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5
Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 2 (2012)
© Sapienza Università Editrice
www.ijege.uniroma1.it
DOI: 10.4408/IJEGE.2012-02.O-01
m
auro
CASTELLUCCIO
(*)
,
g
ianluigi
GIANNELLA
(**)
,
c
arlo
LUCCHETTI
(*)
,
m
aSSimo
MORONI
(***)
&
p
aola
TUCCIMEI
(*)
(*)
Università degli Studi “Roma Tre”, Dipartimento di Scienze Geologiche - L.go San Leonardo Murialdo, 1 - 00146 Roma, Italy - tuccimei@uniroma3.it
(**)
Geologist - Via Carlo Fadda, 6 - 00173 Roma, Italy - g.giannella@libero.it
(***)
GEOEX s.a.s. Professional Company - Corso Matteotti, 44 - 00041 Albano Laziale, Italy - info@Radon.it
LA CLASSIfICAZIONE DELLA PERICOLOSITà RADON NELLA PIANIfICAZIONE
TERRITORIALE fINALIZZATA ALLA GESTIONE DEL RISCHIO
CLASSIfICATION Of RADON HAZARD
IN URBAN PLANNING fOCUSED TO RISK MANAGEMENT
RIASSUNTO
Questo contributo tratta della valutazione della pericolosità radon
nella pianificazione territoriale. Sulla base delle esperienze maturate
in Europa e negli Stati Uniti, si propone di associare le misure di con-
centrazione del radon nel suolo, effettuate alla profondità minima di
80 cm, con la determinazione della permeabilità ai gas del terreno, per
il calcolo degli indici RP e RI. Il valore di questi parametri consente la
classificazione della pericolosità in un sito dove è previsto un futuro
sviluppo edilizio e la predisposizione preventiva d’accorgimenti tec-
nici per controllare i successivi livelli di radon indoor. L’applicazione
di questo metodo a due siti-pilota (la Valle della Caffarella e il Parco
della Resistenza) ubicati in Italia centrale e caratterizzati da diversi
assetti geologici, dimostra che l’introduzione del parametro permea-
bilità aiuta a descrivere meglio il livello di pericolosità, riducendo la
variabilità stagionale che interessa le misure. A scopo precauzionale,
si suggerisce di moltiplicare per 2 gli indici RP ottenuti per le misure
estive (svolte nei mesi di luglio e agosto) e per 1.5 quelli di giugno e
settembre, così da evitare di sottostimare le concentrazioni di radon
nel suolo e gli indici radon relativi a questi periodi, rispetto alle con-
dizioni medie annue o ai massimi invernali.
T
ermini
chiave
: radon indoor, pericolosità radon, rischio radon, radon nel
suolo, permeabilità intrinseca, pianificazione territoriale
RASSEGNA DEGLI APPROCCI ESISTENTI PER LA
VALUTAZIONE DELLA PERICOLOSITA’ RADON
La Pianificazione Territoriale è un processo tecnico-amministra-
tivo che riguarda la gestione degli ambienti naturali, oltre alla pro-
grammazione di uno sviluppo organizzato e sicuro degli insediamen-
ti urbani e delle comunità. Comprende attività di ricerca e analisi,
approcci strategici mirati, progettazione urbana, confronti pubblici,
regolamenti e linee guida, ma anche la gestione del rischio. La valuta-
zione del rischio, attraverso la conoscenza degli elementi di pericolo
esistenti nell’area in esame, consente la predisposizione di strumenti
urbanistici idonei ad assicurare la tutela della salute pubblica e dell’in-
columità delle persone e dei beni presenti. Quest’impostazione, che
vale per il rischio idrogeologico, sismico, vulcanico, industriale ecc.,
è applicata meno frequentemente ad un altro rischio naturale causato
ABSTRACT
This work deals with the evaluation of radon hazard in urban
planning. According to the experiences developed in Europe and in
the United States, we propose to associate the measurement of soil
radon concentration at the minimum depth of 80 cm with the determi-
nation of soil gas permeability in order to calculate RP and RI radon
indices. The values of these indices allow classifying the radon haz-
ard of a future building site and planning technical actions to reduce
and control indoor radon levels. The application of this procedure to
two test-sites (Valle della Caffarella and Parco della Resistenza) lo-
cated in central Italy and characterised by different geological setting
and bedrock, demonstrate that the introduction of the intrinsic perme-
ability helps to better describe the hazard level, reducing the seasonal
variability that affects measurements. With a precautionary spirit, we
suggest that a correction coefficient should be employed to summer
measurements in order to minimise the underestimation of soil radon
and radon indices that is commonly observed in dry and warm peri-
ods. July and August RP indices should be multiplied by 2, whereas
June and September values times 1.5. No corrections are needed for
winter determinations when highest values are reached.
K
ey
words
: indoor radon, radon hazard, radon risk, soil radon, intrinsic per-
meability, urban planning
REVIEW Of EXISTING METHODS fOR THE EVALU-
ATION Of RADON HAZARD
Urban planning is a technical and administrative process con-
cerned with the management of natural environments and to the de-
sign of an organized and safe development of settlements and commu-
nities. It concerns itself with research and analysis, strategic thinking,
urban design, public consultation and policy recommendations, but
also with risk management. The risk assessment of a given area, al-
lows the preparation of proper instruments to ensure adequate protec-
tion of public health and the safety of people. This approach, which
applies to the hydrological, seismic, volcanic and industrial risks, is
less frequently applied to another natural hazard, which is caused by
the accumulation of the radioactive radon gas and its decay products
in indoor environments. Epidemiological studies indicate the strong
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LA CLASSIfICAZIONE DELLA PERICOLOSITA’ RADON
NELLA PIANIfICAZIONE TERRITORIALE fINALIZZATA ALLA GESTIONE DEL RISCHIO
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M. CASTELLUCCIO, G. GIANNELLA, C. LUCChETTI, M. MORONI & P. TUCCIMEI
impact of radon on public health, esteeming it as second cause of lung
cancer in the general population, after smoking (wHo, 2009).
A number of approaches is used worldwide to assess the poten-
tial for elevated indoor radon concentrations across geographic areas
of various size. Radon-prone areas can be identified directly by us-
ing indoor measurements or indirectly using radon concentration in
the soil, provided there is an established correlation (transfer func-
tion) with the radon concentrations in homes. The United States of
America developed its radon map based on a combination of indoor
measurements, geological characteristics, aerial radioactivity, soil
permeability and foundation type (USEPA, 1993). In Germany, the
map is based on radon concentrations in soil gas. In Austria, the clas-
sification is based upon the mean radon concentration within a given
area (f
riedmann
, 2005). Another approach used in some countries,
such as the Czech Republic (n
eznal
et alii, 2004), involves testing
individual building sites prior to construction to establish a radon in-
dex for the site. The index is then used to define the degree of radon
protection needed for building on that location. However, in countries
including Finland, Ireland, Norway, Sweden, Switzerland, the United
Kingdom, and the United States of America, the most cost-effective
approach appears to be the use of radon control options in all new
homes (wHo, 2007). In Italy, some local administrations have intro-
duced in urban planning specific instructions aimed at adopting sim-
ple and cheap building practices to reduce soil radon concentration
before construction or large restoring. The control of radon activity
concentration is the subsoil is mandatory in some districts of Roma
and other nearby towns, such as Marino and Ciampino, affected by a
strong release of endogenous gases.
Finally, the Joint Research Centre of the European Commission
(JRS) is developing the European Geogenic Radon Map within the
long-term project of a European Atlas of Natural Radiation (https://
rem.jrc.ec.europa.eu/RemWeb
). The working group is now evalu-
ating the “transfer function” approach (based on equilibrium con-
centration of
222
Rn in soil air and soil effective permeability). As
alternative option, the US classification scheme (USEPA, 1993) is
under consideration.
In Italy local administrations are recommended to introduce in
building regulations specific instructions to adopt simple and cheap
building rules aimed at reducing radon concentration in the subsoil
before construction begins. Similar recommendation should also
apply in case of building restoration. So far, the problem of indoor
pollution from radon in Italy has been mainly privilege of two pro-
fessionals: the physician for health issues and the physicist for the
measurements. This situation, that has lead to ignore issues related
to the geological causes of the phenomenon, is directing the neces-
sary defensive actions to solutions that are strongly influenced by this
biased approach to the problem (m
oroni
, 2002).
This paper reports an innovative protocol for the evaluation and
the classification of indoor radon hazard based on a geological ap-
proach (k
emSki
et alii, 2001). This method, developed from the pio-
dall’accumulo negli ambienti confinati del gas Radon e dei suoi pro-
dotti di decadimento. Statistiche di tipo epidemiologico indicano il
forte impatto che il Radon ha sulla salute pubblica, stimandolo come
seconda causa di tumore al polmone dopo il fumo (wHo, 2009).
Per valutare il potenziale accumulo di questo gas negli ambien-
ti confinati sono stati proposti numerosi approcci. Le aree dove
quest’accumulo può verificarsi (radon-prone areas) possono essere
identificate direttamente attraverso misure delle concentrazioni in-
door
nelle costruzioni esistenti, oppure indirettamente utilizzando le
concentrazioni di radon nel terreno (soil radon), ammettendo che esi-
sta una correlazione provata (detta anche funzione di trasferimento)
con le concentrazioni negli ambienti confinati.
Gli Stati Uniti hanno realizzato la mappatura del radon in con-
formità ad una combinazione di misure indoor, osservazioni geologi-
che, rilievo aereo della radioattività, permeabilità del suolo e tipo di
fondazioni (USEPA, 1993). In Germania, la cartografia si basa sulle
misure del radon nel suolo. In Austria, la classificazione parte dalle
concentrazioni medie di radon riferite ad aree definite (f
riedmann
,
2005). Un altro approccio è invece seguito nella Repubblica Ceca
(n
eznal
et alii, 2004) e prevede il controllo dei singoli siti di costru-
zione, prima che si realizzi l’edificazione, al fine di stabilire un indice
radon specifico per quel sito. Altri Paesi, come la Finlandia, l’Irlanda,
la Norvegia, la Svezia, la Svizzera e il Regno Unito, prediligono in-
vece l’adozione di pratiche costruttive specifiche sulle fondazioni dei
nuovi edifici (wHo, 2007). In Italia, alcune amministrazioni locali
hanno introdotto all’interno degli strumenti urbanistici istruzioni mi-
rate circa l’adozione di pratiche costruttive semplici ed economiche
per ridurre le concentrazioni di radon nel sottosuolo prima dell’edifi-
cazione o altre misure ad hoc nei casi di ristrutturazione “pesanti”. In
alcune aree caratterizzate da forti flussi di gas endogeni, il controllo
del soil radon è una misura obbligatoria; si veda il caso dei comuni di
Marino, Ciampino ed alcuni municipi della città di Roma.
Infine, l’Unione Europea ha finanziato di recente un progetto per
la realizzazione della Cartografia Europea del potenziale radon d’ori-
gine geogenica (presente, in altre parole, nel suolo), da affiancare alla
Mappa Europea del Radon Indoor (https://rem.jrc.ec.europa.eu/Rem-
Web
). Il gruppo di lavoro sta attualmente prendendo in considerazio-
ne l’applicabilità di un approccio basato sulla concentrazione d’equi-
librio del
222
Rn nel suolo e sulla permeabilità intrinseca del terreno e,
come seconda opzione, lo schema di classificazione del potenziale
radon utilizzato negli Stati Uniti (USEPA, 1993).
Sinora in Italia, il problema dell’inquinamento indoor da radon
è stato prevalentemente appannaggio di due figure professionali: il
medico per l’aspetto sanitario ed il fisico per le misure. Questo stato
di cose, escludendo di tenere in considerazione anche gli aspetti con-
nessi alle cause geologiche del fenomeno, sta indirizzando le neces-
sarie azioni di difesa verso soluzioni che risentono fortemente di un
approccio al problema limitato e parziale (m
oroni
, 2002).
Questo lavoro presenta un protocollo originale per la valutazione e
la classificazione della pericolosità radon, basato su un approccio ge-
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CLASSIfICATION Of RADON HAZARD
IN URBAN PLANNING fOCUSED TO RISK MANAGEMENT
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Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 2 (2012)
© Sapienza Università Editrice
www.ijege.uniroma1.it
ologico (k
emSki
et alii, 2001). Il metodo, sviluppato da una procedura
pionieristica introdotta nella Repubblica Ceca (n
eznal
et alii, 2004) e
riproposta in Italia in una precedente nota (c
aStelluccio
et alii, 2011),
è stato ulteriormente perfezionato e aggiornato, a seguito di campagne
di monitoraggio recenti, come quelle svolte nei “siti di controllo” della
Valle della Caffarella (Roma) e del Parco della Resistenza (Civitavec-
chia), i cui risultati sono riassunti nei paragrafi successivi.
LA GEOLOGIA DEL RADON: DALLE ROCCE AL
RISCHIO
Il Radon è un gas nobile, radioattivo e radiogenico, presente nell’am-
biente naturale (rocce, sedimenti, suoli, acqua, atmosfera). Esistono tre
isotopi principali del Radon, il
222
Rn (detto semplicemente Radon), il
220
Rn (conosciuto anche come Toron) e il
219
Rn (detto Actinon), appar-
tenenti, rispettivamente, alle famiglie radioattive aventi come capostipiti
238
U,
232
Th e
235
U (b
ourdon
et alii, 2003). Il
222
Rn (di seguito indicato
semplicemente come Radon) è l’isotopo caratterizzato dal tempo di di-
mezzamento più lungo (3.82 giorni) ed è quindi quello con una maggio-
re abbondanza e permanenza nell’ambiente. Gli altri due hanno tempi
di dimezzamento molto inferiori (dell’ordine di poche decine di secon-
di) e contribuiscono limitatamente alla concentrazione totale di questo
gas in ambiente indoor. Le principali sorgenti del Radon indoor sono,
nell’ordine: il sottosuolo, i materiali da costruzione e l’acqua utilizzata
a fini domestici. Il substrato geologico gioca però il ruolo principale nei
processi di potenziale apporto del Radon negli edifici. La natura delle
rocce, la loro composizione mineralogica, la concentrazione degli ele-
menti precursori (Uranio, Torio e Radio), la porosità, la permeabilità, il
contenuto d’acqua, la presenza di fratture e faglie, la presenza di cavità,
sono gli elementi che più condizionano la concentrazione del Radon nel
sottosuolo e il suo trasporto attraverso le fondazioni. Non tutto il Ra-
don prodotto in un suolo o in una roccia per decadimento del radio è
disponibile per il passaggio nell’aria, ma soltanto una parte di esso si
libera nei pori (processo d’emanazione), può migrare nel terreno e quin-
di concentrarsi negli ambienti confinati. La presenza d’acqua nei pori
influenza fortemente il movimento del Radon nel suolo, ma il parametro
che meglio regola il trasporto e l’esalazione è la permeabilità. Com’è
noto, quest’ultima può essere distinta in permeabilità primaria, dovuta
alle caratteristiche intrinseche di vacuolarità dei terreni (dipendenti dalla
densità, dalla porosità interconnessa e dalla granulometria) oppure se-
condaria (legata alla presenza di fratture e discontinuità strutturali). La
carsificazione di una roccia può, inoltre, aumentare la permeabilità ge-
nerale dell’ammasso roccioso e influenzare l’accumulo e la migrazione
del Radon nel sottosuolo. In presenza di fratture, faglie e discontinuità, il
flusso di Radon non ha soltanto una componente diffusiva (legata al gra-
diente di concentrazione del gas in un breve intorno del punto di misura),
ma si esplica soprattutto attraverso un trasporto di tipo avvettivo (dovuto
ai gradienti della pressione dei fluidi nei pori: H
2
O, CO
2
, CH
4
, r
icHon
et
alii, 2011); in quest’ultimo caso, il Radon, proveniente da aree più pro-
fonde, risale con maggiore velocità verso la superficie insieme con altri
fluidi, che agiscono da carrier e cioè da convogli gassosi trasportatori.
neering procedure proposed in the Check Republic (n
eznal
et alii,
2004) and presented in Italy in a previous document (c
aStelluccio
et alii, 2011), has been fatherly developed and updated as a result
of recent field surveys carried out in Valle della Caffarella (Roma)
and Parco della Resistenza (Civitavecchia) test sites, both located
in Latium Region (central Italy), whose major findings are sum-
marised in next sections.
THE GEOLOGY Of RADON: fROM ROCK TO RISK
Radon is a noble gas, radioactive and radiogenic, occurring in
natural environments (rocks, sediments, soils, water and atmos-
phere). Three isotopes deserve our attention,
222
Rn (simply known
as Radon),
220
Rn (also indicated as Thoron) and
219
Rn (the Actinon),
belonging respectively to the radioactive series of
238
U,
232
Th and
235
U (b
ourdon
et alii, 2003).
222
Rn (hereafter named just Radon) is
the isotope with the longer half-life (3.82 days) and thus the most
abundant and long lasting. The other two isotopes are characterised
by much shorter half-lives (in the order of few tenths of seconds)
and scarcely contribute to the total concentration of this gas in the
indoor environment.
Main sources of indoor radon are in order of importance: the sub-
soil, building materials and water used for domestic supply. Rocks
type, their mineralogical composition, precursor elements concen-
tration (uranium, thorium and radium), porosity, permeability, water
content, faults and fractures occurrence, underground cavities are the
factors that predominantly influence soil radon concentration and
transport and its delivery through foundations to indoor spaces.
Radon that is produced in a soil or rock by decay of
226
Ra is not
completely available to the transport into the air, but only a fraction
of it is released into the pore spaces (emanation process), migrates
through the terrain and then concentrates in confined environments.
Water contained in a soil strongly influence radon transfer, but the
parameter that better controls the transport and the exhalation is the
permeability. As well known, rocks are characterised by a primary
permeability due to their porosity, density and grain size and a sec-
ondary permeability dependent on fractures and structural uncon-
formities. Karst phenomena can increase the general permeability of
rocks and affect the accumulation and the migration of radon. In pres-
ence of faults, fractures and unconformities, radon flux is not only
due to diffusion (triggered by radon concentration gradients in the
close proximity of the measuring station), but also and mainly by ad-
vection (a process related to fluids pressure gradients, see H
2
O, CO
2
,
CH
4
, r
icHon
et alii, 2011). In this case, deep-seated radon ascends at
higher rates with carrier gases, such as CO
2
.
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LA CLASSIfICAZIONE DELLA PERICOLOSITA’ RADON
NELLA PIANIfICAZIONE TERRITORIALE fINALIZZATA ALLA GESTIONE DEL RISCHIO
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M. CASTELLUCCIO, G. GIANNELLA, C. LUCChETTI, M. MORONI & P. TUCCIMEI
METODI DI MAPPATURA DELLA PERICOLOSITA’
La quasi totalità delle azioni di screening sulla radioattività ambien-
tale in Italia è stata eseguita negli ambienti indoor. Va rilevato che tale
metodologia, ampiamente e correttamente utilizzata per indagini epide-
miologiche, risente di numerosi fattori quali, ad esempio, le abitudini di
vita dei residenti, la tipologia costruttiva degli edifici (sia nelle strutture
in elevazione, che in fondazione), la tenuta degli infissi, la presenza di
condizionatori, il periodo d’esposizione (estate/inverno), l’orientamen-
to dei vani, il clima ecc. Si può pertanto affermare che abitazioni co-
struite con materiali e tecniche diverse e abitate da famiglie con stili di
vita diversi, possono presentare valori di radioattività indoor fortemente
differenziati, anche se ubicate in una stessa area, con costante livello
d’esalazione di Radon. Da ciò discende che, per la determinazione del
livello di rischio di una specifica area geografica, uno screening fatto
soltanto sulla base delle misure indoor senza alcun riferimento agli altri
parametri, debba ritenersi puramente indicativo. Per la corretta defini-
zione del livello di pericolosità presente in un’area è quindi necessario
definire, in via preventiva, il livello di pericolosità basato sulla localiz-
zazione delle zone nelle quali, per fattori naturali, sono particolarmente
attivi o si concentrano i fenomeni d’esalazione della radioattività da
Radon. La mappatura della pericolosità deve basarsi sull’analisi della
geologia locale considerando, in particolare, la litologia, la permeabi-
lità dei suoli, la presenza di discontinuità tettoniche (faglie e fratture
locali e/o regionali) che possono convogliare notevoli quantità di gas da
gran profondità, la presenza di fenomeni carsici, lo spessore e la natura
dei terreni di copertura e del suolo. In funzione della scala di rilievo,
l’obiettivo potrà essere raggiunto attraverso studi di primo e di secon-
do livello, finalizzati, rispettivamente, alla zonizzazione del territorio
nell’ambito degli strumenti urbanistici comunali e alla definizione dei
tassi d’esalazione del gas a scala locale nei piani urbanistici attuativi.
Nell’ambito degli studi di primo livello, in altre parole per la de-
finizione delle aree a potenziale rischio Radon alla scala comunale o
intercomunale, ad esempio per la redazione di un nuovo piano urbani-
stico, si adotterà una procedura volta alla definizione della pericolosità
su base geologica. In questo caso, i test nel suolo saranno mirati esclu-
sivamente alla validazione della procedura di classificazione e all’asse-
gnazione di parametri quantitativi alle unità di roccia identificate nello
studio. La base di partenza della caratterizzazione geologica in questo
studio è la suddivisione secondo le “Unità di Roccia”. Tale approccio,
mutuato da uno studio avviato dall’ANPA oltre 10 anni fa e denominato
PERS (Potenziale di Esalazione di Radon dal Suolo), può essere vali-
damente utilizzato anche per la definizione delle Radon Prone Areas
ad un livello di maggior dettaglio della scala nazionale (ANPA, 2000).
L’Unità di Roccia è un corpo roccioso tridimensionale omogeneo, con
una determinata estensione in superficie e in profondità. E’ individuata
essenzialmente in base alla litologia e alla geometria (superficie e spes-
sore); spesso è delimitata da elementi tettonici importanti (faglie), ma
è definita anche da altre caratteristiche petrografiche, strutturali e tes-
siturali dell’ammasso: contenuto d’elementi radioattivi (in particolare
di
226
Ra), fratturazione, porosità, permeabilità e caratteristiche idrogeo-
METHODS Of HAZARD MAPPING
Most screening actions on environmental radioactivity de-
veloped in Italy takes place in indoor environment. It should be
emphasized that these kind of measurements, widely and success-
fully performed worldwide for epidemiological investigations, are
affected by several variables such as life style of residents, types of
construction (building and its foundation), window frames sealing,
presence of heating, ventilation and air conditioning, the exposure
season (summer/winter), rooms orientation, local climate, etc. It
can therefore be argued that buildings constructed with different
materials and techniques, inhabited by families with different life
styles, may be characterised by very different indoor radon lev-
els even if located in the same area. It follows that a preliminary
screening aimed at evaluating the general hazard of a given terri-
tory cannot be based only on indoor radon surveys, without consid-
ering the above-mentioned parameters. In order to correctly define
the hazard, it is necessary to examine it in areas where strong de-
gassing or large radon concentrations in soils (radon-prone areas)
naturally occur. Radon hazard mapping must rely on the study of
local geology and, in particular, on lithology, permeability, karst
phenomena, infillings thickness and nature and finally tectonic
unconformities occurrence that may favour the transfer of large
amounts of deep-seated gases.
The classification of radon hazard should follow two different
paths according to the scale of the survey: first and second level
studies, respectively focused on general zoning of the territory in
the frame of municipal master plans and evaluation of soil radon ex-
halation and concentration at local-scale executive urban planning.
In the first case, the classification is geologically-based and re-
lies on a subdivision according to “Rock Units” to which specific
rates are assigned following a procedure developed more than 10
years ago by ANPA (the former Italian Agency for Environmental
Protection, 2000). This scoring approach, known as PERS (Soil
Radon Exhalation Potential) was originally developed for studies
at national scale, but could be successfully employed in more de-
tailed investigations for the definition of radon-prone areas. The
above-mentioned “Rock Unit” is a three-dimensional homogene-
ous rock body, identified on the basis of its lithology and geom-
etry (areal extension and thickness). It is often bordered by tec-
tonic features (faults), but is also described and rated according to
petrographical, structural and textural characteristics: radioactive
elements concentrations (see in particular
226
Ra), cracks distribu-
tion, porosity, permeability and hydrogeological setting. Specific
scores are assigned to each indicator and processed to get the PERS
value. A complementary monitoring and testing phase is scheduled
to check radon concentration and exhalation characterising territo-
ries with given PERS. For further information on this radon hazard
classification, the reader is referred to ANPA (2000).
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CLASSIfICATION Of RADON HAZARD
IN URBAN PLANNING fOCUSED TO RISK MANAGEMENT
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Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 2 (2012)
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logiche. A ciascuno di questi parametri è assegnato un punteggio che è
poi utilizzato per la determinazione del PERS. Per ulteriori informazio-
ni su questo calcolo, si rimanda alla pubblicazione dell’ANPA (2000).
MAPPATURA DEL SOIL RADON E DELLA PERMEA-
BILITà INTRINSECA: GLI INDICI PR E IR
Gli studi di secondo livello si rendono necessari per le trasfor-
mazioni urbanistiche nelle aree classificate a rischio potenziale dagli
studi di primo livello. Cambia quindi la scala dello studio, ma anche
le finalità per cui le indagini e la mappatura sono condotte (c
aStel
-
luccio
, 2010; c
aStelluccio
et alii, 2010). Gli studi di secondo livello
consentono di ricavare l’Indice Radon (IR), parametro che definisce
il livello di rischio locale connesso alle emanazioni di Radon. Esso
si ottiene da misure strumentali della concentrazione del Radon nel
suolo e della permeabilità intrinseca del terreno, effettuate ad almeno
80 cm di profondità (Tab. 1).
Utilizzando il valore della permeabilità intrinseca (Tab. 2), si de-
termina il potenziale Radon (PR) con la formula indicata nella Tab. 3.
La Tabella 3 indica la corrispondenza tra potenziale Radon (PR)
e indice Radon (IR). Alternativamente la permeabilità intrinseca può
SOIL RADON AND INTRINSIC PERMEABILITY MAP-
PING: PR AND IR INDICES
Second level studies apply to urban planning in areas classified
as potentially at risk according to first level investigations (c
aStel
-
luccio
, 2010; c
aStelluccio
et alii, 2010). They allow estimating the
radon index (IR), a parameter that defines the level of local risk linked
to radon emission. It depends on soil radon concentration and intrin-
sic permeability, measured at a depth of 80 cm (Tab. 1).
Using the value of intrinsic permeability (Tab. 2), it is possible to
calculate the radon potential (PR) according to the equation reported
Tab. 1 - Misura della concentrazione
di Soil Radon (RnS, kBq/m
3
)
- Soil radon concentration
measurement (RnS, kBq/m
3
)
Tab. 2 - Misura della permeabilità in-
trinseca del suolo (k, m
2
)
- Soil permeability measurement
(k, m
2
)
Tab. 3 - Procedura per la determinazione degli indici RI e RP (after n
ez
-
nal
et alii, 2004)
- Radon index (RI) and radon potential (RP) calculation procedure
(after n
eznal
et alii, 2004)
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LA CLASSIfICAZIONE DELLA PERICOLOSITA’ RADON
NELLA PIANIfICAZIONE TERRITORIALE fINALIZZATA ALLA GESTIONE DEL RISCHIO
10
M. CASTELLUCCIO, G. GIANNELLA, C. LUCChETTI, M. MORONI & P. TUCCIMEI
essere stimata:
a) nel caso di suolo o terreno incoerente, tramite curva granulometri-
ca, considerando ad esempio la percentuale in peso della frazione
fine, f (<0.063 mm), secondo il seguente schema di corrisponden-
za (b
arnet
et alii, 2008):
- f < 15% → permeabilità alta
- 15% ≤ f ≤ 65% → permeabilità media
- f > 65% → permeabilità bassa
b) nel caso di substrato roccioso, tramite fonti bibliografiche che ri-
portano gli intervalli di variazione della permeabilità intrinseca
dei principali complessi rocciosi, in funzione delle caratteristi-
che litologiche e granulometriche e dello stato di fratturazione
e/o carsificazione. In questo caso l’indice Radon (IR) è ricavato
utilizzando la Tabella 4, attraverso la comparazione del valore
della permeabilità intrinseca stimata (classe bassa, media o alta
corrispondente) con il valore della misura di Soil Radon.
Le Tabelle 3 e 4 riassumono quindi la procedura proposta per la
determinazione del potenziale Radon (PR) e dell’indice Radon (IR)
di un lotto di terreno su cui è prevista l’edificazione, in funzione dei
quali sono indicati gli accorgimenti tecnici da adottare a protezione
dell’edificio (J
iranek
, 2010) ed altre opere d’urbanizzazione nelle aree
limitrofe. Per comprendere meglio il significato degli indici PR e IR si
riporta il seguente esempio. Con un valore di Soil Radon di 25 kBq/
m
3
(ottenuto in corrispondenza del 75
esimo
percentile della distribuzione
cumulativa di tutti i dati della mappatura) e una permeabilità intrinseca
di 6 ∙ 10-12 m
2
(ottenuta seguendo lo stesso approccio statistico), ap-
plicando la formula riportata nella Tabella 3, si ottiene un valore di PR
uguale a 20, pari ad una classe di rischio (IR) medio. Se avessimo avuto
a disposizione solo una stima della permeabilità, avremmo dedotto il
valore di IR dalla Tabella 4, scegliendo tra i valori corrispondenti alla
in Tab. 3.
Tab. 3 also indicates the correspondence of PR and IR.
Alternatively, the intrinsic permeability of the geological bedrock
can be estimated:
a) if the substratum is a loose terrain using the grain size curve and,
in particular, the weigh percent of the finest fractions, f (<0.063
mm), following this scheme (b
arnet
et alii, 2008):
- f < 15% → high permeability
- 15% ≤ f ≤ 65% → medium permeability
- f > 65% → low permeability
b) in case of lithoid bedrocks, referring to published data of perme-
ability ranges of main rock complexes, taking into account also
lithological, granulometric, cracking and karst features. The ra-
don index (IR) is deduced from Tab. 4 comparing the estimated
intrinsic permeability value (low, medium or high permeability
class) with the measured soil radon concentration.
The full procedure for determination of radon potential (PR)
and radon index (IR) of a building site, is summarised in Tab. 3 and
4, where technical practices for edifices protection (J
iranek
, 2010)
and other infrastructure works are also listed. A straightforward ex-
ample is presented here to better show the meaning of PR and IR.
With a soil radon value of 25 kBq/m
3
(obtained as the 75
th
percentile
of the cumulative distribution of the whole mapping dataset) and an
intrinsic permeability of 6 ∙10
-12
m
2
(derived from the same statisti-
cal treatment), if we apply the equation reported in Tab.3, a PR val-
ue of 20, correspondent to a class of medium risk (IR), is found. If
only an esteem of permeability had been available, we would have
inferred IR from Tab. 4, choosing among radon values associated
with a class of high permeability (>4 ∙ 10
-12
m
2
), the box containing
the measured soil radon value; in this case the middle box, identi-
Tab. 4 - Determinazione dell’indice RI in funzione del soil Radon e della permeabilità intrinseca (quando si dispone di un valore stimato
e non di una misura diretta). Sono indicate anche le precauzioni per la protezione dell’edificio ed altre opere d’urbanizzazione
- Determination of radon index (RI), as a function of soil radon concentration and intrinsic permeability (when only an estimated
value is available). Building protection practices and other infrastructure works are also indicated
background image
CLASSIfICATION Of RADON HAZARD
IN URBAN PLANNING fOCUSED TO RISK MANAGEMENT
11
Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 2 (2012)
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colonna della permeabilità alta (>4 ∙ 10-12 m
2
), la casella con il valore
di Soil Radon misurato (in questo caso quella intermedia, con valori
di Soil Radon tra 10 e 30 kBq/m
3
), alla quale corrisponde la classe di
IR medio. Per questo livello di rischio è consigliato isolare l’edificio
dal terreno sottostante mediante membrane impermeabili al Radon e di
lasciare nell’immediato intorno dell’edificio suoli permeabili ed areati.
E’ bene specificare che i valori di Soil Radon e della permeabilità
intrinseca sono influenzati dalla fluttuazione stagionale dei parametri
meteo-climatici, vale a dire dalla variazione del contenuto d’acqua e
della temperatura del suolo. Quest’aspetto sarà approfondito nei pros-
simi paragrafi.
APPLICAZIONI DEGLI INDICI RADON A DUE CASI
STUDIO
Il metodo di valutazione della pericolosità radon, basato sull’uti-
lizzo degli indici PR e IR (n
eznal
et alii, 2004), è stato applicato in
aree con caratteristiche geologiche differenti, nei territori dei comuni
di Roma (c
aStelluccio
, 2010) e Civitavecchia. In tali siti non è previ-
sto un intervento di pianificazione territoriale a scopo edilizio, ma essi
sono stati utilizzati come esempio di applicazione della metodica e per
evidenziarne pregi, limiti e potenzialità. Non essendo presente un’area
di sedime (porzione di suolo su cui insiste un manufatto edilizio), la
densità e la distribuzione dei punti di misura non hanno seguito le indi-
cazioni del protocollo proposto, ma si è scelto di operare con una maglia
regolare di 30 x 30 metri. I risultati di una campagna invernale e di
un’altra estiva (2010), eseguite nella Valle della Caffarella (Roma) e di
un monitoraggio effettuato in primavera (aprile 2010) nel Parco della
Resistenza (Civitavecchia, Roma) sono riportati nelle Tabelle 5 e 6.
Brevemente, la valle della Caffarella costituisce un’area rurale nel
territorio comunale di Roma (settore SE della città) appartenente al Par-
co Regionale dell’Appia Antica. Il sito d’indagine è rappresentato da
un’area rettangolare d’estensione di circa 5400 m
2
, coperta da 12 pun-
ti di misura. Il substrato geologico è costituito da prodotti piroclastici
dell’attività dei Colli Albani, unità delle “Pozzolane Rosse”, e da terreni
di riporto a matrice prevalentemente vulcanica (g
iordano
et alii, 2010).
Il Parco della Resistenza è una piccola area verde all’interno dell’abitato
di Civitavecchia. L’area, grossomodo rettangolare, ha un’estensione di
circa 11200 m
2
, ed è stata coperta da 20 punti di misura. Il substrato geo-
logico è di natura flyschoide, costituito da alternanze argilloso-calcareo-
arenacee, estesamente presenti in tutto il territorio di Civitavecchia.
Nelle Tabelle 5 e 6 sono riportati i valori di concentrazione di ra-
don nel suolo, la permeabilità intrinseca del terreno (k) e gli indici RP e
RI, come detto in precedenza. Utilizzando il metodo del terzo quartile
(n
eznal
et alii, 2004), che restituisce un valore unico di RP per ogni
campagna, sono stati ottenuti i valori di 154 e 66, per il monitoraggio in-
vernale ed estivo nella Valle della Caffarella (in entrambi i casi con cor-
rispondente RI alto) e 27 per il Parco della Resistenza (con RI medio).
Allo scopo di valutare l’efficacia degli indici RP e RI per lo
studio del territorio in termini di pericolosità da radon, si utilizza
come confronto la classificazione proposta dalla Swedish Radiation
fied by a soil radon range between 10 and 30 kBq/m
3
. A medium
IR corresponds to these conditions, which suggest the adoption of
radon impervious membranes and recommend avoiding soil seal-
ing in the close surroundings of the building, preferring permeable
covers. It should be emphasised that soil radon and permeability are
strongly influenced by seasonal fluctuations of climate, that is soil
water content and temperature, but this item will be developed in
next sections.
APPLICATION Of RADON INDICES TO SELECTED
CASE-STUDIES
The radon hazard valuation method based on RP and RI indi-
ces (n
eznal
et alii, 2004) was recently applied to several sites in
Rome (c
aStelluccio
, 2010) and Civitavecchia towns, character-
ised by different geological settings. These areas are not future
buildings sites, but represent good examples for the application
of this methodological approach, because they permit to show
its main advantages and drawbacks. In the absence of a building
project indicating the surface covered by the edifice, the density
and distribution of measurement stations do not follow the indica-
tion of the proposed protocol, but measurement points fall onto
30 x 30 meters regular grid. Here, results of winter and summer
(2010) mapping in Valle della Caffarella (Rome) and spring field
survey (April 2010) in Parco della Resistenza (Civitavecchia) are
reported in Tabs. 5 and 6, respectively.
Briefly, Valle della Caffarella is a rural site in the SE of Roma
within the Appia Antica Regional Park where a squared area of 5,400
m
2
, covered by 12 measurement stations was chosen; the outcropping
products are mainly Quaternary ignimbrites referred to the activity of
Colli Albani district (g
iordano
et alii, 2010). Parco della Resistenza
is a little garden in Civitavecchia town; the survey was performed in a
squared area of 11,200 m
2
, covered by 20 measurement points, with a
sedimentary geological background consisting of sequences of shales
rhythmically interbedded with thin, hard sandstones (flysch).
As previously anticipated, soil radon concentration and perme-
ability (k), RP and RI indices obtained for the winter and summer
campaigns in Valle della Caffarella and the spring campaign in Parco
della Resistenza are shown in Tabs. 5 and 6. Following the third quar-
tile method (n
eznal
et alii, 2004), single reference RP values were
calculated for Valle della Caffarella and Parco della Resistenza sites.
Resulting values are 154 and 66 for the winter and summer surveys
at Valle della Caffarella, with a correspondent RI class of high risk in
both cases; Parco della Resistenza during the spring campaign was
ranked with a RP of 27 (medium RI).
In order to evaluate the strength of RP and RI indices to clas-
sify the potential radon risk of a given territory, another evaluation
approach proposed by the Swedish Radiation Protection Authority
background image
LA CLASSIfICAZIONE DELLA PERICOLOSITA’ RADON
NELLA PIANIfICAZIONE TERRITORIALE fINALIZZATA ALLA GESTIONE DEL RISCHIO
12
M. CASTELLUCCIO, G. GIANNELLA, C. LUCChETTI, M. MORONI & P. TUCCIMEI
Protection Authority (SSI), che si basa esclusivamente sulla con-
centrazione di radon nel suolo, secondo le seguenti corrispondenze:
< 10 kBq/m
3
, low risk areas; 10-50 kBq/m
3
, normal risk areas; > 50
kBq/m
3
, high risk areas (d
uboiS
, 2005).
Il valore medio del soil radon risulta circa 180 kBq/m
3
per la cam-
pagna invernale e circa 75 kBq/m
3
per quella estiva nel sito della Valle
della Caffarella (in entrambi i casi, high risk level secondo la classifica-
zione SSI), circa 44 kBq/m
3
nel sito del Parco della Resistenza (normal
risk level). I due metodi forniscono pertanto risultati concordanti per
quanto riguarda la classificazione complessiva di ciascun sito. Analiz-
zando singolarmente i risultati, si ottiene generalmente una concordan-
za tra i due metodi; tuttavia, in alcuni casi l’introduzione della permea-
bilità intrinseca del suolo permette di collocare un punto in una diversa
classe di pericolosità, e questo accade soprattutto quando il valore di
soil radon è vicino al limite di classe secondo la classificazione SSI
(si vedano come esempio i valori della campagna estiva in Valle della
Caffarella nei punti C4 e C8, Tab. 5, e i valori dei punti R1, R3, R13,
R17, R19, R20 nel Parco della Resistenza, Tab. 6).
L’utilizzo degli indici RP e RI permette di definire più efficace-
mente il livello di pericolosità da radon di una porzione di territorio
poiché è presa in considerazione la quantità di gas presente nel suolo
in relazione alla sua capacità di movimento, descritta dal parametro
permeabilità intrinseca del suolo (n
eznal
& n
eznal
, 2005). Inoltre,
(SSI) was applied to the three campaigns. Referring to the above, it
is worth specifying that the SSI method is based only on soil radon
concentration values and makes use of three ranking classes: low
risk areas: < 10 kBq/m
3
; normal risk areas: 10-50 kBq/m
3
; high risk
areas: > 50 kBq/m
3
(d
uboiS
, 2005).
The third quartile of each soil radon dataset was then calculated,
providing values of 180 and 75 kBq/m
3
for the winter and summer
campaigns at Valle della Caffarella, corresponding in both cases to
high risk level according to SSI classification and giving the result
of 44 kBq/m
3
(normal risk level) for Parco della Resistenza. In view
of this, the two classification methods produced consistent results
for the risk evaluation of each site and also for most of single meas-
urement stations. However, the introduction of soil permeability
data affects the final classification in some cases. These differences
especially occur when soil radon values in single measurements ap-
proach the limits between classes in the SSI method. See for exam-
ple, summer measurements in Valle della Caffarella at C4 and C8
stations (Tab. 5) and Parco della Resistenza spring survey at R1, R3,
R13, R17, R19, R20 (Tab. 6).
In conclusion, RP and RI indices allow to better define the radon
hazard of a given area because they take into account not only soil ra-
don abundance, but also its ability to move and be transferred through
the terrain as quantified by the soil intrinsic permeability (n
eznal
&
Tab. 5 - Monitoraggio stagionale nel sito-pilota della Valle della Caffarella (Roma) e classificazione della pericolosità radon, applicando sia gli indici RP e RI
proposti in questo lavoro, che il metodo SSI (Swedish Radiation Protection Authority, d
uboiS
, 2005). L’approccio della SSI definisce il livello di radon nel
suolo come livello di rischio di una data area; noi abbiamo scelto di mantenere il termine originale nel senso però di rischio potenziale
- Seasonal field-work at Valle della Caffarella test-site (Roma, Italy) and classification of radon hazard according to RP and RI indices (this work) and SSI
(Swedish Radiation Protection Authority) approach (D
ubois
, 2005). SSI defines the level of soil radon concentration as risk level of a given area; we keep
here the original term with the meaning of potential risk
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CLASSIfICATION Of RADON HAZARD
IN URBAN PLANNING fOCUSED TO RISK MANAGEMENT
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Italian Journal of Engineering Geology and Environment, 2 (2012)
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come risulta dal caso studio della Valle della Caffarella e come soste-
nuto da n
eznal
et alii (2004), l’utilizzo degli indici RP e RI fornisce
un risultato nel quale il peso della variabilità stagionale è inferiore
rispetto all’utilizzo del solo parametro soil radon (metodo SSI).
L’IMPORTANZA DEL MONITORAGGIO PER COR-
REGGERE L’EffETTO STAGIONALE
La variabilità temporale nei valori di concentrazione di soil radon
è legata ai parametri atmosferici e di conseguenza alle condizioni del
suolo, quali contenuti d’acqua e temperatura, che incidono a loro volta
sul grado di compattazione e quindi sulla permeabilità (c
aStelluc
-
cio
, 2010). E’ pertanto evidente che l’entità della variazione nel tempo
della concentrazione di Radon è funzione della velocità e del grado
con cui variano i parametri d’influenza. La variabilità del soil radon
può essere significativa su un intervallo di pochi giorni (S
cHubert
&
S
cHulz
, 2002), ma è generalmente considerevole a scala stagionale
(c
aStelluccio
, 2010; w
inkler
et alii, 2001). In questo senso acquista
un’importanza rilevante l’entità e la distribuzione delle precipitazioni,
che hanno un effetto diretto sul contenuto d’acqua nel suolo. Questo
parametro diviene il principale fattore di controllo della variabilità sta-
gionale del soil Radon, in particolare quando prevale un meccanismo
n
eznal
, 2005). Furthermore, using RP and RI indices, the weight of
seasonal variability on the radon hazard classification is lowered if
compared with the SSI approach (n
eznal
et alii, 2004).
CORRECTION fOR SEASONAL EffECTS BY MONI-
TORING
Temporal variability of soil radon concentration depends on me-
teo-climatic parameters and, more directly, on soil water content and
temperature, which in turn influence soil compaction and permeabil-
ity (c
aStelluccio
, 2010).
Soil radon changes may be detected on short time scale of a few
days (S
cHubert
& S
cHulz
, 2002), but most relevant variability is
at seasonal scale (c
aStelluccio
, 2010; w
inkler
et alii, 2001) and
is controlled by the amount and distribution of rainfall, influencing
soil water contents. When the process of diffusion mainly governs
radon transport and the radon source is located in the close proxim-
ity of the gas sampling spot, soil water content is the main control
factor (c
aStelluccio
, 2010; r
icHon
et alii, 2011). Essentially, soil
water content is directly correlated with radon emanation (m
enet
-
rez
& m
oSley
, 1996) and affects topsoil permeability (J
oHner
&
Tab. 6 - Monitoraggio primaverile e classificazione della peri-
colostà radon nel sito-pilota del Parco della Resistenza
(Civitavecchia, Roma), applicando gli indici RP e RI
proposti in questo lavoro e secondo il metodo SSI (Swe-
dish Radiation Protection Authority, d
uboiS
, 2005).
L’approccio della SSI definisce il livello di radon nel
suolo come livello di rischio di una data area; noi ab-
biamo scelto di mantenere il termine originale nel senso
però di rischio potenziale
- Spring field-work and classification of radon hazard at
Parco della Resistenza test-site (Civitavecchia, Roma)
according to RP and RI indices (this work) and SSI
(Swedish Radiation Protection Authority) approach
(D
ubois
, 2005). SSI defines the level of soil radon con-
centration as risk level of a given area; we keep here the
original term with the meaning of potential risk
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LA CLASSIfICAZIONE DELLA PERICOLOSITA’ RADON
NELLA PIANIfICAZIONE TERRITORIALE fINALIZZATA ALLA GESTIONE DEL RISCHIO
14
M. CASTELLUCCIO, G. GIANNELLA, C. LUCChETTI, M. MORONI & P. TUCCIMEI
di trasporto del gas di tipo diffusivo, quando il Radon rilevato ha ori-
gine nell’immediato intorno del punto di misura (c
aStelluccio
, 2010;
r
icHon
et alii, 2011). Il contenuto d’acqua nel suolo influenza il soil
Radon agendo a scala microscopica sul coefficiente d’emanazione del
Radon (correlazione diretta, m
enetrez
& m
oSley
, 1996) e a scala ma-
croscopica sulle condizioni di permeabilità intrinseca del suolo super-
ficiale (J
oHner
& S
urbeck
, 2001). La presenza di uno strato superfi-
ciale con contenuto d’acqua prossimo al livello di saturazione riduce il
flusso di Radon all’interfaccia suolo-atmosfera, favorendo l’accumulo
del gas all’interno del sistema (w
iegand
, 2001).
Da queste considerazioni è evidente l’utilità di eseguire monitoraggi
di soil Radon, permeabilità intrinseca del suolo e variabili d’influenza, in
punti di misura fissi, ripetendo i rilievi a cadenza regolare. Come esem-
pio sono riportati i risultati del monitoraggio mensile effettuato nella
Valle della Caffarella (c
aStelluccio
, 2010), a partire dal 2008 (Fig. 1).
È stato riscontrato un caratteristico andamento stagionale del soil
Radon, con i valori più alti nei mesi invernali, quando le precipitazio-
ni sono più abbondanti, le basse temperature riducono l’evaporazione
e il terreno resta umido per lunghi periodi (Fig. 1); condizioni opposte
si stabiliscono durante la stagione estiva, con conseguenti basse con-
centrazioni di soil Radon.
In ambito applicativo è difficile realizzare un monitoraggio annuale
del soil Radon, per evidenti motivi legati a costi e tempi di realizzazio-
ne. Diventa quindi importante “integrare” opportunamente il protocollo
proposto, per ottenere indici di rischio idonei, non influenzati troppo
dalla variabilità stagionale. L’utilizzo dell’indice RP riduce la variabi-
lità stagionale del soil Radon perché la riduzione delle concentrazioni
estive è parzialmente controbilanciata da un aumento della permeabilità
intrinseca e quindi da una migliore attitudine del terreno a trasmettere
il radon e a favorire il suo trasferimento in ambiente indoor (n
eznal
et
alii, 2004); pur tuttavia le misure estive tendono ancora a sottostimare
i valori di RP (c
aStelluccio
, 2010). Basandoci sui dati acquisiti nel
monitoraggio a lungo-termine alla valle della Caffarella (Roma) e nel
territorio di Civitavecchia è stato quindi introdotto un fattore di corre-
zione, dedotto su basi empiriche dal rapporto tra il valore medio di RP
calcolato per i mesi invernali e quelli ottenuti nelle altre stagioni (vedi
ad esempio Tabb. 5 e 6). Si suggerisce di moltiplicare per un fattore
2 i valori di RP ottenuti per le misure effettuate nei mesi di luglio e
agosto e per un fattore 1.5, i valori di RP associati ai mesi di giugno e
settembre. Nessuna correzione è indicata per gli alti valori invernali di
RP. Lo spirito di quest’approccio è, infatti, principalmente cautelativo e
mira principalmente ad evitare la sottostima del livello di pericolosità.
CONCLUSIONI
L’accumulo del radon negli ambienti indoor è fortemente condi-
zionato dal substrato geologico e, in particolare, dalle concentrazioni
di questo gas nel suolo e dalla permeabilità intrinseca del terreno di
fondazione. Il valore di tali parametri permette di quantificare l’inten-
sità della sorgente del radon e descrivere la facilità con cui quest’ul-
timo si può muovere nel terreno e quindi concentrare negli spazi
S
urbeck
, 2001). When topsoil is nearly saturated, radon flux at the
terrain/atmosphere interface is reduced and soil gas accumulation is
favored (w
iegand
, 2001). Therefore basic research often involves
periodic and regular monitoring of soil radon, soil permeability and
related control parameters on permanent stations. Here, the results
of a soil radon monitoring performed monthly in Valle della Caf-
farella test site since the year 2008 (c
aStelluccio
, 2010) are shown
along with corresponding monthly rainfall totals (Fig. 1).
Typical periodic fluctuations of soil radon were found, with high-
er values during the winter, when precipitations are more abundant,
low temperatures reduce evaporation and soil stays wet for longer pe-
riods of time (Fig. 1); opposite conditions take place during summer
leading to the lowest radon concentrations in the soil.
When applying soil radon measurements to radon hazard clas-
sification of a building site, it is not possible to perform long-term
soil radon monitoring, due to high cost and execution time. There-
fore, the proposed protocol needs to be adjusted in order to get suit-
able radon indices, not biased too much by seasonal variability. The
employment of soil permeability in the calculation of RP index re-
duces seasonal changes because, for example, summer soil radon
drops are, to a certain extent, counterbalanced by an increase of soil
permeability and thus an enhanced attitude of the soil to transmit
and deliver radon to indoor environments (n
eznal
et alii, 2004);
nevertheless summer measurements still tend to underestimate RP
values (c
aStelluccio
, 2010). Therefore, according to our long-term
monitoring in Valle della Caffarella and Civitavecchia areas, an em-
pirical correction factor is introduced; it describes the ratio between
average RP values calculated in the winter and average ratios ob-
tained in the other seasons (see Tabs. 5 and 6). We suggest multi-
plying RP values from July and August surveys by 2 and indices
related to June and September measurements by 1.5. No correction
for high winter indices is recommend. The spirit of this approach is
as a matter of fact precautionary and its main purpose is avoiding
the underestimation of radon hazard.
CONCLUSIONS
Radon accumulation in indoor environments is strongly depend-
ent on the geological bedrock and, in particular, on soil radon con-
centrations and intrinsic permeability under the building foundations.
The value of these parameters allow quantifying the strength of the
radon source and describing the gas ability to flow in the subsoil and
build up in closed spaces. According to this, a protocol for radon haz-
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CLASSIfICATION Of RADON HAZARD
IN URBAN PLANNING fOCUSED TO RISK MANAGEMENT
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ard classification has been proposed, to apply to sites falling within
radon-prone areas (see first-level studies), where the construction of
new edifices is planned.
According to the experience gathered at Valle della Caffarella and
Civitavecchia areas, where systematic fluctuations of soil radon, in-
trinsic permeability and RP values have been recorded over 12-month
periods, we recommend the use of seasonal correction factors to ad-
just RP values obtained during spring, fall and summer. The spirit of
this approach is precautionary and its main purpose is avoiding the
underestimation of radon risk levels.
In conclusion, it is worth stressing the relevance of preventive
soil radon checks in order to plan proper technical solutions for the
abatement of the concentration of this gas at the foundations of future
buildings. This approach provides advantages over a posteriori ac-
tions (n
eznal
et alii, 2004), either in terms of costs or in terms of
technical efficiency.
ACKNOWLEDGEMENTS
Matej Neznal and Martin Neznal are acknowledged for nice and
stimulating discussion on soil Radon and intrinsic permeability meas-
urements. Their experience in the classification of radon hazard has
been fundamental for our proposal. Ca.Ri.Civ. (Cassa di Risparmio
di Civitavecchia) Foundation funded field-surveys at Parco della Re-
confinati. Su questa base, è stato proposto un protocollo per la classi-
ficazione della pericolosità radon, da applicarsi nei siti che ricadono
all’interno delle aree potenzialmente a rischio (vedi studi di primo
livello), dove è prevista la costruzione di nuovi edifici.
Inoltre, a seguito dell’esperienza acquisita nella Valle della Caf-
farella (Roma) e nell’area di Civitavecchia, dove si è riscontrata una
fluttuazione sistematica della concentrazione del soil Radon, della per-
meabilità intrinseca e del valore di RP nel corso dell’anno, si propone
l’utilizzo di fattori di correzione stagionale da apportare al valore del
potenziale radon ottenuto nella stagione primaverile/autunnale e soprat-
tutto estiva. Lo spirito di quest’approccio è principalmente cautelativo
e mira principalmente ad evitare la sottostima del livello di pericolosità.
Si rileva infine l’importanza del controllo preventivo del gas ra-
don nel suolo per predisporre, già in fase di progettazione, soluzioni
tecniche adatte all’abbattimento delle concentrazioni di questo gas
nelle sottofondazioni degli edifici. Tale approccio si è dimostrato van-
taggioso (n
eznal
et alii, 2004) rispetto agli interventi a posteriori, sia
in termini di costi che d’efficacia tecnica.
RINGRAZIAMENTI
Si ringraziano Matej Neznal e Martin Neznal per la disponibilità al
confronto e le stimolanti discussioni sulle modalità esecutive delle misu-
re di soil Radon e della permeabilità intrinseca del suolo. La loro espe-
rienza nella classificazione del rischio radon è stata fondamentale per la
nostra proposta. La Fondazione Ca.Ri.Civ. (Cassa di Risparmio di Civi-
Fig. 1 - Fluttuazioni delle concentrazioni di radon nel suolo, in relazione alle precipitazioni totali mensili dal set-
tembre 2008 al luglio 2010 nella Valle della Caffarella (Roma)
- Soil radon fluctuations and monthly precipitation totals from September 2008 to July 2010 at Valle della
Caffarella test-site, Roma, Italy)
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LA CLASSIfICAZIONE DELLA PERICOLOSITA’ RADON
NELLA PIANIfICAZIONE TERRITORIALE fINALIZZATA ALLA GESTIONE DEL RISCHIO
16
M. CASTELLUCCIO, G. GIANNELLA, C. LUCChETTI, M. MORONI & P. TUCCIMEI
sistenza (Civitavecchia, Roma) (projects: 1929/5416 and 1929/5683).
Angela Vita Petrullo and Valerio Tufoni enthusiastically and skilfully
helped in the monitoring of radon at Civitavecchia (Regione Lazio-
Italy) and are warmly thanked.
tavecchia) ha finanziato le campagne di misura al Parco della Resistenza
(progetti finanziati: 1929/5416 e 1929/5683). Angela Vita Petrullo e Va-
lerio Tufoni hanno partecipato con entusiasmo e competenza al monito-
raggio del radon nel territorio di Civitavecchia (Regione Lazio-Italia).
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Received September 2012 - Accepted November 2012
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