Using a scale model room to assess the contribution of building material of volcanic origin to indoor radon

AbstractIn the frame of Radon rEal time monitoring System and Proactive Indoor Remediation (RESPIRE), a LIFE 2016 project funded by the European Commission, the contribution of building materials of volcanic origin to indoor radon concentration was investigated. First, total gamma radiation and related outdoor dose rates of geological materials in the Caprarola area (Central Italy) were measured to define main sources of radiation. Second, 222Rn and 220Rn exhalation rates of these rocks used as building materials were measured using an accumulation chamber connected in a closed loop with a RAD7 radon monitor. Among others, the very porous "Tufo di Gallese" ignimbrite provided the highest values. This material was then used to construct a scale model room of 62 cm × 50 cm × 35 cm (inner length × width × height, respectively) to assess experimental radon and thoron activity concentration at equilibrium and study the effects of climatic conditions and different coatings on radon levels. A first test was carried out at ambient temperature to determine experimental 222Rn and 220Rn equilibrium activities in the model room, not covered with plaster or other coating materials. Experimental 222Rn equilibrium was recorded in just two days demonstrating that the room "breaths", exchanging air with the outdoor environment. This determines a dilution of indoor radon concentration. Other experiments showed that inner covers (such as plasterboard and different kinds of paints) partially influence 222Rn but entirely cut the short-lived 220Rn. Finally, decreases in ambient temperature reduce radon exhalation from building material and, in turn, indoor activity concentration

European Atlas of Natural Radiation

Natural ionizing radiation is considered as the largest contributor to the collective effective dose received by the world population. The human population is continuously exposed to ionizing radiation from several natural sources that can be classified into two broad categories: high-energy cosmic rays incident on the Earth’s atmosphere and releasing secondary radiation (cosmic contribution); and radioactive nuclides generated during the formation of the Earth and still present in the Earth’s crust (terrestrial contribution). Terrestrial radioactivity is mostly produced by the uranium and thorium radioactive families together with potassium. In most circumstances, radon, a noble gas produced in the radioactive decay of uranium, is the most important contributor to the total dose. This Atlas aims to present the current state of knowledge of natural radioactivity, by giving general background information, and describing its various sources. This reference material is complemented by a collection of maps of Europe displaying the levels of natural radioactivity caused by different sources. It is a compilation of contributions and reviews received from more than 80 experts in their field: they come from universities, research centres, national and European authorities and international organizations. This Atlas provides reference material and makes harmonized datasets available to the scientific community and national competent authorities. In parallel, this Atlas may serve as a tool for the public to: • familiarize itself with natural radioactivity; • be informed about the levels of natural radioactivity caused by different sources; • have a more balanced view of the annual dose received by the world population, to which natural radioactivity is the largest contributor; • and make direct comparisons between doses from natural sources of ionizing radiation and those from man-made (artificial) ones, hence to better understand the latter.JRC.G.10-Knowledge for Nuclear Security and Safet

European Atlas of Natural Radiation

Natural ionizing radiation is considered as the largest contributor to the collective effective dose received by the world population. The human population is continuously exposed to ionizing radiation from several natural sources that can be classified into two broad categories: high-energy cosmic rays incident on the Earth’s atmosphere and releasing secondary radiation (cosmic contribution); and radioactive nuclides generated during the formation of the Earth and still present in the Earth’s crust (terrestrial contribution). Terrestrial radioactivity is mostly produced by the uranium and thorium radioactive families together with potassium. In most circumstances, radon, a noble gas produced in the radioactive decay of uranium, is the most important contributor to the total dose.This Atlas aims to present the current state of knowledge of natural radioactivity, by giving general background information, and describing its various sources. This reference material is complemented by a collection of maps of Europe displaying the levels of natural radioactivity caused by different sources. It is a compilation of contributions and reviews received from more than 80 experts in their field: they come from universities, research centres, national and European authorities and international organizations.This Atlas provides reference material and makes harmonized datasets available to the scientific community and national competent authorities. In parallel, this Atlas may serve as a tool for the public to: • familiarize itself with natural radioactivity;• be informed about the levels of natural radioactivity caused by different sources;• have a more balanced view of the annual dose received by the world population, to which natural radioactivity is the largest contributor;• and make direct comparisons between doses from natural sources of ionizing radiation and those from man-made (artificial) ones, hence to better understand the latter.Additional information at: https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiatio

Studio del soil radon nel test-site della valle della Caffarella (Roma)

Nel 1988 l'Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) attraverso l'IARC (International Agency for Research on Cancer) ha inserito il radon nelle categorie di agenti cancerogeni conosciuti, nel Gruppo 1 (“evidenza sufficiente di cancerogenicità per l’uomo”) (WHO-IARC, 1988). Il radon è un gas naturale che deriva dal decadimento di uranio e torio; il rischio per la salute si verifica quando tale gas viene inalato. Poiché la concentrazione del radon all'aria aperta è bassa e in media le persone trascorrono la maggior parte del loro tempo in strutture abitative e di lavoro, il rischio per la salute pubblica dovuto al radon è essenzialmente correlato all'esposizione a questo gas in ambiente indoor. All’interno degli edifici l’aria tende ad avere un maggiore ristagno ed il radon può raggiungere concentrazioni molto elevate. Il suolo costituisce generalmente la sorgente principale del radon indoor: quindi, se la misura delle concentrazioni indoor fornisce un’indicazione diretta del rischio radon, la stima del contributo fornito dal suolo dà un’indicazione del fattore di pericolosità. L’aspetto per cui il fattore di pericolosità diventa molto importante è che la sua valutazione è essenziale per intervenire preventivamente ed ottenere abitazioni di nuova costruzione a bassa concentrazione di radon. Un intervento di tipo preventivo, con un indagine sul territorio ed eventuale messa in opera di tecniche adeguate per limitare al massimo il passaggio del gas dal suolo agli edifici, può costituire una soluzione più efficace ed economica rispetto a successivi interventi di bonifica degli ambienti. Affrontando la problematica del radon come rischio per la salute pubblica, è nata l’esigenza di portare avanti uno studio che partisse da un approccio di tipo geologico, dal momento che i recenti sviluppi sia in ambito di ricerca, sia di legislazione, in Italia, sembrano trascurare quasi totalmente questo aspetto. La ricerca è stata quindi portata avanti sul territorio, analizzando le dinamiche che entrano in gioco dal momento della generazione del radon, al suo ingresso ed accumulo negli edifici, focalizzando sull’elemento suolo. Per far questo si è scelto di operare all’interno del territorio comunale di Roma, laddove il fattore di pericolosità, rappresentato dal substrato geologico con il suo potenziale rilascio di radon, si va ad incontrare con l’elemento antropico rappresentato dal tessuto urbano, dando luogo al rischio per la salute. La valle della Caffarella, formata dal fiume Almone, rappresenta, con un’estensione di circa 200 ettari, una delle maggiori aree verdi all’interno della città, e costituisce la parte del Parco Regionale dell’Appia Antica più prossima al centro di Roma. L’area, collocata nel quadrante SE del territorio comunale, è compresa tra le Mura Aureliane, la via Latina, la via dell’Almone, la via Appia (Antica, Nuova e Pignatelli), e ricade all’interno dell’elemento 374113 del foglio 374 Roma della Carta Tecnica Regionale del Lazio. Il substrato geologico è costituito in prevalenza da depositi alluvionali recenti e dai prodotti dell’attività vulcanica dei Colli Albani (di particolare interesse nel lavoro presentato sono risultate le unità delle “Pozzolane Rosse” e di “Villa Senni”). La caratteristica di “zona naturale” facilmente accessibile e prossima ad area urbanizzata, e la natura del substrato geologico, fanno della valle della Caffarella un sito particolarmente adatto allo svolgimento di uno studio sulla concentrazione di radon nel suolo (soil radon) in relazione al rischio in ambiente indoor. L’area indagata rappresenta un settore limitato della valle della Caffarella, nelle vicinanze del “Casale della Vaccareccia” e tra il casale e la via Latina, a partire dalla quale si sviluppa il quartiere Appio Latino. Il lavoro di ricerca triennale (a partire da dicembre 2007) ha permesso di indagare le dinamiche di movimento e di accumulo del gas radon nel suolo e di rilascio all’interfaccia suolo-atmosfera, comprendendone i principali parametri di influenza. La concentrazione di radon nel suolo si è dimostrata parametro più facilmente rilevabile rispetto al flusso all’interfaccia suolo-atmosfera, necessitando quest’ultimo di misure in continuo di lunga durata (da alcune ore ad alcuni giorni) per essere valutato in modo corretto. Contemporaneamente al soil radon sono stati monitorati altri parametri di radioattività (radon indoor in alcuni ambienti distribuiti nell’area del parco e nella vicina zona urbanizzata, radioattività γ in situ e su campioni analizzati in laboratorio) e parametri di influenza della concentrazione di radon nel suolo. L’interpretazione dei dati acquisiti ha condotto a supporre che, nel settore monitorato, il principale meccanismo di trasporto del gas sia la diffusione (trasporto legato al gradiente di concentrazione): il radon rilevato ha origine in un limitato intorno del punto di misura (dell’ordine di qualche decina di centimetri). A conferma di questo sono stati registrati flussi superficiali di CO2 molto bassi. In un contesto simile, sono emersi come principali i seguenti parametri che determinano il valore misurato di concentrazione di radon nel suolo: - tipo di substrato geologico; - profondità di misura; - permeabilità intrinseca del suolo; - condizioni del suolo superficiale; - tecniche di campionamento. Il soil 222Rn ha messo in evidenza un caratteristico andamento stagionale, con valori massimi registrati nel periodo invernale in conseguenza della maggiore piovosità, e valori minimi nei mesi di luglio e agosto. In contesti geodinamici differenti, il soil radon può avere un contributo predominante di origine profonda, le cui dinamiche di trasporto sono legate a flussi di tipo avvettivo (trasporto legato al gradiente di pressione). Tale situazione può essere riscontrata in aree vulcaniche, in aree geotermali e comunque in presenza di discontinuità geologico-strutturali o di cavità. Quanto esposto è confermato dallo studio di Richon et al. (2011), nel quale sono presentati dati di soil radon acquisiti in un’area geotermale del Nepal centrale, sia in condizioni di trasporto per diffusione, sia di flusso avvettivo prevalente. Nel caso di trasporto per diffusione è stato riscontrato un andamento stagionale funzione delle condizioni meteorologiche (incremento dei valori di soil radon, di un fattore 1.5 ÷ 2, nel periodo monsonico), mentre in condizioni di flusso avvettivo, le variazioni durante l’anno sono minime, per il prevalere delle dinamiche di trasporto e accumulo dovute ad una sorgente profonda ad alta pressione. Nel lavoro svolto in valle della Caffarella sono state monitorate contemporaneamente le concentrazioni dei due più importanti isotopi del radon. Lo studio ha messo in evidenza le maggiori difficoltà per una determinazione corretta del 220Rn, notevolmente influenzato dalle tecniche di misura. D’altra parte questo isotopo difficilmente può fornire un contributo rilevante alla concentrazione di radon indoor, e quando la sua presenza non è trascurabile, è legata ai materiali da costruzione: a causa del suo rapido decadimento, il thoron percorre distanze molto brevi rispetto al punto di origine, prima di decadere in polonio. È altresì vero che il 220Rn può dare indicazioni più puntuali rispetto al 222Rn, e il confronto relativo tra i due isotopi può fornire informazioni, oltre che sul contenuto in elementi precursori, sull’eventuale origine profonda del gas. La conoscenza del potenziale rilascio di radon dal suolo può avere diverso utilizzo in funzione della scala di indagine. Su vaste aree può fornire un utile strumento in fase di pianificazione territoriale e può condurre ad una zonizzazione del territorio. Questo approccio può risultare particolarmente utile nell’individuazione di aree ad elevata probabilità di alte concentrazioni di radon indoor (radon-prone areas), ma rimane un’indicazione di carattere generale. Operando ad una scala di maggiore dettaglio (scala di cantiere) è possibile definire il potenziale rilascio di radon dal suolo con una maggiore densità di campionamento, effettuando misure congiunte di soil radon e permeabilità intrinseca del suolo. Utilizzando questi due parametri è stato definito un indice numerico che esprime il fattore di pericolosità da radon, denominato “potenziale radon” (PR). Il valore di PR, in base alla corrispondenza con un “indice radon” (IR), permette di classificare una porzione di territorio e definire le misure di protezione da adottare per gli edifici di nuova costruzione. Nel testo viene fornito un protocollo dettagliato, per la valutazione del fattore di pericolosità dovuto al rilascio di radon dal suolo. La realizzazione di mappe di soil radon e di pericolosità da radon può essere un ulteriore strumento di indagine, efficace per definire la distribuzione nello spazio dei parametri. Il protocollo prevede la possibilità di utilizzo di diverse metodologie di misura dei parametri di interesse. Per questo motivo risulta utile ed opportuna la validazione del metodo tramite interconfronto in test-site. La valle della Caffarella costituisce da alcuni anni un importante sito di riferimento per lo studio del fenomeno ed è stato teatro di giornate di interconfronto. Civitavecchia (Terme della Ficoncella) e Marino (Cava dei Selci) sono due altri importanti siti di interesse nel territorio provinciale di Roma, nei quali opera il gruppo di lavoro che ha sostenuto il presente studio. Eventi di interconfronto sono periodicamente organizzati in Repubblica Ceca [25] e altri paesi europei, con partecipazione di università, enti di ricerca e privati. Sono state effettuate campagne di misura del radon indoor, che hanno fornito delle importanti indicazioni sui meccanismi di ingresso e di accumulo del gas, evidenziando come la distanza dalla principale sorgente di radon, il substrato geologico, sia di fondamentale importanza. È emerso in modo chiaro la notevole incidenza delle condizioni di uso del locale di misura, in particolare la frequenza del ricambio di aria con l’esterno: la valutazione di questo elemento va tenuta in considerazione nelle indagini che vengono effettuate dagli organi di competenza. Un importante sviluppo per il futuro è rappresentato dalla possibilità di una “svolta geologica” all’approccio finora portato avanti in ambito nazionale dalle autorità competenti in materia di rischio radon indoor: l’analisi del territorio è essenziale per un intervento di tipo preventivo. Un notevole passo in avanti sarebbe rappresentato dall’introduzione di norme che impongano la classificazione del territorio sulla base del potenziale rilascio di radon dal suolo (normative di pianificazione e collocazione degli insediamenti abitativi), e l’adeguamento del Regolamento Edilizio (norme in materia di disciplina dello sviluppo tecnico dell’abitato ed opere associate) al fine di adottare, laddove sia necessario, adeguate tecniche costruttive per limitare al massimo il passaggio del gas dal suolo agli edifici di nuova costruzione. La definizione di un protocollo di valutazione del fattore di pericolosità e del potenziale rischio radon, costituisce in tal senso un presupposto fondamentale

Studio del soil radon nel test-site della valle della Caffarella (Roma)

Nel 1988 l'Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) attraverso l'IARC (International Agency for Research on Cancer) ha inserito il radon nelle categorie di agenti cancerogeni conosciuti, nel Gruppo 1 (“evidenza sufficiente di cancerogenicità per l’uomo”) (WHO-IARC, 1988). Il radon è un gas naturale che deriva dal decadimento di uranio e torio; il rischio per la salute si verifica quando tale gas viene inalato. Poiché la concentrazione del radon all'aria aperta è bassa e in media le persone trascorrono la maggior parte del loro tempo in strutture abitative e di lavoro, il rischio per la salute pubblica dovuto al radon è essenzialmente correlato all'esposizione a questo gas in ambiente indoor. All’interno degli edifici l’aria tende ad avere un maggiore ristagno ed il radon può raggiungere concentrazioni molto elevate. Il suolo costituisce generalmente la sorgente principale del radon indoor: quindi, se la misura delle concentrazioni indoor fornisce un’indicazione diretta del rischio radon, la stima del contributo fornito dal suolo dà un’indicazione del fattore di pericolosità. L’aspetto per cui il fattore di pericolosità diventa molto importante è che la sua valutazione è essenziale per intervenire preventivamente ed ottenere abitazioni di nuova costruzione a bassa concentrazione di radon. Un intervento di tipo preventivo, con un indagine sul territorio ed eventuale messa in opera di tecniche adeguate per limitare al massimo il passaggio del gas dal suolo agli edifici, può costituire una soluzione più efficace ed economica rispetto a successivi interventi di bonifica degli ambienti. Affrontando la problematica del radon come rischio per la salute pubblica, è nata l’esigenza di portare avanti uno studio che partisse da un approccio di tipo geologico, dal momento che i recenti sviluppi sia in ambito di ricerca, sia di legislazione, in Italia, sembrano trascurare quasi totalmente questo aspetto. La ricerca è stata quindi portata avanti sul territorio, analizzando le dinamiche che entrano in gioco dal momento della generazione del radon, al suo ingresso ed accumulo negli edifici, focalizzando sull’elemento suolo. Per far questo si è scelto di operare all’interno del territorio comunale di Roma, laddove il fattore di pericolosità, rappresentato dal substrato geologico con il suo potenziale rilascio di radon, si va ad incontrare con l’elemento antropico rappresentato dal tessuto urbano, dando luogo al rischio per la salute. La valle della Caffarella, formata dal fiume Almone, rappresenta, con un’estensione di circa 200 ettari, una delle maggiori aree verdi all’interno della città, e costituisce la parte del Parco Regionale dell’Appia Antica più prossima al centro di Roma. L’area, collocata nel quadrante SE del territorio comunale, è compresa tra le Mura Aureliane, la via Latina, la via dell’Almone, la via Appia (Antica, Nuova e Pignatelli), e ricade all’interno dell’elemento 374113 del foglio 374 Roma della Carta Tecnica Regionale del Lazio. Il substrato geologico è costituito in prevalenza da depositi alluvionali recenti e dai prodotti dell’attività vulcanica dei Colli Albani (di particolare interesse nel lavoro presentato sono risultate le unità delle “Pozzolane Rosse” e di “Villa Senni”). La caratteristica di “zona naturale” facilmente accessibile e prossima ad area urbanizzata, e la natura del substrato geologico, fanno della valle della Caffarella un sito particolarmente adatto allo svolgimento di uno studio sulla concentrazione di radon nel suolo (soil radon) in relazione al rischio in ambiente indoor. L’area indagata rappresenta un settore limitato della valle della Caffarella, nelle vicinanze del “Casale della Vaccareccia” e tra il casale e la via Latina, a partire dalla quale si sviluppa il quartiere Appio Latino. Il lavoro di ricerca triennale (a partire da dicembre 2007) ha permesso di indagare le dinamiche di movimento e di accumulo del gas radon nel suolo e di rilascio all’interfaccia suolo-atmosfera, comprendendone i principali parametri di influenza. La concentrazione di radon nel suolo si è dimostrata parametro più facilmente rilevabile rispetto al flusso all’interfaccia suolo-atmosfera, necessitando quest’ultimo di misure in continuo di lunga durata (da alcune ore ad alcuni giorni) per essere valutato in modo corretto. Contemporaneamente al soil radon sono stati monitorati altri parametri di radioattività (radon indoor in alcuni ambienti distribuiti nell’area del parco e nella vicina zona urbanizzata, radioattività γ in situ e su campioni analizzati in laboratorio) e parametri di influenza della concentrazione di radon nel suolo. L’interpretazione dei dati acquisiti ha condotto a supporre che, nel settore monitorato, il principale meccanismo di trasporto del gas sia la diffusione (trasporto legato al gradiente di concentrazione): il radon rilevato ha origine in un limitato intorno del punto di misura (dell’ordine di qualche decina di centimetri). A conferma di questo sono stati registrati flussi superficiali di CO2 molto bassi. In un contesto simile, sono emersi come principali i seguenti parametri che determinano il valore misurato di concentrazione di radon nel suolo: - tipo di substrato geologico; - profondità di misura; - permeabilità intrinseca del suolo; - condizioni del suolo superficiale; - tecniche di campionamento. Il soil 222Rn ha messo in evidenza un caratteristico andamento stagionale, con valori massimi registrati nel periodo invernale in conseguenza della maggiore piovosità, e valori minimi nei mesi di luglio e agosto. In contesti geodinamici differenti, il soil radon può avere un contributo predominante di origine profonda, le cui dinamiche di trasporto sono legate a flussi di tipo avvettivo (trasporto legato al gradiente di pressione). Tale situazione può essere riscontrata in aree vulcaniche, in aree geotermali e comunque in presenza di discontinuità geologico-strutturali o di cavità. Quanto esposto è confermato dallo studio di Richon et al. (2011), nel quale sono presentati dati di soil radon acquisiti in un’area geotermale del Nepal centrale, sia in condizioni di trasporto per diffusione, sia di flusso avvettivo prevalente. Nel caso di trasporto per diffusione è stato riscontrato un andamento stagionale funzione delle condizioni meteorologiche (incremento dei valori di soil radon, di un fattore 1.5 ÷ 2, nel periodo monsonico), mentre in condizioni di flusso avvettivo, le variazioni durante l’anno sono minime, per il prevalere delle dinamiche di trasporto e accumulo dovute ad una sorgente profonda ad alta pressione. Nel lavoro svolto in valle della Caffarella sono state monitorate contemporaneamente le concentrazioni dei due più importanti isotopi del radon. Lo studio ha messo in evidenza le maggiori difficoltà per una determinazione corretta del 220Rn, notevolmente influenzato dalle tecniche di misura. D’altra parte questo isotopo difficilmente può fornire un contributo rilevante alla concentrazione di radon indoor, e quando la sua presenza non è trascurabile, è legata ai materiali da costruzione: a causa del suo rapido decadimento, il thoron percorre distanze molto brevi rispetto al punto di origine, prima di decadere in polonio. È altresì vero che il 220Rn può dare indicazioni più puntuali rispetto al 222Rn, e il confronto relativo tra i due isotopi può fornire informazioni, oltre che sul contenuto in elementi precursori, sull’eventuale origine profonda del gas. La conoscenza del potenziale rilascio di radon dal suolo può avere diverso utilizzo in funzione della scala di indagine. Su vaste aree può fornire un utile strumento in fase di pianificazione territoriale e può condurre ad una zonizzazione del territorio. Questo approccio può risultare particolarmente utile nell’individuazione di aree ad elevata probabilità di alte concentrazioni di radon indoor (radon-prone areas), ma rimane un’indicazione di carattere generale. Operando ad una scala di maggiore dettaglio (scala di cantiere) è possibile definire il potenziale rilascio di radon dal suolo con una maggiore densità di campionamento, effettuando misure congiunte di soil radon e permeabilità intrinseca del suolo. Utilizzando questi due parametri è stato definito un indice numerico che esprime il fattore di pericolosità da radon, denominato “potenziale radon” (PR). Il valore di PR, in base alla corrispondenza con un “indice radon” (IR), permette di classificare una porzione di territorio e definire le misure di protezione da adottare per gli edifici di nuova costruzione. Nel testo viene fornito un protocollo dettagliato, per la valutazione del fattore di pericolosità dovuto al rilascio di radon dal suolo. La realizzazione di mappe di soil radon e di pericolosità da radon può essere un ulteriore strumento di indagine, efficace per definire la distribuzione nello spazio dei parametri. Il protocollo prevede la possibilità di utilizzo di diverse metodologie di misura dei parametri di interesse. Per questo motivo risulta utile ed opportuna la validazione del metodo tramite interconfronto in test-site. La valle della Caffarella costituisce da alcuni anni un importante sito di riferimento per lo studio del fenomeno ed è stato teatro di giornate di interconfronto. Civitavecchia (Terme della Ficoncella) e Marino (Cava dei Selci) sono due altri importanti siti di interesse nel territorio provinciale di Roma, nei quali opera il gruppo di lavoro che ha sostenuto il presente studio. Eventi di interconfronto sono periodicamente organizzati in Repubblica Ceca [25] e altri paesi europei, con partecipazione di università, enti di ricerca e privati. Sono state effettuate campagne di misura del radon indoor, che hanno fornito delle importanti indicazioni sui meccanismi di ingresso e di accumulo del gas, evidenziando come la distanza dalla principale sorgente di radon, il substrato geologico, sia di fondamentale importanza. È emerso in modo chiaro la notevole incidenza delle condizioni di uso del locale di misura, in particolare la frequenza del ricambio di aria con l’esterno: la valutazione di questo elemento va tenuta in considerazione nelle indagini che vengono effettuate dagli organi di competenza. Un importante sviluppo per il futuro è rappresentato dalla possibilità di una “svolta geologica” all’approccio finora portato avanti in ambito nazionale dalle autorità competenti in materia di rischio radon indoor: l’analisi del territorio è essenziale per un intervento di tipo preventivo. Un notevole passo in avanti sarebbe rappresentato dall’introduzione di norme che impongano la classificazione del territorio sulla base del potenziale rilascio di radon dal suolo (normative di pianificazione e collocazione degli insediamenti abitativi), e l’adeguamento del Regolamento Edilizio (norme in materia di disciplina dello sviluppo tecnico dell’abitato ed opere associate) al fine di adottare, laddove sia necessario, adeguate tecniche costruttive per limitare al massimo il passaggio del gas dal suolo agli edifici di nuova costruzione. La definizione di un protocollo di valutazione del fattore di pericolosità e del potenziale rischio radon, costituisce in tal senso un presupposto fondamentale

New sol-gel deposition technique in the Smart-Windows – Computation of possible applications of Smart-Windows in buildings

The integration of a new architectural component into the building envelope can contribute to improving its energy performance, and the comfort conditions visual and thermo-hygrometric. Two deposition methods are used: dip-coating and spin-coating, optically characterized by spectro-photometric techniques. Measurements of a dynamic type have enabled the determination of parameters such as switching times (relative to the coloring and inverse process) and optical memory (important in smart-window applications to reduce the consumption of operating energy). The experimental results of the deposition technique on two electro-chromic devices measuring made at the Department of Engineering of the University of Messina, are shown below. In this study, through a computational investigation, the possibilities of environmental control of "Smart-Windows" with electro-chromic technology are investigated. To characterize these aspects, the thermal behavior of a buildingmodel equipped with electro-chromic Smart-Windows was analyzed using the MC4 Software simulation program. Through the separate applications of the Smart Windows, connected with different types of shading, we have proceeded to simulate the calculation of the energy requirement of a block of the Engineering Faculty of the University of Messina, which has a building typology favorable to the study, being characterized by extensive glass walls facing south. Annual cooling thermal loads calculated for the building under examination. for different control strategies of the Smart Windows, they were then compared with the thermal loads obtained with traditional glass systems (actually installed) for different types of shielding in order to estimate any energy saving

Integrating radon and thoron flux data with gamma radiation mapping in radon-prone areas. The case of volcanic outcrops in a highly-urbanized city (Roma, Italy)

An integration of laboratory radon and thoron exhalation data with gamma radiation mapping is applied to assess the geogenic radon and the exposure of people to natural radiation in a highly-urbanized city (Roma, Italy). The study area is a protected territory where ignimbrites from Colli Albani volcano and alluvial sediments largely crop out. A map of total gamma radiation, a gamma transect across Caffarella valley and 9 vertical gamma profiles have been carried out, showing that the main control of gamma levels is, of course, the lithological nature, without neglecting the simultaneous effect of other parameters such as slope morphology, erosion/weathering processes, occurrence of sinkholes or underground tunnels. The surveys allowed to distinguish the medians of ignimbrites (from 816 ± 16 cps to 936 ± 19 cps) from that of alluvial materials (611 ± 14) cps), but showed also that alluvial sediments with anomalously high radioactivity (769 ± 14 cps) can be locally recognized, providing valuable information on the interaction between sedimentation and erosion in fluvial valleys. Total gamma activity was converted into absorbed gamma dose rate ranging from 0.33 to 0.38 μSv/hr. Outdoor Annual Effective Dose Equivalents were also estimated between 0.58 and 0.67 mSv y −1 . Laboratory radon and thoron exhalation rates of collected material are positively correlated with gamma radiation. Volcanic and alluvial sediments are well-discriminated. The correlation between the two variables is evident, but not robust because of the variable concentration of 40 K, which is not contributing to radon and thoron exhalation rates. Anomalous data of soil samples located at the foot of a slope can be interpreted as due to reworking and accumulation processes. Similar gamma radiation data documents analogous concentration of radon and thoron parent-nuclides, but coexisting different radon and thoron exhalation rates provides an additional information on different grain size distributions which can be considered as a proxy for soil gas permeability. The integration of gamma mapping and radon and thoron exhalation measurements is a very useful tool to assess people exposure to natural radiation, in terms of dose rates and potential indoor radon. Gamma mapping, which provides data on the radiation source (the bedrock) is fast and not expensive. It allows to obtain very detailed pictures of a study area, but it needs to be combined with laboratory determination of radon and thoron release in order to definitely and correctly interpret variations of gamma signal. Furthermore, laboratory determination of soil radon exhalation gives information on the release of radon and is a good proxy for soil gas permeability. It has the great advantage over in-situ measurements of gas flow not to be influenced by seasonal pedoclimatic parameters and is affected by lower analytical uncertainties. These data are thus reproducible and precise and can be used to estimate potential radon hazard, which is the main source of exposure and thus the most important parameter for human protection from environmental radioactivity

Tracing NAPLs contamination in the vadose zone using soil radon

Frequent spills of Non-Aqueous Phase Liquids (NAPLs), such as petroleum products or chlorinated solvents, occur all around the world contaminating the soil vadose zone or the aquifer. In order to trace the presence of these substances, radon concentration in soil gas can be employed because of its high solubility in NAPLs. Radon available in the soil pores accumulates in the NAPLs producing a local decrease of its concentration in the vicinity of contaminated areas. Thus radon minima in the vadose zone can be used to localize NAPL plumes indirectly. The suitability of this method is here checked by laboratory simulation of a gasoline spill within a known volume of soil. Radon activity concentration strongly drops down right after the injection of gasoline and progressively increases in the following days. This trend is compared with data from a simultaneous experiment carried out on a volume of the same soil, not contaminated by NAPL. Finally, an example of field measurements within a site affected by NAPL contamination is documented. Mapping of soil radon concentration at 80 cm depth shows an area where radon deficit is evident. This region is aligned along the directions of the groundwater flow induced by pumping for safety operation of the plant. Radon negative anomalies are not due to low gas permeability and are not correlated with soil CO2. The comparison of soil gas data with those from nearby background areas confirm the soundness of premises

Using a multi-method approach based on soil radon deficit, resistivity, and induced polarization measurements to monitor non-aqueous phase liquid contamination in two study areas in Italy and India

Geochemical and geophysical surveys employing radon deficit, resistivity, and induced polarization (IP) measurements were undertaken on soil contaminated with non-aqueous phase liquids (NAPLs) in two different sites in India and in Italy. Radon deficit, validated through the comparison with average soil radon in reference unpolluted areas, shows the extension of contamination in the upper part of the unsaturated aquifers. In site 1 (Italy), the spill is not recent. A residual film of kerosene covers soil grains, inhibiting their chargeability and reducing electrical resistivity difference with background unpolluted areas. No correlation between the two parameters is observed. Soil volatile organic compounds (VOCs) concentration is not linked with radon deficit, supporting the old age of the spillage. NAPL pollution in sites 2a and 2b (India) is more recent and probably still active, as demonstrated by higher values of electrical resistivity. A good correlation with IP values suggests that NAPL is still distributed as droplets or as a continuous phase in the pores, strengthening the scenario of a fresh spill or leakage. Residual fraction of gasoline in the pore space of sites 2a and 2b is respectively 1.5 and 11.8 kg per cubic meter of terrain. This estimation is referred to the shallower portion of the unsaturated aquifer. Electrical resistivity is still very high indicating that the gasoline has not been strongly degraded yet. Temperature and soil water content influence differently radon deficit in the three areas, reducing soil radon concentration and partly masking the deficit in sites 2a and 2b