissa

Jos louhittava malmi sisältää luonnon taustaan nähden poikkeavan paljon radioaktiivisia aineita, radioaktiivisia aineita erotetaan kaivosprosessissa malmista talteen (esimerkiksi uraanin talteenotto) tai radioaktiiviset aineet muuten konsentroituvat kaivosalueella (esimerkiksi loppusijoitettavaan jätteeseen), radioaktiivisiin aineisiin on kiinnitettävä lisähuomiota seuraavasti.

Kuvaa:

• säteilyä sisältävien malmien sijainti tehdasalueella
• käsittelyprosessit (esimerkiksi liuotus, puolituotteen saostukset, kuivaus)
• radioaktiivisuutta sisältävät päästöt kaivostoiminnan aikana (ilmaan, vesiin, jätevesiin; yleensä samanlainen arvio kuin ei-radioaktiivisille eineille ja niiden päästöille)
• radioaktiivisuutta sisältävien tuotteiden varastointi kaivosalueella
• radioaktiivisuutta sisältävien tuotteiden kuljetus kaivoalueelta
• kaivosalueelle jäävän radioaktiivisuuden sijainti ja arvio sen liikkuvuudesta (suodosvedet, leviäminen pölyssä)

Lisäksi on arvioitava, lisäävätkö poikkeus- ja onnettomuustilanteet päästöjä ympäristöön ja mikä on siihen liittyvä (lisä)riski, radioaktiivisten aineiden päästöt ympäristöön kaivosalueen sulkemisen jälkeen ja niihin liittyvä terveysriski.

Tämä vaihe kuvastaa varsinaista kaivostoimintaa. Riskinarvio tehdään samojen periaatteiden mukaan kuin on edellä kuvattu. Arviossa huomioidaan varsinaisesta toiminnasta aiheutuva lisäsäteily ympäristöön.

Radioaktiivisuus kaivosjätteessä

Kun kaivostoiminta lopetetaan, kaivosalueesta ja alueelle jäävästä jätteestä (loppusijoitus) aiheutuva ympäristöterveysriski on arvioitava, pitkällä aikajänteellä. Oleellista on kuvata

• jätteisiin jäljelle jäävät radioaktiiviset aineet ja isotoopit
• niiden pitoisuudet jätteessä
• niiden emissiot pitkällä aikavälillä ympäristöön (pohjavesi, pintavesi, ulkoilma, säteily maan pinnalla)

Varsinainen riskinarvio toteutetaan niistä päästöistä, jotka ovat kyseisessä kaivosympäristössä relevantteja, soveltuvasti edellä kuvattujen periaatteiden mukaan.

B. Säteilyyn liittyvän terveysriskin arvio toimivan kaivoksen ympäristössä

Säteilyyn liittyvän terveysriskin arvio toimivan kaivoksen ympäristössä toteutetaan saman periaatteen mukaan kuin on kuvattu kohdassa A. Säteilyyn liittyvän terveysriskin arvio kaivostoiminnan suunnitteluvaiheessa.

Toimivasta kaivoksesta on saatavissa tarkempaa radioaktiivisuuden päästötietoa ja ympäristöstä kvantitatiivista pitoisuustietoa säteilystä riskinarvioon tarkkailuohjelmista. Riskikuvauksessa käytettävät vertailutiedot ovat samoja. Toimivalle kaivokselle samat asiat on arvioitava, mutta arviota on syytä tarkentaa niiden päästöjen, isotooppien ja ympäristön elementtien osalta, joihin säteilyemissiot merkittävimmin kohdistuvat.

Jos kaivostoiminnassa suunnitellaan ja toteutetaan merkittäviä muutoksia, niiden vaikutus myös säteilyn aiheuttamaan ympäristöterveysriskiin on arvioitava, vastaavasti.

Taustatietoa

Alla on tietoa ionisoivaan säteilyyn liittyen. Koska säteily altisteena poikkeaa usealla tavalla kemiallista aineista, yhteenveto on tavanomaista perusteellisempi. Ionisoivan säteilyn perusteiden ymmärtäminen auttaa riskinarvion tekemistä ja säteilyyn liittyvän riskin arviointia.

Säteilytyypit

Alfasäteily

Alfasäteilyä syntyy kun atomin ytimestä irtoaa alfahiukkanen (helium-4 ydin). Alfasäteily on tyypillistä raskaille isotoopeille.

Alfahiukkanen on suhteellisen suuri/painava, sisältää varauksen ja menettää liikkuessaan nopeasti energiaa. Siksi sen kantama on lyhyt, ilmassa vain muutama cm. Samalla siitä varastoituu kuitenkin ympäristöönsä paikallisesti, esim. kudokseen, runsaasti energiaa ja siksi alfasäteily on paikallisesti haitallista.

Ulkoinen alfasäteily ei ole haitallista, koska muutama cm ilmaa jo suojaa säteilyltä eikä se läpäise esimerkiksi paperia ja ihon pintasolukkoa. Sen sijaan kehon sisään päätyvä alfasäteilyä säteilevä isotooppi (nieltynä tai hengitettynä) on haitallista, paikallisesti (lyhyt kulkeuma kudoksessa). Alfasäteilyllä on suurempi ns. suhteellinen biologinen vaikuttavuus, (RBE) kuin beeta- ja gammasäteilyllä , joten sitä voi pitää näistä haitallisimpana säteilytyyppinä.

Menetettyään energiansa alfahiukkanen muuttuu heliumiksi.

Alfasäteilyä tuottavat mm.

• Uraani-238 (U-238)
• Torium-232 (Th-232)
• Radium-226 (Rn-222)
• Polonium-210 (Po-210).

Alfasäteily on tyypillistä uraanisarjassa.

Alfasäteilijöiden tytärisotoopit voivat säteillä myös beeta- ja gammasäteilyä, joten näitä säteilylajeja esiintyy vaihtelevasti samanaikaisesti. Alfasäteily on terveysriskin kannalta merkittävin ionisoivan säteilyn laji uraanisarjassa.

Beetasäteily

Beetasäteilyä syntyy kun beetahiukkanen (elektroni tai positroni) irtoaa atomista. Beetahiukkasten nopeus riippuu niiden energiasta. Energia purkautuu hiukkasten nopeudeksi, mikä vaurioittaa soluja. Energia rikkoo kemiallisia sidoksia ja aiheuttaa ionisaatiota. Usein samassa yhteydessä, välittömästi beetahajoamisen jälkeen, syntyy myös gammasäteilyä (gammafotoneita), mikä tuottaa suuremman ja varsinaisen isotooppiin liittyvän terveysriskin (esimerkiksi Cs-137). Kun beetahiukkanen menettää energiansa, se on tavallinen vapaa elektroni.

Beetasäteilyä tuottavia isotooppeja ovat mm.

• Cesium-137 (Cs-137)
• Strontium-90 (Sr-90)
• Tritium (H-3)
• Jodi-131 (I-131)
• Kalium-40 (K-40)

Beetasäteily ei ole tyypillistä kaivosympäristössä relevanttien radioisotooppien säteilyä. Esimerkiksi uraanisarjassa sitä syntyy radonin välituotteiden hajoamisessa.

Beetasäteilyn kantama on ilmassa pitempi kuin alfasäteilyn kantama (kymmeniä senttejä), mutta säteily pysähtyy kiinteän materiaalin pintaan eikä läpäise sitä. Beetahiukkaset ovat kooltaan pienempiä ja vähemmän varautuneita ja menevät kudoksessa hieman syvemmälle kuin alfahiukkaset aiheuttaen vauriota laajemmalla alueella.

Kun alfasäteilyn suhteellinen biologinen vaikuttavuus (RBE) on 20, se on beetasäteilylle huomattavasti pienempi, 1.

Gammasäteily

Gammasäteily on atomin ytimestä irtoavia fotoneita (energiapaketteja), sisältäen n. 10000-kertaa enemmän energiaa kuin näkyvän valon fotonit. Gammafotoneilla ei ole varausta eikä massaa. Ne liikkuvat ilmassa valon nopeudella, pitkiä matkoja ennen kuin menettävät energiansa. Niiden kantama on eri luokkaa kuin alfa- tai beetasäteilyn kantama. Gammasäteilyä syntyy usein välittömästi isotoopin beetahajoamisen jälkeen eli ne liittyvät toisiinsa.

Gammasäteily läpäisee hyvin materiaa, mm kudoksia. Gammasäteilyltä suojautumiseen tarvitaan erityissuojausta, esimerkiksi lyijylevyjä. Mitä suurempi energia säteilyllä on, sitä paksumpi suoja tarvirtaan.

Ihmiset altistuvat gammasäteilylle koko ajan mm. elimistössä olevasta K-40 isotoopista. Kosminen säteily on gammasäteilyä. Samoin mm. ympäristön epäpuhtautena olevan Cs-137:n hajoamiseen liittyy gammasäteily.

Uraanimalmi lähettää gammasäteilyä, joka on peräisin uraanin ja toriumin hajoamissarjan nuklideista ja K-40-isotoopista.

Gammasäteilystä suuri osa läpäisee ihmisen kehon vaikuttamatta kudoksiin, atomitasolla keho on suurimmaksi osaksi tyhjää tilaa ja säteet ovat pieniä. Mutta törmätessään kudoksissa atomiin se voi ionisoida sen suoraan luovuttamalla energiaa tai aiheuttaa sekundaari-ionisaatiota. Tästä syntyy solutasolla terveyshaitta .Koska gammasäteily on näin läpäisevää ja säteilee kaukaa/kauaksi, se on hyvin potentiaalinen terveyshaitta. Esimerkiksi säteilyonnettomuuksiin liittyvä suurten annosten aiheuttama akuutti säteilysairaus on seurausta gammasäteilystä.

1 Sv (1000 mSv) kerta-annoksena aiheuttaa ihmisille verenkuvamuutoksia, 2-3 Sv vakavan säteilysairauden ja on jo 10-30 %:lle tappava ja 7.5-10 Sv annokset koko keholle saatuna ovat kaikille tappavia.

Gammasäteily ja röntgensäteily ovat samaa säteilyä. Ne lähtevät vaan eri osista atomia ja röntgensäteily on matalaenergisempaa. Röntgensäteilyä käytetään mm. sairaaloiden röntgenlaitteissa. Gammasäteilyä tuottavia isotooppeja käytetään paljon lääketieteessä säteilyn lähteenä (mm. syöpähoito, merkkiaineissa).

Säteilyyn liittyviä määritelmiä

Aktiivisuus

Radionuklidin aktiivisuus on tarkasteltavassa nuklidimäärässä tietyssä ajassa tapahtuvien spontaanien ydinmuutosten lukumäärä. Aktiivisuuden yksikkö on becquerel (Bq). 1 Bq = 1 radioaktiivinen hajoaminen per sekunti (1 s-1).

Aktiivisuuspitoisuus

Aktiivisuuspitoisuus on tarkasteltavassa ainemäärässä tai tilavuudessa olevan radioaktiivisen aineen aktiivisuus jaettuna kyseisellä ainemäärällä tai tilavuudella. Aktiivisuuspitoisuuden yksikköjä ovat esimerkiksi Bq/m³, Bq/l tai Bq/kg.

Ekvivalenttiannos

Ekvivalenttiannos on säteilystä kudokseen tai elimeen massayksikköä kohti keskimäärin siirtyneen energian ja säteilyn painotuskertoimen tulo. Ekvivalenttiannoksen avulla arvioidaan säteilyn haittavaikutuksia tarkasteltavassa kudoksessa. Se koskee sekä ulkoista että sisäistä säteilyä. Ekvivalenttiannoksen yksikkö on sievert (Sv). Ekvivalenttiannoksen laskentakaava on STUK:n ohjeessa ST 7.2/9.8.2007.

Ekvivalenttiannoksen kertymä

Kudoksen ekvivalenttiannoksen kertymä on kehoon joutuneen radioaktiivisen aineen tälle kudokselle aiheuttama ekvivalenttiannos. Ekvivalenttiannoksen kertymällä arvioidaan kehoon joutuneiden radioaktiivisten aineiden ekvivalenttiannosta.

Ekvivalenttiannoksen kertymän yksikkö on sievert (Sv).

Kehoon joutunut radioaktiivinen aine voi aiheuttaa altistusta pitkään saannin jälkeen. Annos katsotaan kuitenkin saaduksi kokonaan sinä vuonna jona aine päätyy elimistöön. Ekvivalenttiannoksen kertymän laskentakaava on STUK:n ohjeessa ST 7.2/9.8.2007.

Efektiivinen annos

Efektiivinen annos on säteilylle alttiiksi joutuneiden kudosten ja elinten ekvivalenttiannosten painotettua summa. Efektiivisen annoksen avulla arvioidaan lähinnä säteilyn ihmiselle aiheuttamien stokastisten (satunnaisten) haittavaikutusten riskiä. Efektiivinen annos koskee sekä ulkoista että sisäistä säteilyä.

Efektiivisen annoksen yksikkö on sievert (Sv).

Efektiivisen annoksen laskentakaava on STUK:n ohjeessa ST 7.2/9.8.2007.

Efektiivisen annoksen kertymä

Efektiivisen annoksen kertymä on kudosten painotuskertoimilla kerrottujen ekvivalentti¬annosten kertymien summa. Efektiivisen annoksen kertymällä arvioidaan kehoon joutuneiden radioaktiivisten aineiden efektiivistä annosta.

Efektiivisen annoksen kertymän yksikkö on sievert (Sv).

Kehoon joutunut radioaktiivinen aine voi aiheuttaa altistusta pitkään saannin jälkeen. Annos katsotaan kuitenkin saaduksi kokonaan sinä vuonna jona aine päätyy elimistöön.

Efektiivisen annoksen kertymän laskentakaava on STUK:n ohjeessa ST 7.2/9.8.2007.

Puoliintumisaika

Aika, jonka kuluessa radioaktiivisen aineen määrä vähenee puoleen radioaktiivisen hajoamisen seurauksena eli puolet aineesta muuttuu toiseksi aineeksi. Jokaisella radioaktiivisella aineella on sille ominainen puoliintumisaika, joka voi olla sekunnin osista tuhansiin vuosiin.

Säteilyyn ja säteilysuojeluun liittyvä sanasto ja termit on kuvattu kokonaisuudessaan STUK:n Internet-sivuilla (www.stuk.fi).

Yleistä ionisoivan säteilyn terveysriskin arviosta

Ionisoivaa säteilyä arvioidaan ensisijaisesti säteilysuojelun näkökulmasta. International Commission on Radiological Protection (ICRP) on kansainvälinen taho, joka antaa säteilysuojeluun liittyviä suosituksia ja ohjeistusta. Sen antamat suositukset ovat kansallisten määräysten pohjana. Suomessa Säteilyturvakeskus (STUK) antaa kansalliset säteilyturvallisuusohjeet ja raja-arvot (mm. ST-ohjeet).

Ionisoivalla säteilyllä ei ole ”haitatonta pitoisuutta” vaan olettamus on, että säteilyyn liittyy riski, mikä kasvaa lineaarisesti säteilyannoksen kasvaessa. Nollariskiä ei ole. Tällöin on ollut perusteltua määritellä säteilytasoja, joita ei tulisi ylittää, jotta säteilyyn liittyvä terveysriski olisi vielä hyväksyttävissä eikä kohoaisi kohtuuttoman suureksi. Siksi säteilyyn liittyvät ohje- ja raja-arvot ovat tyypillisesti annos- ja pitoisuusrajoja. Tyypillisimmin riskin kuvauksessa säteilyä verrataan, ylittääkö vai alittaako säteily asetetun sallitun annos- tai pitoisuusrajan. Absoluuttinen riski (esimerkiksi syöpäriskin suuruus) voidaan kuitenkin laskea, kun riskikerroin tiedetään.

Lineaarisesta annos-vasteesta johtuen säteilyannoksen lisäys lisää riskiä aina yhtä paljon riippumatta siitä, missä kohtaa annoskäyrällä ollaan.

Ionisoivan säteilyn syöpäriskiin vaikuttaa kaikki elinaikainen ionisoiva säteily, riippumatta siitä, millaisissa jaksoissa säteilylle altistutaan. Siten lyhytaikainenkin altistuminen, pitkienkin väliaikojen jälkeen, lisää säteilyyn liittyvää riskiä. Elinaikainen riski on sitä pienempi, mitä harvemmin ja mitä vähäisemmälle säteilylle elinaikana altistutaan.

Terveysvaikutuksia arvioitaessa tulee arvioida säteilyn kokonaisannoksen vaikutus. Säteily jaetaan ulkoiseen säteilyyn (säteily elimistön ulkopuolelta) ja sisäiseen säteilyyn (säteilyä tuottava aine elimistössä; nieltynä, hengitettynä tai varastoituneena esimerkiksi luustoon). Näiden tuottama kokonaisannos tulee laskea riskinarviossa yhteen. Käytännössä kaivosympäristössä väestö altistuu kaivostoimintaan liittyen ainoastaan sisäiselle säteilylle, koska varsinainen säteilylähde (kaivos) ei tuota ihmisille ulkoista säteilyä (säteilylähde kaukana, ihmiset eivät altistus säteilylle suoraan).

Vaikka ihminen altistuisi samaan aikaan ionisoivalle säteilylle työperäisesti, lääketieteellisen altistuksen yhteydessä ja elinympäristöstä, ICRP suosittelee, ettei yksilölle näistä kolmesta erityyppisestä altistustavasta aiheutuvaa annosta lasketa yhteen valvontatarkoituksessa. Siksi elinympäristöstä tulevaa säteilyä tarkastellaan erikseen.

Säteilysuojelua varten miehille ja naisille on asetettu samat säteilyn raja-arvot.

ICRP:n riskiarviot ovat nimellisiä, koska ne liittyvät tyypillisen ikäjakauman omaavista naisista ja miehistä koostuvan nimellisen väestön säteilyaltistukseen ja ne on laskettu eri ikäryhmien ja molempien sukupuolien keskiarvoina. Dosimetrinen suure efektiivinen annos on myös laskettu ikäryhmien ja sukupuolten keskiarvona.

Efektiivisen annoksen arvioinnissa käytettävien tekijöiden määritelmiin kuuluu luonnostaan useita epävarmuuksia. Kuolemantapaus- ja haittakerroinarviot sopivat säteilysuojelutarkoituksiin, mutta kuten väestötason tutkimuksiin (epidemiologiaan) perustuvissa arvioissa yleensä, nimellisiä riskikertoimia ei voida käyttää yksittäisen ihmisen riskinarvioon (henkilökohtaiseen riskiin). Riskinarviota yksilölle ei voida tarkasti tehdä.

Efektiivisten vuosiannosten lähestyessä 100 mSv:ä, suojelutoimenpiteet ovat lähes aina oikeutettuja. Säteilyannoksilla, jotka ovat alle 100 mSv vuodessa, satunnaisten (stokastisten) terveysvaikutusten lisäyksen arvioidaan olevan pieni ja suoraan verrannollinen säteilyannoksen nousuun.

Kaivosympäristö voidaan katsoa yhdeksi, eri altistumisreitein säteilyä tuottavaksi lähteeksi ja tehdä säteilyn suhteen lähdekohtainen riskinarviointi.

Ionisoivan säteilyn terveyshaitat

Säteilyn terveyshaitat

Säteilyn terveyshaittavaikutukset jaetaan suoriin (deterministisiin) vaikutuksiin ja satunnaisiin (stokastisiin) vaikutuksiin.

Kaivosympäristössä asuvaa väestöä koskevat lähinnä säteilyn stokastiset haittavaikutukset (syöpä ja perinnölliset vaikutukset), koska ympäristöperäisen säteilyn voi kaikissa tilanteissa olettaa jäävän tasolle, jolla ainoastaan stokastiset vaikutukset ovat mahdollisia. Riskinarvion kannalta on kuitenkin hyvä tietää ionisoivan säteilyn haittavaikutukset kokonaisuudessaan, koska haittavaikutukset on viimekädessä annoskysymys.

Suorat (deterministiset) haittavaikutukset

Deterministiset vaikutukset ovat varmoja suoria terveyshaittoja (haitalliset kudosreaktiot), jotka ilmenevät kun säteilyannos on riittävän suuri.

Deterministiset haittavaikutukset johtuvat suurten annosten aiheuttamista solukuolemista tai solujen toiminnan häiriöistä, ovat usein äkillisiä ja ilmenevät kun annos ylittää tietyn kynnysarvon. Sen alapuolella vaikutuksia ei synny. Kynnysannos deterministisille haittavaikutuksille on noin 100 mGy (miligray; gammasäteilylle mGy=mSv, alfasäteilylle 1 mGy=0.05 mGy). Kun absorboitunut annos (kerta-annos tai toistuvana kertyvä annos) on tätä pienempi, säteilyn energiansiirtokyvystä riippumatta, ei ole syntynyt kliinisesti merkittäviä muutoksia.

Deterministisiä haittavaikutuksia ovat mm.:

• säteilysairaus luuydin- ja suolistovaurioineen
• säteilypalovamma
• sädepneumoniitti
• harmaakaihi
• sikiövaurio

Kaivosympäristöön (kaivosalueen ulkopuolella) ei liity missään yhteydessä niin korkeaa säteilyä, että siitä voisi seurata näitä deterministisiä haittavaikutuksia ympäristön väestölle. Ne eivät ole todennäköisiä edes kaivostyöntekijöille Suomessa. Tällaisia haittavaikutuksia voi syntyä muissa vakavissa säteilyonnettomuuksissa (ydinreaktorionnettomuudet, atomipommi, suuret sädehoitoannokset).

Yksilön suojaaminen säteilyltä on determinististen vaikutusten suhteen tärkeää.

Ionisoivan säteilyn vaikutusta useiden tavallisten sairauksien (esim. sydän- ja verisuonisairauksien) lisääntymiseen ei vielä ole pystytty arvioimaan (ei ole riittävästi tietoa), onko lisääntyneellä säteilyaltistuksella niihin merkitystä.

Satunnaiset (stokastiset) haittavaikutukset

Stokastiset eli satunnaiset haitat ovat tilastollisia haittavaikutuksia, jotka johtuvat säteilyn aiheuttamasta satunnaisesta geneettisestä muutoksesta solussa. Stokastisia haittavaikutuksia ovat syöpä ja perinnölliset muutokset.

Stokastiset vaikutukset voivat periaatteessa saada alkunsa miten pienestä ionisoivan säteilyn altistuksesta tahansa: niillä ei ole kynnyspitoisuutta. Haitta-aste ei riipu saadusta säteilyannoksesta; ainoastaan haitan todennäköisyys kasvaa annoksen kasvaessa. Vaikutuksilla on lisäksi latenssiaika, koska ne ilmenevät. Vaikutukset eivät tule ilmi heti vaan vuosien kuluttua altistumisesta.

Kaikki elinaikainen säteily, myös jaksottainen altistuminen, vaikuttaa riskiin. Koko elinaikana kertynyt kumulatiivinen annos määrää kokonaisriskin. Siten myös mahdollinen lisäaltistuminen säteilylle kaivosympäristöstä lisää riskiä, muista säteilylähteistä riippumatta.

Yksilön riski on suhteellisen pieni melko isonkin annoksen jälkeen, eikä sitä voi yksilölle päätellä. Stokastisten haittavaikutusten riskejä voidaan tarkastella ainoastaan väestötasolla, kokonaishaittana isommalle joukolle ihmisiä. Hyvin isolle altistuvalle joukolle riski voi muodostua merkittäväksi, vaikka yksilöannokset eivät olisikaan suuria.

Stokastisten vaikutusten osalta huomioidaan säteilysuojelussa kokonaisia väestöryhmiä, jolloin koko ryhmän kollektiivinen annos on ratkaiseva.

Syöpäriski

Syöpä on ionisoivan säteilyn stokastinen haittavaikutus. Altistumisen suhteen syöpäriskille ei ole nollapitoisuutta eikä kynnysarvoa vaan kaikki säteily lisää syöpäriskiä. Riski on vaan sitä isompi, mitä enemmän säteilylle altistutaan. Ionisoiva säteily on elimistölle yksi syöpäriskiä lisäävä altiste muiden syöpää aiheuttavien altisteiden lisäksi.

Epidemiologisilla ja kokeellisilla tutkimuksilla on saatu todisteita säteilyn aiheuttamasta syöpäriskistä noin 100 mSv:n suuruisilla annoksilla. Tätä pienemmillä annoksilla lisääntynyt riski ei ole tullut esille. Syöpätapausten ja perinnöllisten vaikutusten määrän kasvu on suoraan verrannollinen kyseessä olevalle kudokselle tai elimelle aiheutuneen ekvivalenttiannoksen kasvuun.

ICRP:n nimelliset riskikertoimet ionisoivan säteilyn stokastisille haittavaikutuksille pienillä altistumistasoilla, joksi kaivosympäristöperäinen altistus voidaan luokitella, ovat seuraavat:

Koko väestö:

• Syöpä: 5.5 x 10^-2 Sv^-1 = 5.5 x 10^-5 per mSv
• Perinnölliset vaikutukset: 0.2 x 10^-2 Sv^-1 = 2 x 10^-6 per mSv
• Edellä mainitut yhteensä (nimellinen kokonaisriski): 5.7 x 10^-2 Sv^-1 = 5.7 x 10^-5 per mSv

Aikuiset työntekijät:

• Syöpä: 4.1 x 10^-2Sv^-1 = 4.1 x 10^-5 per mSv
• Perinnölliset vaikutukset: 0.1 x 10^-2 Sv^-1 = 1 x 10^-6per mSv
• Edellä mainitut yhteensä (nimellinen kokonaisriski): 4.2 x 10^-2 Sv^-1 = 4.2 x 10^-5 per mSv

Syövän nimelliset riskikertoimet perustuvat syövän esiintyvyyteen, joka on painotettu kuolleisuudella ja elämän laadun heikkenemisellä.

Sikiön altistumisesta aiheutuvaa syöpäriskiä pidetään samansuuruisena kuin pikkulasten syöpäriskiä.

Hyvin suurilla säteilyannoksilla (yli 0,2 Sv) sekä suuresta annosnopeudesta (yli 0,1 Sv/h) kuolemaan johtavan syövän todennäköisyyskerroin on 10%/Sv, työikäiselle väestölle 8%/Sv.

Kyseessä on elinikäisriski koko väestölle, väestöaltistuksen jälkeen. Riski yksilötasolla poikkeaa näistä luvuista. Lasten riski on suurempi ja vanhusten pienempi. Ainoastaan pelkälle työikäiselle väestölle on annettu omat todennäköisyyskertoimet.

Perinnölliset muutokset

Ei ole suoria todisteita, että vanhempien säteilyaltistus lisäisi jälkeläisten perinnöllisiä sairauksia. Koe-eläimillä säteilyn aiheuttamia perinnöllisistä vaikutuksista on havaittu.

Raskauden aikaiset vaikutukset

Kehittyvä sikiö raskauden aikana on erityisen herkkä ionisoivalle säteilylle, koska sikiön solujen jakautuminen on vilkasta ja voi syntyä pysyviä haittavaikutuksia. Säteilysuojelun näkökulmasta raskausaika ja raskaana olevat naiset on erityisherkkä ryhmä.

Ionisoivan säteilyn vaikutukset sikiön kehitykseen ovat deterministisiä vaikutuksia, niille on kynnysannos. Ei ole näyttöä, että pieni säteilyannos voisi satunnaisesti aiheuttaa sikiölle huomattavan vamman.

Kynnysarvona ionisoivan säteilyn sikiövaikutuksille pidetään annostasoa 100 mGy. Altistuttaessa raskauden aikana alle 100 mGy ei lisääntynyttä epämuodostumien riskiä ole todettu. Ydinpommituksissa eloonjääneistä saadut tiedot osoittavat, että kynnysarvo (kynnysannos) vakavan henkisen jälkeenjääneisyyden syntymiseen kaikkein herkimmän sikiönkehityksen aikana (8 – 15 viikkoa hedelmöityksen jälkeen) on vähintään 300 mGy. Riskiä pienillä annoksilla ei ole.

Säteilyn vaikutus raskauden aikana riippuu säteilyannoksesta, säteilyn annosnopeudesta ja raskauden vaiheesta.

Kolmannella ja neljännellä raskausviikolla (1–2 viikkoa hedelmöityksestä) säteily vaikuttaa alkioon siten, että raskaus joko ei ala ollenkaan (keskeytyy ennen kuin sitä on edes todettu), tai sikiö kehittyy jatkossa normaalisti ja lapsi syntyy terveenä.

Raskausviikoilla 5–9, jolloin kaikki elinsysteemit pääpiirteiltään muodostuvat (organogeneesi), säteily voi tuottaa epämuodostumia ja muita kehityshäiriöitä. Säteily vaurioittaa ensisijaisesti kehittyvää keskushermostoa.

Säteilyn vaikutuksia lapsessa ovat

• pienikokoisuus
• pieni pää
• henkinen jälkeenjääneisyys
• silmämuutokset (harmaakaihi)
• luustomuutokset
• sukuelinmuutokset.

Näitä pidetään säteilyvamman merkkivaurioina. Alle 1Gy annoksen jälkeen ihmisillä ei ole kuvattu muunlaista kehitysvammaa kuin keskushermostovauriota tai yleistä kasvuhäiriötä.

Sikiökaudella (raskausviikosta 10 raskauden loppuun) raskausviikkoina 10–17 keskushermosto vaurioituu säteilystä kaikkein herkimmin. Hermosolujen jakautuminen ja vaeltaminen on altis säteilyn aiheuttamalle häiriölle. Jo alle 100 milligrayn (mGy) annos, voi tänä aikana aiheuttaa pienipäisyyttä ja jonkinasteista älykkyyden alenemista. Korkeampi annos (yli 0,5 Gy) aiheuttaa usein vakavaa henkistä jälkeenjääneisyyttä. Ionisoivan säteilyn vaikutuksista lasten kehitykseen on saatu tietoa erityisesti atomipommien aiheuttamasta säteilystä Japanissa.

Luonnonsäteily aiheuttaa koko raskauden aikana kehittyvälle sikiölle yhteensä noin 1 mSv säteilyannoksen. Turvamarginaali luonnon säteilystä raskauden aikaisiin haittoihin sikiölle on siten n. 100-kertainen. Ympäristössä luonnon taustasäteilyn lisäksi oleva säteily pienentää tätä turvamarginaalia, mutta raskauden aikaista haittaa on odotettavista kun säteily ylittää 100 mGy:n kynnysannoksen.

Muut vaikutukset

Radioaktiivisuuten ja säteilyyn liittyy tyypillisesti vahva pelko, koska säteily on vaikeasti hahmotettava asia. Koska periaatteessa turvallista säteilytasoa ja –annosta ei ole (stokastiset vaikutukset), taustasäteilystä poikkeavan säteilyn merkitys on syytä aina arvioida.

Säteilyyn liittyvän aiheettoman pelon terveyshaittaa on kuitenkin mahdotonta arvioida. Lisääntynyt radioaktiivisuus ympäristössä voidaan katsoa viihtyvyyshaitaksi ihmisille, jotka sen vaikutuspiirissä oleskelevat. Tietoisuus ympäristössä olevasta poikkeuksellisesta säteilystä rasittaa.

Oikea tieto kulloisenkin säteilytason ja -tilanteen terveysriskistä riittävän konkreettisesti kuvattuna (vertailu tunnettuihin riskeihin) todennäköisesti lieventää pelkoa ja viihtyvyyshaittaa.

Säteilyn vaikutus solutasolla

Ionisoivan säteilyn vaikutukset aiheutuvat ionisaatiosta. Osuessaan aineeseen säteily aiheuttaa atomien ionisaatioita ja virittymistä. Ionisaatiossa atomin elektroni irtoaa ja atomi saa varauksen. Jo hyvin pieni säteilyannos kykenee aiheuttamaan runsaasti ionisaatioita. Ionisaatio vaurioittaa solun makromolekyylejä aiheuttaen toksisuutta.

Säteily voi olla suoraan ionisoivaa (alfahiukkaset) tai epäsuorasti ionisoivaa (gammasäteily). Esimerkiksi alfahiukkaset aiheuttavat suoraan atomien ionisaatioita kulkiessaan solun läpi. Gammasäteily saa aikaan sekundaarisäteilyä, joka aiheuttaa ionisaatiot. Gammasäteet koostuvat fotoneista. Kulkiessaan solun läpi fotoni voi luovuttaa kaiken energiansa kohtaamansa atomin elektronille. Kun energia on riittävän suuri, elektroni irtoaa ja lähtee liikkeelle aiheuttaen matkallaan ionisaatioita.

Ionisoiva säteily voi olla tiheään ionisoivaa, kuten alfasäteily. Se kulkee suoraan, aiheuttaa runsaasti ionisaatiota kulkiessaan solun läpi, mutta kulkee vain hyvin lyhyitä matkoja kudoksessa (kymmeniä mikrometrejä). Silti se aiheuttaa laaja-alaisia ja vaikeasti korjattavia vaurioita soluissa, joihin säteily kohdistuu.

Säteily voi olla harvaan ionisoivaa säteilyä, kuten gammasäteily. Se kulkee mutkitellen, useita senttimetrejä kudoksessa. Se aiheuttaa vähemmän ionisaatiota kuin esimerkiksi alfasäteily mutta ionisaatiota tiuhempaan ennen pysähtymistään. Vaurioita syntyy enemmän pysähtymisvaiheessa kuin alkumatkalla.

Säteily jakautuu kudoksessa hyvin epätasaisesti. Jotkin solut eivät saa lainkaan säteilyä ja toiset taas saavat suuria annoksia. Solutyypin herkkyydestä riippuen esimerkiksi 30–90 prosenttia yhden alfahiukkasen läpäisemistä soluista kuolee.

Koska solut koostuvat pääosin vedestä, varauksinen hiukkanen osuu useimmiten vesimolekyyliin (noin 70 prosenttia osumista) ja aiheuttaa sen hajoamisen. Veden hajoamisreaktiossa syntyy radikaali-ioneja, jotka synnyttävät reaktiivisia vapaita radikaaleja kuten hydroksyyli- (OH•) ja vetyatomiradikaaleja (H•). Vapaat radikaalit synnyttävät uusia radikaaleja, jotka kykenevät katkaisemaan kovalenttisia sidoksia molekyyleistä kaapaten niiltä vetyatomeja. Vapaa radikaali voi reagoida DNA-molekyylin kanssa vaurioittaen DNA:ta. Vapaat radikaalit voivat reagoida myös keskenään muodostaen solulle vaarallisia molekyylejä. Kahden hydroksyyliradikaalin (OH•) yhdistymisen tuloksena syntyy vetyperoksidia (H₂O₂), joka on voimakas hapetin ja aiheuttaa lisää vaurioita solun makromolekyyleille.

Ionisoiva säteily vaurioittaa DNA:ta (aiheuttaa mutaatioita). Soluissa syntyy jatkuvasti DNA-vaurioita useista muista syistä (myös spontaanisti solun toimiessa). Säteily lisää vaurioita. Säteilyn aiheuttamat mutaatiot ovat tyypillisesti laajoja, useita geenejä kattavia deleetiota. Solut pystyvät kuitenkin korjaamaan lähes kaikki DNA-vauriot.

Vaurio DNA:ssa voi johtaa

• perimän vaurioitumiseen (mutaatiot)
• solun kuolemaan (apoptoosi)
• muuntumiseen syöpäsolun esiasteeksi
• jakaantumiskyvyn menetykseen tai
• vaurion korjaamiseen ja normaalin toiminnan jatkumiseen

Korjaamaton muutos DNA:ssa (mutaatio) siirtyy solujakautumisessa uudelle solulle. Kun mutaatio sattuu kriittiselle paikalle geenissä, se muuttaa geenin toimintaa. Mutaatiot solussa ovat syövän lähtökohta. Kun soluun kertyy useita korjaamattomia mutaatioita, se saattaa muuttua syöpäsoluksi. Syöpäsolut jakaantuvat villisti, syntyy vähitellen kasvain, todettavissa oleva syöpä. Syövän kehittyminen on monivaiheinen ja monimutkainen tapahtumasarja, jota kokonaisuudessaan ei vielä tunneta. Syövän kehittyminen kestää tyypillisesti 10-30 vuotta ja siihen vaikuttavat useat eri tekijät.

Koe-eläimillä tehdyissä tutkimuksissa on todettu säteilyn vaikutusten periytyvän seuraaville sukupolville mutta ihmisten osalta asia on pitkälle tuntematon. Varmaa näyttöä ihmisten osalta periytyvyydestä ei ole. Ihmisellä vakavien perinnöllisten haittojen todennäköisyys säteilyaltistuksen seurauksena on selvästi pienempi kuin syövän todennäköisyys.

Annosrajoista

Säteilylainsäädännössä on asetettu ionisoivalle säteilylle annosrajat, joita säteily ei saisi muussa väestössä ylittää kun säteilyä käytetään tietoisesti johonkin tarkoitukseen. Jos kaivos luokitellaan lainsäädännöllisesti uraanikaivokseksi, kaivostoiminnasta aiheutuva säteilypäästö ympäristöön kuuluun väestön annosrajojen piiriin.

Väestön annosrajat

Säteilyn käyttö tulee suunnitella ja järjestää siten, että siitä muulle kuin säteilytyössä olevalle henkilölle aiheutuva efektiivinen annos ei vuoden aikana ylitä arvoa 1 mSv.

Silmän mykiön ekvivalenttiannos ei saa vuoden aikana ylittää arvoa 15 mSv eikä ihon minkään kohdan ekvivalenttiannos arvoa 50 mSv.

Käytännössä kaivosalueen ympäristön säteilyaltistus alueen väestölle määritetään/lasketaan/päätellään kaivostoiminnosta ympäristöön päätyvän säteilyn perusteella, joista tärkeimmät lähteet ovat:

• säteily ilmassa (hengitettynä kaasuna
• saanti pienhiukkasissa
• säteilyn saanti maaperästä (sienet, marjat, paikallinen ravinto)
• säteily pohjavedessä (kaivovedet; juomavesi)
• säteily pintavesissä (saanti kalassa)

Näistä lähteistä saatavaa säteilyannosta verrataan edellä mainittuihin vuoden aikana maksimissaan sallittuihin annosrajoihin, käytännössä 1 mSv-annosrajaan.

Annosrajoihin ei sisällytetäasuntojen hengitysilman radonia, maan pinnan tasolla vallitsevaa avaruussäteilyä (on taustasäteilyä), luonnontilassa olevan maankuoren sisältämää säteilyä (on taustasäteilyä), ihmiskehossa luonnostaan olevien radioaktiivisten aineiden lähettämää säteilyä (esimerkiksi K-40) eikä säteilyn lääketieteellisestä käytöstä johtuvaa säteilyä (esim. röntgenkuvaukset).

Jos henkilö altistuu sekä ulkoiselle että sisäiselle säteilylle, ulkoisesta säteilystä aiheutuva annos ja kehoon joutuneiden radioaktiivisten aineiden aiheuttama annoskertymä lasketaan yhteen. Tämä kokonaisaltistus ei saisi ylittää annettuja annosrajoja. .

Säteilyn taustapitoisuuksia ympäristössä

Suomessa ei ole yhtenäisiä tietokantoja luonnon radioaktiivisten aineiden pitoisuuksista ympäristössä. Radioaktiivisten aineiden aktiivisuuspitoisuuksia on mitattu ja niiden aiheuttamaa säteilyä raportoitu eri yhteyksissä, pääasiassa STUK:n toimesta. Tiedot luonnon radioaktiivisten aineiden pitoisuuksista ovat relevantein vertailukohta kaivostoimintaan liittyvän säteilyriskin arvioinnissa, koska säteilymuutokset liittyvät luonnon radioaktiivisiin aineisiin.

Tähän on koottu tietoa radioaktiivisten aineiden, erityisesti luonnon radioaktiivisten aineiden ja säteilyn pitoisuuksista/tasoista suomalaisessa ympäristössä, mutta täysin kattavaa yhteenvetoa ei ole tehty. Lisää tietoa on viitteiden viitteissä ja useissa muissa raporteissa ja julkaisuissa.

Vertailun vuoksi tässä kuvataan myös luonnossa olevien keinotekoisten radioaktiivisten aineiden (lähinnä cesium-137, Cs-137 ja strontium-90, Sr-90) laskeumasta syntyneitä pitoisuuksia. Niitä on monitoroitu systemaattisemmin Suomessa STUK:n toimesta ympäristön säteilyvalvonnan puitteissa (esimerkiksi v. 2008 vuosiraportti). Cs-137 ja Sr-90 edustavat 1950- ja 1960-luvun ilmassa tehtyjen ydinkokeiden ja Tsernobylin ydinonnettomuuden tuottamaa radioaktiivisuutta Suomen luontoon, osaa yleisestä taustasäteilystä. Cs-137 ja Sr-90 pitoisuustiedoilla ei ole suoraa vertailukäyttöä kaivosympäristön säteilyriskin arviossa.

Luonnon taustasäteily

Luonnon taustasäteily tulee maaperästä, rakennusmateriaaleista (tiili- ja betoniseinät, kivilaatat) ja avaruudesta. Se aiheuttaa noin vajaan 1 mSv suuruisen annoksen, noin 25 % vuotuisesta säteilyannoksestamme. Avaruudesta peräisin olevan säteilyn osuus annoksesta on noin 0,33 mSv/v ja maaperän ja rakennusmateriaalien aiheuttama annos keskimäärin 0,5 mSv/v.

Säteily on pääasiassa uraanista, toriumista ja kaliumista tulevaa gammasäteilyä.

Ulkoisesta säteilystä aiheutuva annos tulee pääasiassa rakennusmateriaaleista sisätiloissa ja on keskimäärin 0,5 mSv/v suomalaista kohti. Vaihtelu eri paikkakuntien välillä on 0,17-1 mSv/v. Suurimmillaan ulkoinen säteily on Kaakkois-Suomen rapakivigraniittialueella. Sisällä saatu säteilyannos on noin viisi kertaa suurempi kuin ulkona saatu.

Suomalaisten keskimääräinen säteilyannos

Suomalaisten keskimääräinen säteilyannos on 3.7 mSv/vuosi. Noin puolet annoksesta aiheutuu sisäilman radonista, 25 % luonnon taustasäteilystä ja 15 % säteilyn käytöstä terveydenhuollossa. Tarkempi erittely on oheisessa taulukossa.

Taulukko. Suomalaisten saama keskimääräinen säteilyannos (efektiivinen annos, mSv/vuosi) lähteittäin

Lähde	Säteilyannos mSv/vuosi
Sisäilman radon	2.0
Lääketieteelliset röntgentutkimukset	0.5
Ulkoinen säteily maaperästä	0.45
Luonnon radioaktiivisuus kehossa	0.36
Kosminen säteily avaruudesta	0.33
Lääketieteelliset radioisotooppitutkimukset	0.03
Ydinasekokeet ja Tshernobyl-laskeuma	0.02
Yhteensä	3.69

Säteilyannos Suomessa on hieman suurempi kuin maailmassa keskimäärin (2,81 mSv/v).

Talousvesi (juomavesi)

Pohjavedet

Pohjavedessä/kaivovedessä on tavallisesti ainoastaan pieniä pitoisuuksia radioaktiivisia aineita. Juomavedestä saatava säteilyannos on pieni. Säteilyaltistuksen kannalta merkittävimmät isotoopit kuuluvat uraanisarjaan:

• Radon (Rn-222)
• Uraani (U-234, U-238)
• Radium (Ra-226)
• Polonium (Po-210)
• Lyijy (Pb-210).

Lisäksi pohjavedessä esiintyy myös hajoamissarjoihin kuulumatonta kaliumisotooppia K-40.

Eniten säteilyaltistusta pohjavedessä Suomessa aiheuttaa radon (Rn-222). Seuraavaksi merkittävimpiä ovat Pb-210 ja Po-210.

Luonnon radionuklidien pitoisuuksia suomalaisissa kaivovesissä on määritetty satunnaisotannalla (472 yksityiskaivoa; 288 porakaivoa, 184 rengaskaivoa). Tutkimuksessa todettuja pitoisuuksia ja vedestä saatuja säteilyannoksia voidaan pitää yleisenä tasona kaivovesissä Suomessa.

Porakaivot:

Taulukko. Luonnon radionuklidien pitoisuuksia porakaivojen vesissä

Radionuklidi	Aktiivisuuspitoisuus (keskiarvo, 95 % luottamusväli) (Bq/l)	Todettu maksimipitoisuus (Bq/l)
Rn-222	460 (340-580)	8600
Ra-226	0.05 (0.03-0.07)	1.3
U-234	0.35 (0.22-0.47)	12.1
U-238	0.26 (0.15-0.37)	9.9
Pb-210	0.040 (0.031-0.049)	0.54
Po-210	0.048 (0.030-0.065)	2.0

U-238 vastaava kemiallinen pitoisuus oli 20.9 µg/l (11.9-30.0 µg/l ), maksimi 800 µg/l.

10 % porakaivoissa radonpitoisuus oli yli 1000 Bq/l.

18 % porakaivoissa uraanin pitoisuus oli yli 15 µg/l.

Säteilyn efektiivinen annos vuodessa porakaivoveden käyttäjille (suun kautta nieltynä; käyttö 2.2 l/vettä päivässä pitkäikäisille isotoopeille; 0.5 l/päivässä radonille, Rn-222) oli vastaavasti seuraava:

Taulukko. Säteilyn efektiivinen vuosiannos porakaivoveden käyttäjille

Radionuklidi	Säteilyn efektiivinen vuosiannos, keskiarvo (mSv)	Maksimiannos (mSv)
Rn-222	0.29	5.5
Ra-226	0.010	0.3
U-238	0.008	0.3
U-234	0.014	0.5
Pb-210	0.022	0.3
Po-210	0.046	1.9
Yhteensä	0.39	6.8

75 % efektiivisestä annoksesta oli radonista peräisin.

Rengaskaivot:

Samassa tutkimuksessa vastaavien radionuklidien pitoisuudet rengaskaivoissa olivat seuraavat.

Taulukko. Luonnon radionuklidien pitoisuuksia rengaskaivojen vesissä

Radionuklidi	Aktiivisuuspitoisuus (keskiarvo, 95 % luottamusväli) (Bq/l)	Todettu maksimipitoisuus (Bq/l)
Rn-222	50 (38-63)	710
Ra-226	0.016 (0.015-0.018)	0.06
U-234	0.02 (0.01-0.03)	0.65
U-238	0.015 (0.007-0.024)	0.42
Pb-210	0.013 (0.011-0.016)	0.16
Po-210	0.007 (0.006-0.009)	0.12

U-238 vastaava kemiallinen pitoisuus oli 1.2 µg/l (0.6-1.9 µg/l ), maksimi 34 µg/l.

Taulukossa esitetyillä pitoisuuksilla vastaavat säteilyn efektiiviset vuosiannokset olivat seuraavat:

Taulukko. Säteilyn efektiivinen vuosiannos rengaskaivojen veden käyttäjille

Radionuklidi	Säteilyn efektiivinen vuosiannos, keskiarvo (mSv)	Maksimiannos (mSv)
Rn-222	0.032	0.45
Ra-226	0.003	0.01
U-238	0.0005	0.01
U-234	0.0008	0.03
Pb-210	0.007	0.08
Po-210	0.007	0.11
Yhteensä	0.050	0.60

60 % efektiivisestä annoksesta oli radonista peräisin.

Po-210 tuotti veteen pitkäikäisistä isotoopeista suurimman osuuden säteilystä (12 % efektiivisestä annoksesta).

Radioaktiivisten aineiden taustapitoisuuksia talousvedessä on mm. lähteessä Ahonen et al. (2008) : (LINKKI Päästöt pohjavedessä-osioon)

• Lyijy-210(Pb-210)
• Polonium-210 (Po-210)
• Radium-226 (Ra-226)
• Radon-222 (Rn-222)
• Kokonaisalfasäteily
• Kokonaisbeetasäteily

Radon tuottaa suurimman säteilyannoksen juomavedessä, erityisesti alueilla, joissa maa/kallioperässä on radonia. Talousvedessä sallittu kokonaisradioaktiivisuus, viitteellinen kokonaisannos, on 0.1 mSv/vuosi (laatusuositus, isot vesilaitokset). Se vastaa syöpäriskiä 5.5 x 10^-6 per vuosi käytettäessä vettä juomavetenä 2 l/päivä (5.5 x 10^-2/Sv) x 0.1 mSv/vuosi). Tämä on yleisesti hyväksytty syöpäriski väestötasolla.

Annos 0.1 mSv/vuosi vastaa karkeasti 0.5 Bq/l kokonaisalfasäteilyä ja 1 Bq/l kokonaisbeeta-aktiivisuutta juomavedessä.

WHO suosittelee, että vedestä määritettäisiin ensin kokonaisalfasäteily ja kokonaisbeetasäteily. Jos kokonaisalfasäteily ylittää 0.5 Bq/l tai kokonaisbeeta-aktiivisuus 1 Bq/l (vähennettynä K-40 säteilyllä), vedestä olisi määritettävä yksittäisten radioaktiivisten aineiden aktiivisuuspitoisuudet sen selvittämiseksi, mitkä aineet/isotoopit säteilyn tuottavat. Jos tähän menettelyyn on tarvetta mennä, ja yksittäiset radioaktiiviset aineet vedestä määrittää, ohjeet menettelystä, säteilyannosten laskennasta ja tulosten tulkinnasta on kyseisessä WHO:n dokumentissa ”Radiological aspects”.

Samassa WHO:n dokumentissa on radioaktiivisten aineiden ohjepitoisuudet juomavedessä (guidance level), joilla kokonaisannos 0.1 mSv/vuosi saavutetaan ja isotooppien annosmuutoskertoimet (Sv/Bq). Kyseisiä annosmuuntokertoimia kertoimia voidaan käyttää koko väestölle juomaveden osalta.

Veden isotooppimäärityksissä kannattaa konsultoida STUK:ia säteilyn asiantuntijalaitoksena, miten analyysit kannattaa tehdä.

Keinotekoiset radioaktiiviset aineet:

Juomaveden cesiumin (Cs-137), strontiumin (Sr-90) ja tritiumin (H-3) pitoisuuksia Suomessa on STUK raportoimana usealta eri paikkakunnilta (Helsinki,Turku, Tampere, Oulu ja Rovaniemi). Pitoisuudet ovat erittäin pieniä. Pintavedestä tehdyn juomaveden Cs-137-pitoisuus on tasoa 0.04 Bq/l .

STUK seuraa vesilaitosten jakaman juomaveden keinotekoisia radioaktiivisia aineita (Cs-137, Sr-90) muutamalla vesilaitoksella ja raportoi tulokset vuosittain. Niiden tuottama säteily on ainoastaan murto-osa luonnon radioaktiivisten aineiden aiheuttamasta säteilystä, vuonna 2008 0,0004-0,015 Bq/l.

Juomaveden radioaktiivisuuteen liittyvä syöpäriski Suomessa:

Luonnon radionuklidien (Rn-222, U-234, U-238, Ra-226, Ra-228, Po-210, Pb-210) aiheuttamaa syöpäriskiä porakaivovesissä Suomessa on arvioitu ns. SETURI-hankkeessa v. 2010.

Arviossa on käytetty seuraavia parametreja:

• Luonnon radionuklideille porakaivovesissä altistuvien määrä Suomessa: 200 000
• Keskimääräinen säteilyaltistumistaso (efektiivinen säteilyannos kaivon käytön aikana): 14 mSv (2-32 mSv)
• Tausta-altistus (vesilaitosvedestä saatu säteilyannos): 0.9 mSv (0.2-1.7 mSv)
• Syöpäriskin lisäys: 5 % / Sv
• Väestösyyosuus (kuinka monta prosenttia väestön kuolleisuudesta syöpään liittyy tähän altistukseen): 0.05 %

Arviossa päädyttiin seuraaviin tuloksiin:

• Altistuneen keskimääräinen elinaikainen lisäsyöpäriski (kuinka monta % altistuvista saa kuolemaan johtavan syövän radionuklideista johtuen): 0.05 %
• Syöpäkuolemien määrä: 2 (0.3-7)

Luonnon radionuklidien porakaivovedessä arvioitiin aiheuttavan Suomessa enintään 7 syöpäkuolemaa (< 0.1 % porakaivovedenkäyttäjien ja < 0.05 % koko väestön keskuudessa todetuista syöpäkuolemista).

Radioaktiiviset aineet elintarvikkeissa

Elintarvikkeiden luonnon aineiden radioaktiivisuus aiheuttaa suomalaiselle vuodessa kaikkiaan keskimäärin 0.3 mSv säteilyannoksen. Se on 8 % suomalaisten saamasta keskimääräisestä säteilyannoksesta (3.7 mSv/vuosi). Merkittävin luonnon isotooppi on kalium-40.

K. Vaaramaa et al. (2009) ovat mitanneet mustikan, puolukan ja sienten Po-210 ja Pb-210 aktiivisuuspitoisuuksia Etelä- ja Pohjois-Suomen metsissä. Po-210 ja Pb-210 marjoissa ja sienissä kuvastavat ensi-sijassa epäsuorasti ulkoilman radonpitoisuutta, koske ne ovat sen hajoamistuotteita. Kasvinosista marjoissa pitoisuudet olivat pienimmät. Esimerkiksi mustikoissa Etelä-Suomessa oli keskimäärin Po-210 0.326 Bq/kg (tuorepainoa) ja Pb-210 0.221 Bq/kg. Olettaen, että mustikoita syödään 2.2 kg/v, mustikoiden Po-210:sta kertyy aikuiselle 0.86 µSv/v efektiivinen säteilyannos. Säteilyannos on pieni. Esimerkiksi keinotekoisesta Cs-137:stä kertyy samoista marjoista 5-kertaa isompi säteilyannos (4.4. µSv/v). Pb-210:n pitoisuudet olivat pienempiä kuin Po-210-pitoisuudet ja tuottivat pienemmän säteilyannoksen.

Metsäsienissä oli enemmän radioaktiivisuutta kuin marjoissa. Po-210 aktiivisuuspitoisuudet vaihtelivat mitatuissa sienilajeissa välillä 2.96 – 16.78 Bq/kg ja Po-210-pitoisuudet 0.49-0.80 Bq/kg, tuottaen laskennallliset 0.2-2.6 µSv/v ja 0.027-0.80 µSv/v säteilyannokset. Vaikka Cs-137 aktiivisuuspitoisuudet sienissä olivat korkeampia kuin Pb-210- ja Po-210-pitoisuudet, Cs-137:sta saatava säteilyannos jäi pienemmäksi (0.016-0.037 µSv/v ). Tämä julkaisu on hyvä esimerkki, miten marjojen ja sienten radioaktiivisuuspitoisuus muutetaan säteilyn vuosiannokseksi. Tarvittavat Bq/Sv-annosmuutoskertoimet on ohjeessa ST 7.3/23.9.2007. Sisäisestä säteilystä aiheutuvan annoksen laskeminen.

Metsämaassa noin 45 % Po-210- ja Pb-210- pitoisuuksista oli maaperän orgaanisessa kerroksessa (ylin 3-4 cm kerros) viitaten siihen, että kyseessä on ilmalaskeuma.

Keinotekoisten radioaktiivisten aineiden aiheuttama säteilyaltistus on alle 10 % ravinnosta saatavasta säteilyannoksesta. Maataloustuotteet ovat ravitsemuksen kannalta tärkein elintarvikeryhmä.

STUK analysoi ja raportoi vuosittain ravinnon sisältämien keinotekoisten radioaktiivisten aineiden (Cs-137, Sr-90) pitoisuuksia osana säteilyvalvontaa. Ruoka-annosnäytteet (sisältäen leivät ja juomat) kerätään syksyllä sairaaloiden suurkeittiöistä viikon ajalta.

Aktiivisuuspitoisuudet ruoassa ovat pieniä. V. 2008 Cs-137 pitoisuudet ruoassa olivat 0.1-1.3 Bq/kg ja juomissa 0.1-0.3 Bq/l. Päivittäinen Cs-137 saanti ruoassa vaihteli välillä 0.1– 2.2 Bq/päivä, juomien kautta 0.1-0.3 Bq/päivä. Suurkeittiöiden ruokaa käyttävien ruoasta saama säteilyannos oli alle 0.01 mSv, josta Cs-137:n osuus oli n. 90 %.

Ruoan Cs-137 pitoisuus on huomattavasti korkeampi, jos ravinto sisältää runsaasti suomalaisia luonnontuotteita (metsämarjat, järvikala, sienet, riista). Cs-137-pitoisuus näissä vaihtelee hyvin paljon riippuen siitä, onko alkuperä Tsernobyl-laskeuman alueella.

Isotooppia Cs-137 on todettu keskimäärin ravinnon eri komponenteissa seuraavasti:

• Viljellyt maataloustuotteet, maito, liha < 1 Bq/kg (max. 20 Bq/kg)
• Syötävät sienet 10-3000 Bq/kg (sienilajien kesken isot erot)
• Puolukka, mustikka 40 Bq/kg (10-400 Bq/kg) (lakassa, karpaloissa saattaa olla hieman enemmän)
• Hirvenliha 10-500 Bq/kg (vasoissa 1.2-1.5 kertainen)
• Metsäjänis 2-3 x pitoisuus alueen hirven lihassa
• Vesilinnut, rusakko vähemmän kuin hirven lihassa
• Poronliha 110 Bq/kg (4-540 Bq/kg)
• Metsäpeura 600-4400 Bq/kg
• Kalat Itä- ja Pohjois-Suomessa < 100 Bq/kg
• Kalat muualla sisämaan vesissä 100-1000 Bq/kg

Kalojen Cs-137-pitoisuuksissa on hyvin suuret järvi- ja lajikohtaiset erot. Eniten Cs-137 on petokaloissa (hauki, isot ahvenet, made, kuha). Planktonia syövissä lajeissa (muikku, särki) sitä on vähän.

Ruoan sisältämän Cs-137:n kokonaisannos vuodessa on < 1 % suomalaisten saamasta kokonaissäteilyannoksesta (3.7 mSv/v). 80 % tulee luonnosta saatavista elintarvikkeista (sienet, kala, metsämarjat, riistaeläimet), 15 % maataloustuotteista, 5 % poronlihasta.

EU on suositellut enimmäisraja-arvoa 600 Bq/kg luonnonvaraisten riistan, metsämarjojen, sienien ja järvikalojen Cs-137-pitoisuudelle niitä markkinoille saatettaessa. . Tätä pitoisuutta tuotteet eivät saisi ylittää.

Suomessa sienten ja kalojen Cs-137 pitoisuudet useimmin ylittävät tämän pitoisuuden.

Seuraavilla sienilajeilla Cs-137-pitoisuus on ylittänyt 600 Bq/kg usein:

• Suppilovahvero
• Mustatorvisieni
• Haperot
• Rouskut
• Orakkaat
• Kangastatti
• Kehnäsieni
• Mustavahakas

Seuraavissa sienilajeissa on ollut vähän isotooppia Cs-137:

• Korvasieni
• Lampaankääpä
• Mesisienet
• Huhtasienet
• Punikkitatit
• Voitatti
• Herkkutatti
• Kantarelli
• Tuoksuvalmuska

Sieniä keittämällä tai liottamalla vedessä ennen käyttöä 80-90 % Cs-137:stä saadaan poistetuksi.

Pohjois-Suomen C-137-tilanteesta ja pitoisuuksista on omia tutkimustuloksia. On huomattava, että yllä olevat tiedot koskevat isotooppia Cs-137. Niitä ei voi rinnastaa sellaisenaan luonnon radioaktiivisten aineiden (esimerkiksi uraanisarja) aiheuttamaan säteilyyn.

Lehmän maitoon kertyy kollektiivisesti radioaktiivisia aineita laidunalueilta ja sieltä kerätystä rehusta. STUK seuraa osana säteilyvalvontaa lehmän maidon keinotekoisia radioaktiivisia aineita (Cs-137, Sr-90) meijereiltä kerätyistä maitonäytteistä. V. 2008 meijerimaidon Cs-137-aktiivisuuspitoisuudet vaihtelivat välillä 0,2-1,0 Bq/l ollen korkeimpia Tsernobyl-laskeuman alueella. . Maidon Sr-90-pitoisuudet olivat keskimäärin 0.030-0.040 Bq/l.

Radioaktiiviset aineet ihmisessä

Ihmiskehossa on radioaktiivisia aineita fysiologisina komponentteina (K-40) ja hengitettyinä ja ravinnossa saatuja luonnon sekä keinotekoisia radioaktiivisia aineita. Aikuisessa ihmisessä on kalium-40:tä on 3000 - 6000 Bq. Keinotekoisista radioaktiivisista aineista kehossa eniten on isotooppia Cs-137. STUK:n mittauksissa vuonna 2008 aikuisissa ihmisissä oli säteilyä alle 50 - 1150 Bq (mediaani) ja sen tuottama säteilyannos alle 0.01 mSv/henkilö. Se on alle 0.3 % suomalaisen keskimääräisestä säteilyannoksesta 3.7 mSv/vuosi.

Pintavesi

Ihminen altistuu pintavedessä olevalle säteilylle sisäisenä säteilynä juomavedessä (jos pintavettä käytetään raakavetenä vesilaitoksella) ja kalassa.

Järvi-, joki- ja muissa pintavesissä oleva taustasäteily johtuu pääasiassa muista isotoopeista kun pohjavedessä: cesium-137:sta (Cs-137), strontium-90:sta (Sr-90) ja tritiumista (H-3). Nämä isotoopit eivät liity kaivostoimintaan vaan ovat tulleet ja tulevat pintaveteen muuna laskeumana. Näihin isotooppeihin saattaa kuitenkin törmätä analysoitaessa pintaveden ja kalojen radioaktiivisuutta.

Ennen vuotta 1986 vesistöissä esiintyneet Cs-137 (puoliintumisaika 30 vuotta), Sr-90 (puoliintumisaika 28 vuotta) ja tritium olivat peräisin ilmakehässä suoritetuista ydinasekokeista ja kevään 1986 jälkeen Tshernobylin onnettomuutta seuranneesta laskeumasta, josta eniten tuli isotooppia Cs-137.

Tshernobyl-laskeuma nosti pintavesien Cs-37-pitoisuuksia paikoitellen enimmillään lähes tuhatkertaisiksi. Cs-137 väheni onnettomuuden jälkeen aluksi erittäin nopeasti järvivedestä kulkeutumalla järvien pohjasedimenttiin. Näiden isotooppien aktiivisuuspitoisuudet pintavedessä ovat matalia. Järvivesien Cs-137 on ollut 2000-luvun vaihteessa välillä 4-330 Bq/m3 (0.004-0.33 Bq/l) ja Sr-90 8-20 Bq/m3 eikä niistä aiheudu merkittävää annosta säteilyä juomavedessä.

Cs-137 kertyy vedestä kaloihin, ja on merkittävin radioaktiivinen isotooppi tuottamaan säteilyaltistusta ihmisille kalassa. V. 2006 Cs-137:n mitatut aktiivisuuspitoisuudet Suomessa kalassa ovat vaihdelleet välillä 5-10 000 Bq/kg tuorepainossa. . Lisätietoa pintavesien ja kalojen Cs-137-, Sr-90-pitoisuuksista on kyseisessä ja useissa muissa STUK:n raporteissa.

Ulkoinen säteily

STUK mittaa ulkoista säteilyä (ilmasta ja mittauspisteen maaperästä tulevaa säteilyä) Suomessa reaaliaikaisesti 255 mittauspisteessä. Järjestelmä on luotu hälyttämään säteilymuutoksista ympäristössä (esimerkiksi ydinvoimalaonnettomuuden päästöt). Tulokset on nähtävissä mittauspisteittäin ulkoisen säteilyn annosnopeutena (µSv/h) STUK:n www-sivuilla. Luonnon taustasäteily Suomessa on 0,04-0,30 µSv/tunti.

Ulkoinen säteily vaihtelee alueittain johtuen maaperän uraanin ja toriumin pitoisuuseroista. Alueilla, joissa uraania sisältävä kallioperä on paljaana, voi ulkoinen annosnopeus ilmassa olla yli 1 µSv/tunti. Lumi- ja jääkerros vaimentavat maaperästä tulevaa gammasäteilyä. Sade saattaa lisätä tuomalla maan pinnalle radonin hajoamistuotteita.

Uraania sisältävän sivukiven peittäminen n. metrin paksuisella tiiviillä maa-aineksella vaimentaa nopeasti ulkoisen annosnopeuden normaalille tasolle.

Rikastushiekasta lähtevän gammasäteilyn annosnopeus peittämättömän jätekentän päällä voi olla useita µSv/tunti. Kun rikastushiekan läjitysalue eristetään, ettei hiekkaa pääse leviämään ympäristöön, gammasäteilyn annosnopeus jo muutaman kymmenen metrin päässä läjitysalueesta on normaalilla tasolla. Läjitysalueen peittäminen n. metrin paksuisella tiiviillä maa-aineksella vaimentaa ulkoisen annosnopeuden alueen normaalille tasolle.

Annostietoja voi tarvittaessa käyttää ulkoisen säteilyn vertailuun kaivoalueen ympäristön ulkoiselle säteilylle (säteily ulkoilmassa ja mittauspisteeseen maaperästä tuleva säteily).

Ulkoilman radioaktiiviset aineet

Radon on ulkoilman ainoa kaasumainen radioaktiivinen aine. Sitä on keskimäärin ulkoilmassa 5-20 Bq/m³ ilman erityisiä paikallisia lähteitä (taustataso).. Talvivaaran kaivosalueen radiologisessa taustaselvityksessä ulkoilman radonpitoisuus on ollut 5 Bq/m³ (keskiarvo, mittauspisteiden vaihteluväli 1-11 Bq/m³). Radonin taustapitoisuutena on käytetty esimerkiksi 5 Bq/m³ riskinarviossa Suomessa.

Talvella maan routiminen, lumi- ja jääpeite jonkin verran vähentävät radonin erittymistä ilmaan. Toisaalta sen sekoittuminen ulkoilmaan ei välttämättä ole yhtä tehokasta kuin kesällä (mm. inversioilmiö) ja ulkoilman radonpitoisuus talvella saattaa olla keskimäärin korkeampi kuin kesällä. Alueella, jonka maaperässä on tavallista enemmän uraania myös ulkoilman radonpitoisuus on korkeampi. Uraanirikkailla alueilla se saattaa olla jopa 50 Bq/m³.

Malmin louhinta ja murskaaminen pienemmiksi kappaleiksi helpottaa radonin vapautumista. Uraania sisältävästä sivukivestä radonin vapautuminen saattaa olla monikymmenkertainen verrattuna ehjästä kalliosta vapautumiseen.Rikastushiekasta radonin vapautuminen on vielä runsaampaa.

Paukkajavaarassa jätekentän keskimääräiseksi radonin tuotoksi ilmaan on mitattu 2600 mBq/m²/s (vaihteluväli satoja – 13000 mBq/m²/s riippuen kentän kosteudesta).

Koska radon normaalisti sekoittuu ja laimenee ulkoilmaan nopeasti, ilman radonpitoisuus on useampikertainen ainoastaan välittömästi jätekiven yläpuolella, jo noin sadan metrin etäisyydellä ilman radonpitoisuus saavuttaa ilman normaalitason. Talviaikana inversion yhteydessä pitoisuudet voivat olla koholla laajemmallakin alueella. Näiden tietojen perusteella on pääteltävissä, että kaivosalueen radon, kaikissa kaivostoiminnan vaiheissa, ei aiheuta merkittävää väestön radonaltistumista kaivosalueen ympäristön väestölle.

Ilmatieteen laitos seuraa pintailman kokonaisbeeta-aktiivisuutta 8 keräysasemalla Suomessa. Tulokset edustavat mittaustavasta johtuen lähinnä ilman Pb-210-pitoisuutta. Tulosten Pb-210 kuvastaa epäsuorasti myös ilman radon-pitoisuutta, koska se on peräisin pääasiassa maaperästä ilmaan haihtuneesta radonista. Ulkoilman kokonaisbeeta-aktiivisuus on ollut v. 2008 alle 500 µBq/m³ Suomessa.

STUK valvoo ulkoilman (pintailman) keinotekoisten radioaktiivisten aineiden (esim. Cs-137, I-131) pitoisuutta kahdeksalla eri paikkakunnalla Suomessa. Ilmasta analysoidaan kaasumaiset ja hiukkasissa olevat aineet. Näytteistä ei analysoida luonnon radioaktiivisia aineita (esimerkiksi radon) eli seurannasta ei kerry sopivaa vertailutietoa kaivosympäristön terveysriskin arvioon ulkoilmassa olevista pitoisuuksista. Tulokset raportoidaan vuosittain.

Laskeuman radioaktiiviset aineet

Luonnon radioaktiivisten aineiden laskeumasta maaperään ja vesistöön ei ole systemaattista seurantaa Suomessa, taustatietojen saamiseksi.

STUK seuraa pölynä ja sadeveden mukana maahan ja veteen laskeutuvaa keinotekoisten radioaktiivisten aineiden (Cs-137, Sr-90) laskeumaa samoilla paikkakunnilla, samassa yhteydessä, kuin ulkoilman radioaktiivisia aineita. Tulokset edustavat kokonaislaskeumaa (märkä ja kuivalaskeuma). Tulokset edustavat pääasiassa Tsernobylin ydinvoimalaonnettomuuden aiheuttamaa laskeumaa Suomessa, joka edelleen resuspensoituu maaperästä.

Varsinaiseen kaivostoimintaan liittyen luonnon radioaktiivisia aineita on kaivokselta tulevassa pölyssä, erityisesti kun malmissa on tavallista enemmän uraania. Kaivoksen pölypäästöjä ja niiden leviämistä käsitellään kohdassa Pöly.

Rikastushiekasta voi levitä radioaktiivista pölyä ympäristöön, jos läjitysaltaan pintakerros pääsee kuivumaan. Pölyn aktiivisuus voi olla kymmeniä tuhansia Bq/kg ja radioaktiivisuus voi levitä satojen metrien päähän (siten kuin pöly kulkeutuu).

Yksittäisistä radioaktiivisista aineista

Radon (Rn)

Radon on radioaktiivinen, hajuton ja väritön kaasu. Sen stabiilein isotooppi on Rn-222 (sanalla radon tarkoitetaan yleensä tätä isotooppia).

Radon on uraanisarjan (U-238) hajoamistuote. Radon-222 syntyy radiumin (Ra-226, puoliintumisaika 1620 vuotta) hajoamisen tuloksena.

Rn-222 puoliintumisaika on 3.826 päivää. Rn-222 ja sen hajoamistuotteet tuottavat alfa- ja beeta-säteilyä. Suurin osa radonin säteilyannoksesta johtuu alfasäteilyä tuottavista hyvin lyhytikäisistä polonium-isotoopeista (Po-218, puoliintumisaika 3.05 min, alfa-säteilyä, kantama kudoksessa 48 µm; Po-214, puoliintumisaika 0.16 ms, alfa-säteilyä, kantama kudoksessa 71 µm ). Tämä tytärisotooppien tuottama voimakas alfasäteily aiheuttaa keuhkosyöpään johtavia DNA-vaurioita hengitysteiden epiteelisoluissa aiheuttaen keuhkosyövän.

Radon ei leviä elimistössä keuhkojen ulkopuolelle. Sen hajoamistuotteet pääsevät vain vähäisessä määrin muualle elimistöön.

Lasten saama säteilyannos radonista on samaa tasoa kuin aikuisilla. Sikiö ei altistu radonaltistuksen yhteydessä enempää kuin äidin perifeeriset kudokset (hyvin vähän).

Radon ei reagoi muiden aineiden kanssa (on inertti kaasu) ja on siksi hyvin liikkuvaa. Se on hyvin vesiliukoista. Pintavedestä se haihtuu nopeasti mutta pohjavedessä oleva radon altistaa käyttäjiään juomavedessä ja talousvedessä. Kaasuna se haihtuu vedestä ilmaan ja veden radonille altistutaan myös hengitysteitse, suihkussa ja vettä lämmitettäessä ja käsiteltäessä (keittäminen, pyykinpesu). On arvioitu, että radonaltistumisesta vedestä jopa 90 % tapahtuu lopulta hengitettynä. Jos vedessä on 1000 Bq/l radonia, se voi tuottaa veden käytön yhteydessä huoneilmaan radonlisän 100 Bq/m³.

Radonia on erityisesti porakaivoissa mutta radonpitoisella alueella myös muissa kaivoissa.

Radon on varmasti ihmiselle karsinogeenista (IARC, Group1-karsinogeeni). Se aiheuttaa hengitettynä keuhkosyöpää. Keuhkosyöpäriski tupakoitsijoille on suurempi kuin ei-tupakoiville.

Radonin ei tiedetä aiheuttavan muita terveyshaittoja. Radon altistaa juotuna ruoansulatuskanavaa, mutta esimerkiksi varmaa näyttöä mahasyöväriskin lisääntymisestä väestötasolla ei ole. Talousveden radon lisää ensisijassa hengitettynä keuhkosyöpäriskiä. Riskin kannalta olisi relevanttia määrittää sisäilman radonpitoisuus talouksissa, joiden vedessä on runsaasti radonia.

Radon ilmassa:

Radonia on erityisesti maanalaisissa kaivoksissa, tunneleissa ja muissa maanalaisissa tiloissa. Radon aiheuttaa merkittävän keuhkosyöpäriskin kaivoksissa työskenteleville, erityisesti suljetuissa kaivoksissa. Se on myös yleinen rakennusten ja asuntojen sisäilmaongelma alueilla, joiden maaperässä on radonia (uraania ja radiumia).

WHO:n tavoitetaso, jota asuntojen sisäilmassa ei tulisi ylittää (reference level) on radonille on 100 Bq/m³. Kansallisesti tulisi pyrkiä vähintään tavoitetasoon 300 Bq/m³, joka vastaa n. 10 mSv vuosiannosta

Suomessa sisäilman radonpitoisuus on keskimäärin 100 Bq/m³. Vanhojen asuntojen radonpitoisuus Suomessa ei saisi ylittää 400 Bq/m³. Asunto tulisi nykyään suunnitella ja rakentaa siten että radonpitoisuus ei ylitä 200 Bq/m³. Julkisissa rakennuksissa enimmäistaso ei myöskään saisi olla yli 400 Bq/m³.

Ulkoilman taustapitoisuutena on käytetty esimerkiksi 5 Bq/m³ Suomessa.

Radonin aiheuttaman keuhkosyöpäriskin lisäys on koko väestössä 16 % (95 % CI 5-31 %) per 100 Bq/m³.. Arvio perustuu 30-vuotiseen radonaltistumiseen.

Suomessa sisäilman radonin arvioidaan aiheuttavan 280 kuolemaan johtavaa keuhkosyöpää vuodessa.Kuusi seitsemästä näistä keuhkosyövistä on tupakoitsijoilla.Kaikkiaan n. 30 % väestöstä Suomessa altistuu radonille yli tason 100 Bq/m³, 8 % tasolle 200-399 Bq/m³ ja 8 % yli 400 Bq/m³.

Hengitetylle radonille (hajoamistuotteineen) on annettu nimellinen syöpäriskikerroin 8 x 10^-10 per Bq h m^-3 (eli 5x10^-4 WLM_-1).

Radonin kuolemaan johtavan keuhkosyövän riski (75 ikävuoteen mennessä) ei-tupakoiville on 0.6 x 10^-5 per Bq/m³.

Radonin kuolemaan johtavan keuhkosyövän riski (75 ikävuoteen mennessä) tupakoiville on 15 x 10^-5 per Bq/m³. Riski on n. 25-kertainen ei-tupakoiviin verrattuna. Tupakointinsa lopettaneille syöpäriski on tältä väliltä, riippuen siitä, miten pitkä aika tupakoinnin lopettamisesta on kulunut (riski pienenee, mitä kauemmin on ollut tupakoimatta).

Ulkoilman radonille ei ole erikseen syöpäriskikertoimia. Edellä mainittuja riskikertoimia voi käyttää syöpäriskitason laskemiseen väestötasolla myös ulkoilman radontasolle kuvaamaan karkeaa riskitasoa. Syöpäriskin arviosta tulee todennäköisesti yliarvio, ellei muuta radonaltistumista ole koska ulkoilman radonille ei altistuta jatkuvasti (ainoastaan ulkona oleskeltaessa). Jos samojen henkilöiden asunnoissa on enemmän radonia kuin ulkoilmassa, sisäilman radon aiheuttaa suuremman keuhkosyöpäriskin.

Uraani (U)

Uraania esiintyy kaikkialla luonnossa. Uraanin esiintymistä ja pitoisuuksia Suomen kallioperässä on kuvattu mm. GTK:n julkaisussa Lauri et al. 2010. . Suomen kallioperässä on keskimäärin 2.0 ppm uraania (U), 8.9 ppm toriumia (Th) ja Th/U-suhde on 5.6.

Uraanimalmilla tarkoitetaan lainsäädännön mukaan malmia, jonka keskimääräinen uraanipitoisuus on suurempi kuin 0.1 %. Tällöin yhdessä tonnissa malmia on keskimäärin enemmän kuin 1 kg uraania.

Useimmat uraanimineraalit ovat veteen helppoliukoisia. Ajan kuluessa kiviaineksessa olevaa uraania on liuennut ympäristöön ja sitä esiintyy myös maaperän orgaanisessa aineksessa.

Hapettavissa olosuhteissa uraani esiintyy kuuden arvoisessa muodossa liikkuvana uranyyli-ionina (UO₂²⁺). Uranyyli-ioni muodostaa kompleksiyhdisteitä, adsorboituu erilaisille pinnoille, esimerkiksi vedessä voimakkaasti humukseen. Uraani on hyvin pysyvä järvi- ja purosedimenteissä, pelkistävissä olosuhteissa. Sedimenttien hapettuessa uraani liukenee veteen uudelleen ja saattaa kulkeutua pintaveden mukana pitkiäkin matkoja, kunnes sitoutuu sedimenttiin uudelleen.

Kaikki luonnonvedet sisältävät uraania (esimerkiksi merivedessä keskimäärin 3.3 µg/l), mutta sitä on uraanirikkailla alueilla erityisesti pohjavedessä. Suomalaiset pohjavedet (pehmeät, hiilidioksidipitoiset, happamat maapohjavedet; emäksiset bikarbonaattipitoiset kalliopohjavedet) suosivat uraanin liukenemista pohjaveteen. Uraania on erityisesti eteläisen Suomen graniittialueiden porakaivojen vesissä.

Uraani liikkuu maaperässä hapettavissa olosuhteissa.

Luonnon uraani koostuu kolmesta isotoopista, U-238 (99.9 %), U-235 (0.71 %) ja U-234 (0.005 %). . Näistä U-235 käytetään energian tuotantoon ydinvoimaloissa. Koska U-238:n puoliintumisaika on merkittävästi pidempi kuin U-234, uraanin massa (ilmoitettuna mg/l, mg/kg) koostuu lähes yksinomaan U-238:sta. Uraanin kokonaisradioaktiivisuus koostuu kaikista kolmesta isotoopista, joista U-238 ja U-234 aktiivisuudet kiinteässä kalliossa ovat yhtä suuret. 1 mg luonnon uraania sisältää 12.4 Bq U-238, 12.4 Bq U-234 ja 0.58 Bq U-235.

U-238 hajoaa luonnossa seuraavalla tavalla:

File:Uraanin hajoamiskaavio.pdf

Kun/jos uraania erotetaan malmista kaivosprosessissa talteen, kaivosalueelle jää edelleen sen radioktiiviset hajoamistuotteet. Niiden sijainti (missä kohtaa prosessia/kaivosaluetta ne sijaitsevat)ja niiden aktiivisuuspitoisuudet tulisi kaivoskohtaisesti osoittaa ja arvioida.

Uraanipitoisuuksia vedessä:

Uraani-isotooppien (U-238, U-234) aktiivisuuspitoisuuksia (Bq/l) satunnaisotannalla valituissa suomalaisissa yksityiskaivoissa (472 yksityiskaivoa) on esitetty edellä taulukoissa. Niistä käy ilmi myös isotoopin U-238 vastaavat pitoisuudet vedessä (µg/l) pitoisuuden ja sitä vastaavan radioaktiivisuuden arvioimiseksi.

STUK on tutkinut suomalaisten talousvesien uraanipitoisuuksia. Esimerkiksi talousveden väestöpainotettu keskimääräinen uraanipitoisuus on tasoa 1.25 µg/l. Uraanipitoisuus on keskimäärin suurempi porakaivoissa kuin maaperän kaivoissa. Vesilaitosten jakamassa vedessä uraanipitoisuus on pienin. Tämä näkyy myös alla olevasta taulukosta.

P. Kurttio ym.:n yhteenvedossa luonnon uraanista suomalaisten juomavedessä v. 2010 esitetään seuraavat uraanipitoisuudet:

Taulukko. Juomaveden uraanipitoisuuksia erityyppisissä vesilähteissä:

Vesilähde	Keskiarvo (µg/l)	Mediaani (µg/l)	Maksimipitoisuus (µg/l)
Porakaivo	23.8	2.00	1770
Maaperän kaivot ja lähteet	1.68	0.20	102
Julkinen (vesilaitosten) vesi pintavedestä	0.23	0.11	2.81
Julkinen (vesilaitosten) vesi pohjavedestä	0.90	0.18	25.0

Uraanirikkailla alueilla saattaa porakaivovedessä olla uraania yleisesti kymmeniä-satoja µg/l. Kaivon uraanipitoisuus on aina kaivokohtainen. Sitä ei voi mittaamatta ennustaa.

Uraanin saanti:

Ihminen saa elimistöönsä uraania hengitysilmasta, ruoasta ja juomavedestä. Merkittävin altistuminen uraanille Suomessa tulee juomavedestä, keskimäärin 2.5 µg/päivä.

Juomaveden uraanista aiheutuva efektiivinen säteilyannos veden käyttäjille on seuraava:

• Porakaivot n. 10 µSv/v (mikrosievert/v)
• Maaperäkaivot 0.7 µSv/v
• Julkisen veden käyttäjät (vesilaitos, pohjavesi) 0.4 µSv/v
• Julkisen veden käyttäjät (vesilaitos, pintavesi) 0.09 µSv/v

Annos on pieni verrattuna esimerkiksi suomalaisten sisäilman radonista saamaan säteilyannokseen (2000 µSv/v ).

Uraanin saanti hengitysteitse on aikuisille 0.6-1.5 µg/vuosi, lapsille 0.5-1.1 µg/v ja vauvoille 0.2-0.4 µg/v.

Suomalaisten arvioidaan saavan keskimäärin uraania 200 µg/v elintarvikkeiden kautta.

Uraania kertyy maaperästä kaikkien kasvien juuriin. Kertyminen muihin kasvinosiin vaihtelee lajikohtaisesti. Maaperän pH säätelee uraanin ottoa kasveihin (happamuus vähentää sitä). Hyvin useat muut tekijät maaperässä vaikuttavat siihen. Yksityiskohtaista lisätietoa uraanin kertymisestä kasveihin on mm. P. Roivaisen väitöskirjan viitteissä.

Uraanin toksisuus:

Uraani imeytyy huonosti elimistöön suun kautta ja erittyy nopeasti pois elimistöstä. Uraani kertyy luuhun. Ihmisten altistumista uraanille voidaan tutkia virtsa-, hius- ja kynsinäytteistä.

Vaikka uraani on radioaktiivinen aine, sen kemiallinen toksisuus aiheuttaa terveyshaitat. Uraani on munuaistoksista. Se vaikuttaa munuaisten eritystoimintaan lisäten glukoosin, kalsiumin ja pienten proteiinien erittymistä virtsaan. Isoina pitoisuuksina uraani aiheuttaa pysyvän munuaisvaurion.

Tutkittaessa suomalaisia porakaivoveden käyttäjiä, joiden kaivojen vedessä oli runsaasti uraania (vaihteluväli 0.001-1920 µg/l, keskiarvo 131 µg/l) havaittiin muutoksia munuaisten eritystoiminnassa mutta ei varsinaista munuaisvauriota. Eniten altistuneiden ihmisten verenpaine oli hieman koholla. Uraanilla on mahdollisesti myös verenpainetta kohottava vaikutus. Myös luuston toimintaa kuvaavissa markkereissa oli lieviä muutoksia. Kaikki nämä muutokset ovat olleet lieviä ja tulevat selvimmin esille kun juomaveden veden uraanipitoisuus on suuri (100-300 µg/l). Muutoksia on ollut havaittavissa jo juomaveden uraanin ylittäessä pitoisuuden 30 µg/l, mikä on WHO:n voimassa oleva terveysperusteinen enimmäispitoisuusohjearvo uraanille juomavedessä.

Talousveden uraanille ei ole ollut sitovaa raja-arvoa kemiallisen toksisuuden perusteella Suomessa eikä EU:ssa. Uraanin radioaktiivisuuden perusteella laskettu ylin sallittu pitoisuus on 100 µg/l. Talousveden uraanille on tekeillä Suomeen laatuvaatimus 30 µg/l (tilanne 31.12.2012).

IARC on arvioinut että luonnon uraanin karsinogeenisuudesta on rajallista näyttöä (limited evidence) koe-eläimissä, mutta näyttö on puutteellista ihmisille (inadequate evidence).

Radium (Ra)

Radiumia syntyy sekä uraanisarjan (Ra-226) että toriumsarjan hajoamistuotteena (Ra-224, Ra-228). Ra-226 on näistä yleisin isotooppi luonnossa. Sitä on pieninä pitoisuuksina kaikkialla luonnossa, enemmän alueella, jonka maaperässä on uraania. .

Radium on alfasäteilijä. Hajoamisreaktiossa syntyy myös gammasäteilyä. Hajoamisen puoliintumisaika on 1600 vuotta. Ra-228 on beetasäteilijä (hajoamisen puoliintumisaika 5.76 vuotta) ja Ra-224 alfasäteilijä (hajoamisen puoliintumisaika 3.66 päivää). Kun puhutaan radiumista, tarkoitetaan yleensä isotooppia Ra-226. Ra-226 hajotessa syntyy radonia (Rn-222). Radiumin ensisijainen haitta syntyy radonista.

Koska radiumia on kaikkialla, sitä päätyy elimistöön ravinnossa, vedessä ja hiukkasissa hengitettynä. Se muistuttaa kemiallisesti kalsiumia. N. 20 % elimistöön päätyvästä radiumista imeytyy elimistöön ja kertyy luuhun..

Radium aiheuttaa luusyöpää. IARC on luokitellut radiumisotoopit Ra-224, Ra-226, Ra-228 hajoamistuotteineen ihmiselle karsinogeeniseksi (Group 1).

Radiumia käytettiin ennen jopa kulutustuotteissa (luminesenssi esim. kellon viisareissa) ennen kuin siihen liittyvä säteilyriski ymmärrettiin. Sillä on edelleen teollisia sovellutuksia säteilylähteenä.

Polonium (Po)

Uraanin hajoamissarjassa on useita poloniumisotooppeja, joista Po-210 on pitkäikäisin (hajoamisen puoliintumisaika 138 päivää). Po-210 hajoaa lyijyksi (Pb-206), joka on uraanihajoamissarjan stabiili päätepiste. Muut tärkeät poloniumisotoopit ovat lyhytikäiset Po-218 (3 min) ja Po-214 (0.0002 s), jotka lyhytikäisinä radonin hajoamistutteina ovat aiheuttamassa radoniin liittyvää keuhkosyöpää. Kaikki Po-isotoopit ovat alfasäteilijöitä.

Po-210 on hyvin radioaktiivista, mutta pitoisuudet ympäristössä ovat pienet.

Se on karsinogeenista koe-eläimille (keuhkosyöpiä hengitettynä). Syöpävaarallisuudesta ihmiselle ei ole riittävää tutkimustietoa, mutta alfasäteilijänä se luokitellaan ihmiskarsinogeeniksi elimistöön päästessään (IARC Group 1).

Lyijy (Pb)

Uraanin hajoamissarjassa on useita lyijyisotooppeja (Pb-214, Pb-210, Pb-206), joista Pb-210 on pitkäikäisin (hajoamisen puoliintumisaika 22 vuotta). Pb-214:n puoliintumisaika on 27 minuuttia. Pb-206 on uraanin hajoamissarjan stabiili lopputuote. Radioaktiiviset Pb-isotoopit säteilevät beetasäteilyä.

Lyijy on kemiallisesti toksinen metalli, mutta pitoisuudet uraanisarjan hajoamissarjan tuotteena ympäristössä ovat pienet ja lyijyn kemiallinen toksisuus ei ole tässä yhteydessä merkitävä.

Torium (Th)

Torium (Th) on luonnon radioaktiivinen aine. Sitä on pienenä pitoisuutena kaikkialla (maassa, ilmassa, vedessä). Sillä on myös keinotekoisia isotooppeja. Toriumilla on oma hajoamissarjansa, alkaen torium-232 (Th-232) isotoopista. Th-232 tuottaa alfa-säteilyä mutta hajoamisessa syntyy myös gammasäteilyä. Th-232:n puoliintumisaika on 14 miljoonaa vuotta. . Toriumisotooppeja syntyy myös uraanin hajoamissarjassa. Esimerkiksi ympäristönäytteistä mitattu Th-228 säteilee alfa- ja gammasäteilyä, 1.9 vuoden puoliintumisajalla.

Toriumia on käytetty mm. väriaineena keramiikan pinnoituksessa ja hitsauspuikoissa edistämään niiden palavuutta.

Torium ei erityisesti kerry elimistöön vaan erittyy virtsassa ja ulosteissa pois. Pieni osa jää luustoon. Torium-isotooppien alfa- ja beetasäteily aiheuttavat ionisoivan säteilyn tuottamia muutoksia soluissa ja kudoksissa (stokastisia vaikutuksia) ja siihen liittyy syöpäriski.

IARC on luokitellut torium-232 (Th-232) -isotoopin hajoamistuotteineen ihmiselle karsinogeeniseksi (Group 1). Th-232 käytettiin 1930-1950 luvuilla röntgenvarjoaineena potilaille ja on aiheuttanut maksasyöpää ja leukemiaa. Koe-eläimissä Th-isotoopit ovat aiheuttaneet maksa- ja luusyöpää.

Strontium (Sr)

Strontium on tavallinen, hyvin reaktiivinen alkuaine luonnossa. Strontium muistuttaa kemiallisesti kalsiumia. Siksi se hakeutuu elimistössä mm. luuhun.

Strontium-90 (Sr-90) on keinotekoinen ydinreaktioissa syntyvä radioaktiivinen isotooppi. Sr-90 tuottaa beetasäteilyä. Sr-90 on levinnyt ympäristöön ilmakehässä tehtyjen ydinkokeiden ja mm. Tsernobylin ydinvoimalaonnettomuuden päästönä. Sr-90 tuottaa beetasäteilyä. Sen radioaktiivisuuden puoliintumisaika on 28.9 vuotta.

Sr-90 aiheuttaa koe-eläimissä luu- ja imukudossyöpää. Beeta-säteilijänä se luokitellaan elimistöön päästessään ihmiselle karsinogeeniseksi (IARC Group 1).

Koska Sr-90 ei ole luonnon radionuklidi, sitä ei ole malmissa eikä kaivosympäristössä kaivostoiminnan tuloksena, mutta se on Cs-137:n ohella toinen tavallinen keinotekoinen isotooppi tuottamaan taustasäteilyä luonnossa.

Cesium (Ce)

Cesium voi esiintyä radioaktiivisena ja ei radioaktiivisena isotooppina, pääasiassa Cs-137. Cesium on keinotekoinen radioisotooppi. Sitä syntyy ainoastaan tietoisesti käynnistetyissä ydinreaktioissa (esimerkiksi ydinvoimalat). Kaivostoiminta ei tuota Ce-137 ympäristöön. Se on muuta tavallista säteilytaustaa luonnossa.

Kemiallisesti cesium muistuttaa kaliumia. Se liikkuu hyvin luonnossa. Cs-137 esiintyy luonnossa kaikkialla epäpuhtautena 1950-1960-luvuilla ilmassa tehtyjen ydinkokeiden laskeumana. Samoin Tsernobyl-onnettomuus tuotti Cs-137 laskeumaa.

Cs-137 säteilee beeta-säteilyä ja siihen liittyen gammasäteilyä. Sen radioaktiivinen puoliintumisaika on 30.17 vuotta ja biologinen puoliintumisaika elimistössä 70 päivää.

Ce-137 on yleinen radioaktiivinen epäpuhtaus Suomen luonnossa ja sen pitoisuuksia on analysoitu ja edelleen seurataan esimerkiksi luonnon keräilytuotteista (marjat, kalat, sienet).

Cesium jakautuu tasaisesti elimistöön, mutta ei kerry erityisesti mihinkään kudokseen. Cs-137 on aiheuttanut koe-eläimissä mm. maksa- ja vertamuodostavien kudosten syöpää. Beeta-säteilyä säteilevänä se luokitellaan elimistöön päästessään ihmiselle karsinogeeniseksi (IARC Group 1).

Cs-137 käytetään teollisuudessa säteilylähteenä.

Kaikki alfasäteilijät

IARC on luokitellut kaikki alfa-säteilyä tuottavat radioisotoopit sisäisesti saatuina ihmiselle karsinogeenisiksi (Group 1).

Kaikki beetasäteilijät

IARC on luokitellut kaikki beeta-säteilyä tuottavat radioisotoopit sisäisesti saatuina ihmiselle karsinogeenisiksi (Group 1).

Laskenta

Juomavedestä saatavan efektiivisen säteilyannoksen laskenta

+ Näytä koodi- Piilota koodi library(OpasnetUtils) annosmuuntokerroin <- Ovariable( name = "annosmuuntokerroin", dependencies = data.frame(), formula = function(dependencies, ...) { data <- tidy(opbase.data("Op_fi3462", subset = "Säteily.juomavesi"), objname = "annosmuuntokerroin", direction = "long") data <- data[data$Observation == "Annosmuuntokerroin (Sv/Bq)", colnames(data) != "Observation"] data$annosmuuntokerroinResult <- as.numeric(as.character(data$annosmuuntokerroinResult)) #Seuraava koukero tarvitaan, jotta oikeat marginaalit saadaan annettua ovariablelle. out <- new("ovariable", output = data, marginal = c(TRUE, TRUE, FALSE, TRUE)) return(out) }, ) oprint(annosmuuntokerroin, digits = 10) säteilyannos.juomavesi <- new("ovariable", name = "säteilyannos.juomavesi", dependencies = data.frame( Name = c("aktiivisuuspitoisuus", "annosmuuntokerroin"), Ident = c(NA, "Op_fi3462/alustus") ), formula = function(dependencies, ...) { ComputeDependencies(dependencies, ...) out <- aktiivisuuspitoisuus * 2 * 365 * annosmuuntokerroin / 1000 return(out) } ) objects.store(annosmuuntokerroin,säteilyannos.juomavesi) cat("Ovariablet tallennettu.\n")