-RADON- Seminarierapport i miljömedicin och epidemiologi

Transkript

1 Seminarierapport i miljömedicin och epidemiologi RADON- Läkarprogrammet T4, HU, Linköping Basgrupp 8 Asp Kristina Eriksson Jenny Lindell Astrid Nilsson John Persson Emma Svensson Carin

2 Sammanfattning Av den genomsnittliga strålningsdosen som människor utsätts för står radon för ungefär hälften. Radon sönderfaller spontant och såväl radon som dess sönderfallsprodukter, de så kallade radondöttrarna, avger joniserande strålning. Radonhalt i luft mäts i enheten Bq/m 3. Radon finns naturligt i berggrunden. Man har dessutom periodvis använt byggmaterial som innehåller radon, till exempel så kallad blå lättbetong. Radonhalten i byggnader avgörs av förekomst av inläckage av jordluft, ventilationen och byggmaterialet. Statens Strålskyddsinstitut har gett ut en anvisning om hur radonmätningar ska gå till. Olika metoder, som lämpar sig vid olika tillfällen, finns; exempelvis spårfilmsmätning, elektretbaserad integrerande radonmätare och kontinuerligt registrerande radonmätare. Gränsvärdet för radon i befintliga byggnader är 400 Bq/m 3, och i nybyggnationer 200 Bq/m 3. Joniserande strålning är en högfrekvent strålning som kan slå ut elektroner från atomers elektronskal. Strålningen kan orsaka cellskada genom att få molekyler att sönderfalla och genom att fria radikaler bildas. De fria radikalerna kan skada cellens DNA. En ny teori är att strålningen kan främja celldelning hos celler med tidigare mutationer. Radon är den näst efter rökning vanligaste orsaken till lungcancer, ett samband som är känt sedan länge. Radonet medverkar uppskattningsvis till 500 lungcancerfall i Sverige varje år. Rökning och radonexponering har en närmast multiplikativ effekt och av de 500 fall av lungcancer som varje år uppkommer i Sverige till följd av radonexponering drabbar 90 % rökare. Det finns inget klart samband mellan radonexponering och andra sjukdomar än lungcancer. Vi vill studera sambandet mellan radonexponering och lungcancer hos icke-rökare, genom en fall-kontrollstudie. 1

3 Innehållsförteckning Sammanfattning... 1 Förekomst av joniserande strålning och radon... 3 Joniserande strålning i miljön... 3 Radons kemiska egenskaper... 3 Radonkällor... 3 Radon i byggnader... 4 Radonmätning... 4 Mätning av radon inomhus... 4 Metoder... 5 Mätning av radon i dricksvatten... 5 Gränsvärden för radon... 6 Toxicitet... 6 Hälsoeffekter... 6 Radon och lungcancer... 7 Samverkan mellan radon och rökning... 7 Hälsoeffekter av radonhaltigt vatten... 7 Har radon andra hälsoeffekter?... 7 Epidemiologisk studie... 8 Frågeställning... 8 Studieupplägg... 8 Analys... 8 Källförteckning

4 Förekomst av joniserande strålning och radon Joniserande strålning i miljön Joniserande strålning finns i vår miljö, dels från naturliga källor och dels från mänskligt skapade (artificiella) källor. Se tabell 1. Man utsätts i genomsnitt för stråldosen 4 msv/år, och radon står för ungefär hälften av det. Radons bidrag till strålningsdosen kan hos olika individer variera kraftigt beroende på halten av radon i bostaden. [1] Tabell 1. Genomsnittliga stråldoser från naturliga och artificiella källor för den svenska befolkningen. Naturliga källor Kosmisk strålning 0,3 Hus, mark 0,5 Den egna kroppen 0,3 Radon i hus 2 Totalt 3,1 Artificiella källor Sjukvård 0,7 Övrigt (industri, kärnkraft) 0,09 Nedfall från kärnvapenprov och Tjernobyl < 0,1 Totalt 0,9 (enhet msv/år) [1] Radons kemiska egenskaper När de radioaktiva ämnena uran, torium och aktinium sönderfaller bildas olika radonisotoper som mellanprodukter. Radon är den mest reaktiva ädelgasen och isotoperna har en mycket kort halveringstid. Det är framförallt den mest långlivade, radon-222, som utgör en påtaglig hälsorisk. Radon-222 har en halveringstid på 3,82 dygn och ingår i den sönderfallskedja som börjar med uran-238, via bland annat radium-226 och radon-222 och som slutar med bly-206. [2,3] Radonhalt mäts i luft i enheten Bq/m 3 (Be=Becquerel), 1 Bq/m 3 innebär att det sker ett sönderfall av en radonatom per sekund i varje kubikmeter luft. I vätskor används enheten Bq/l och i fast material Bq/kg. [2] Radonkällor Uran och radium finns naturligt i de flesta berg- och jordarter. Radioaktiv radongas bildas i jordskorpan och läcker ut till luften i atmosfären eller transporteras bort med vatten. [4] Mark Radonhalten i marken bestäms av dess halt av uran. [2] Leror och leriga sediment har vanligen förhöjda halter av uran, eftersom uran finns löst i vatten eller som små korn av uranförande mineral som ofta adsorberas eller fälls ut på lerpartiklar. Men radonet förflyttas genom diffusion och hinner bara ca 5 cm i vatten (jmf ca 2 m i normalfuktig jord) innan det sönderfaller i radondöttrar. I lera, som har en hög vattenhalt, sönderfaller därför radonatomerna innan de hunnit förflytta sig till markplan. Leror och leriga sediment utgör därför vanligtvis inte något radonproblem, trots sin höga halt uran. [2] 3

5 Alunskiffer är en kol- och kerogenrik svart skiffer med höga uranhalter. Alunskiffer användes tidigare i stor utsträckning till att göra blå lättbetong, ett byggmaterial. Uranet förekommer i ytterst små korn, jämnt fördelade i skiffern, vilket gör att radonet lätt kommer ut i jordluften. [2] Berggrunden i Skandinavien är överlag mer radioaktiv än i många andra länder, i Sverige speciellt i områden med alunskiffer och graniter. [3] Byggmaterial Uran och radium finns i de flesta stenbaserade byggmaterial, men oftast i mycket liten mängd. Främst blå lättbetong, innehållande alunskiffer, orsakar märkbart förhöjda radonhalter. Lättbetongen tillverkades under tiden och var då vanligt förekommande som byggmaterial. [2] Vatten Radon har en hög löslighet i vatten; 53 liter radon av atmosfärtryck kan lösas i 100 liter vatten vid 0 C. I ytvatten, sjöar och floder är trots detta radonhalten generellt låg, under 2 Bq/l. I grundvatten kan halterna däremot vara betydligt högre och varierar avsevärt med omgivande jord- eller berggrunds uran- och radiuminnehåll. Bergborrade brunnar är därför det största problemet ur radonsynpunkt; radonet avges där lätt till vattnet. [4] Radon i byggnader Radon finns i varierande halter i alla byggnader och halterna påverkas främst av radonet från marken. Radonet transporteras in i byggnaden med jordluft, dvs. luft från markens porer. Radonhalten i jordluften är alltid tillräckligt hög för att radonhalten i en byggnad skulle kunna bli högre än 400 Bq/m 3, även där markradonhalten är som lägst. Vanligtvis hindras dock tillräckligt mycket jordluft från att läcka in i byggnaden för att halterna ska hållas betydligt lägre. [2] Genom förbättrad ventilation och tätning av springor och hål mot marken kan radonhalten inomhus ofta minskas påtagligt. [2] Radonmätning Radonmätning bör göras i alla småhus och lägenheter med markkontakt samt i bostäder som är byggda med blå lättbetong. Radonmätning kan göras: Inomhus, för att jämföra med gräns- och riktvärden för bostäder och arbetslokaler. För att få en bra uppfattning om årsmedelvärdet tar mätningen minst två månader och rekommenderad tid är tre månader, men vid t ex fastighetsförsäljning kan en rådgivande mätning göras under några dagar. I mark I vatten [4] Mätning av radon inomhus SSI har gett ut en anvisning om exakt hur radonmätningar bör genomföras. Detektorer bör placeras i minst två rum som används dagligen, till exempel sovrum och vardagsrum. Har man flera våningar bör minst en mätning göras per plan. Mätningarna får bara göras vid vissa temperatur-, vind-, vädrings-, och ventilationssystemsförhållanden och endast under eldningssäsong (när dygnsmedeltemperaturen understiger 10 C). [4] 4

6 Metoder Spårfilm Spårfilmsmätning är den vanligaste mätmetoden. Alfapartiklar från radon och radondöttrar som bildas vid radons sönderfall kommer i kontakt med ytskiktet på en film av cellulosanitrat eller polyester. Detta ger skador (spår) på ytskiktet som sedan kan bli synliga och räknas i mikroskop efter en kemisk etsning av filmen. Spårmängden/ytenhet är proportionell mot halten av alfastrålande isotoper och mättiden. Detektorer finns både med öppen spårfilm och med film monterad i en dosa som utestänger radondöttrarna. Spårfilmsmätning kan användas både för långtids- (minst två, helst tre månader) och korttidsregistrering (sju dygn). [4,5] Elektretbaserad integrerande radonmätare Detektorn består av en mätkammare med elektret i botten. Elektret är en teflonplatta som laddas upp till 700 volt. Plattans positiva yta är vänd in mot kammaren. När kammaren öppnas börjar mätningen och radongas diffunderar in, genom ett filter som avlägsnar radondöttrar. När radongasen sönderfaller joniseras luften och negativa joner som då bildas dras mot den positiva ytan på elektreten. Varje elektron som kommer i kontakt med elektreten kommer att sänka dess spänning. Mätningen avslutas när kammaren stängs. Elektretens spänning mäts med hjälp av en voltmeter innan och efter kammaren varit öppnad och den spänningsskillnad som då kan mätas är proportionell mot rummets radonhalt och exponeringstiden. Denna metod används främst vid rådgivande korttidsmätningar (minst fem dygn). [4,5] Kontinuerligt registrerande radonmätare Kontinuerligt registrerande radonmätare används främst vid rådgivande korttidsmätningar (minst två dygn), men även vid mätning av radon i mark och för att spåra inläckande jordluft i byggnader. Pulserande jonkammare Luft pumpas in i en jonkammare genom ett filter som avlägsnar radondöttrar. Radongasen sönderfaller och alfastrålning bildas som frigör elektriska laddningar genom sin joniserande effekt. Dessa laddningar samlas in på kammarens elektroder med hjälp av ett elektriskt fält, vilket ger elektriska impulser, som förstärks och analyseras av en mikroprocessor som t ex kan sitta i en ansluten persondator. Mätkammare med halvledardetektor Rumsluft diffunderar in i kammaren genom ett filter som avlägsnar radondöttrar. Kammaren innehåller en halvledardetektor i en isolerad hållare och mätkammarens väggar har en positiv potential på 1000 volt i förhållande till detektorn. Radonets sönderfall inne i kammaren bildar radondöttrar och alfastrålning. Radondottern 218 Po är joniserad (negativ) och attraheras till detektorn, där den fortsätter att sönderfalla och avge alfastrålning, vilket då kan registreras. Lucas-cell Luft pumpas in i en mätkammare genom ett filter som avlägsnar radondöttrar. Alfapartiklarna som bildas vid radonets sönderfall träffar kammarens väggar som är målade med zinksulfid. När zinksulfiden träffas av alfapartiklar avger den ljusblixtar. Mätkammaren är via ett fönster förbunden med en fotomultiplikator som kan omvandla ljusblixtarna till mätbara elektriska pulser. Dessa registreras av en mikroprocessor (t ex i en persondator) som styr insamlingen, lagringen och beräkningen av data. [4,5] Mätning av radon i dricksvatten Vattenprov för radonanalys måste tas på rätt sätt och representera förhållanden som föreligger när vattnet är väl omsatt. SSI har instruktioner för provtagning av vatten vid radonanalys. 5

7 Vattenproven sänds sedan in till ett laboratorium som utför analysen. Olika analysmetoder finns, men den vanligaste är gammastrålningsmätning från radondottern vismut-214. [4,5] Gränsvärden för radon I många länder är radon den dominerande källan till joniserande strålning. I Sverige är den genomsnittliga radonhalten i bostäder ca 100 Bq/m 3, vilket motsvarar en stråldos på ca 2 msv/år. [2] Sedan 1999 finns ett gränsvärde på 400 Bq/m 3 för radongas i befintliga bostäder och arbetslokaler, halter över detta klassas som sanitär olägenhet. Nyproducerade bostäder och lokaler får ha en halt på max 200 Bq/m 3 [2]. Enligt SSI uppskattas ca bostäder överskrida detta och av dessa är upptäckta och redan åtgärdade [6]. Riksdagens mål är att radongashalten ska understiga 200 Bq/m 3 i alla bostäder senast år 2020 och för förskolor och skolor ska detta vara uppnått redan år [7] För gruvor och underjordsanläggningar är högsta tillåtna exponering under utförande 2,5 MBqh/år, vid en arbetstid på 1650 h per år motsvarar detta ca 1500 Bq/m 3 i radongas. För vattentäkten gäller att radonhalter över 100 Bq/l bedöms som tjänligt med anmärkning och över 1000 Bq/l som otjänligt. [2] Toxicitet När uran i jordskorpan sönderfaller bildas gasen radon som utövar sin främsta toxiska effekt genom att det sönderfaller till så kallade radondöttrar som sänder ut joniserande strålning.[3] Joniserande strålning är högfrekvent strålning, Hz, som har tillräcklig energi för att slå ut elektroner från atomers elektronskal.[1] Joniserande strålning orsakar skada dels genom att molekyler som bestrålas sönderfaller och dels genom att den frigör väte från vattenmolekyler och därmed bildar reaktiva OH-radikaler. På DNA kan OH-radikalen binda in till väteatomer på deoxyribosringen, så att bindningen till fosfatgruppen eller nukleinsyran bryts, eller så kan den binda till väteatomer på baserna. Inbindningen till DNA orsakar därmed strängbrott eller basdeletion som vid misslyckad reparation kan medföra kvarstående mutationer. [9] Förutom strålningens direkt mutagena effekt finns en ny teori om att radons största cancerframkallande effekt skulle vara via stimulering av celldelning hos celler med tidigare erhållna spontana och/eller strålningsinducerade mutationer. Mekanismen bakom promotionen verkar ännu vara okänd. [10] Den typ av joniserande strålning som radondöttrarna framförallt sänder ut är så kallad alfastrålning, vilket betyder att den består av positiva heliumkärnor, med bara ett par centimeters räckvidd. Radondöttrarna kan fastna på partiklar i luften och följa med ner i luftvägarna, där alfastrålningen har tillräckligt nära till slemhinneepitelet för att orsaka den typ av strålningsinducerad cellskada och promotion som beskrivs ovan. [6] Hälsoeffekter Alla typer av strålning från radioaktiva ämnen medför risk för skador. Även vid låga stråldoser finns en liten risk för skada och det finns inga egentligen säkra doser. Radon påverkar, som nämnts ovan, framförallt lungorna. Även andra organ får en liten stråldos av radon, men risken för skada är väldigt liten. Från det att någon utsätts för radon till dess att lungcancer kan påvisas tar det ca år. [11] 6

8 Radon och lungcancer Det är länge sedan sambandet mellan radon och lungcancer först gav sig till känna. Redan i mitten av 1500-talet uppmärksammade man att gruvarbetare hade en högre mortalitet än den allmänna befolkningen. Mer än 300 år senare konstaterades att en vanlig dödsorsak bland gruvarbetarna var tumörer i bröstkorgen, av vilka de flesta senare visade sig vara primära lungcancertumörer. Marie Curie identifierade radon kring sekelskiftet Till en början trodde man att det hade positiva hälsoeffekter och det var först för några årtionden senare som man började misstänka att radonet var orsak till gruvarbetarnas lungcancer. Under 50-och 60-talen gjordes en rad studier som tydde på att misstankarna var korrekta. I dag är det väl etablerat att radonexponering i de nivåer som finns i gruvor kan ge upphov till lungcancer. [12,13] Misstankar att även radonexponering i byggnader kunde leda till lungcancer väcktes så småningom. Även detta samband är idag väl konfirmerat och kvantifierades under 1990-talet. Något som talar för detta samband är att radonnivåerna i de värst drabbade husen är nära de som uppmätts i gruvor. [12,13] Samverkan mellan radon och rökning Staten Strålskyddsinstitut bedömer att omkring 500 lungcancerfall per år orsakas av radon i bostäder. Detta gör radon till den dominerande orsaken till lungcancer, rökning undantaget. Samverkanseffekter, som närmast är multiplikativa, mellan radon och rökning gör att 90 procent av de drabbade AV LUNGCANCER? är rökare BLAND RADONEXPONERADE?. De fall som orsakas av rökning och radon i samverkan skulle undvikas om man eliminerade en av dessa faktorer. Om man sänker radonhalten i alla hus till under 200 Bq/m 3 beräknas 200 fall av lungcancer kunna undvikas per år. För personer som röker är den mest effektiva åtgärden för att minska sin egen risk att sluta röka. [11] Detta bevisas också i en studie där de fall av lungcancer som orsakades av radon hos icke-rökare ytterligare studerades. I den studien svarade de som varit utsatta för miljötobaksrök i hemmet för hela andelen radonexponerade icke-rökare med lungcancer. Två tredjedelar av de som dör till följd av radonexponering är år. Väldigt få dödsfall sker innan 35-årsåldern. [14] Hälsoeffekter av radonhaltigt vatten Tidigare fokuserades på att det radon som är löst i vatten avgår till inomhusluften i samband med t ex duschning, och att det därför skulle kunna orsaka lungcancer. Numera misstänker man att det även kan vara skadligt att dricka det radonhaltiga vattnet. [2] Radonhaltigt vatten uppskattas orsaka ca 10 lungcancerdödsfall/år i Sverige. [11] Har radon andra hälsoeffekter? Man har spekulerat kring om radon i bostäder kan öka risken för andra lungsjukdomar respektive andra former av cancer. Studier på gruvarbetare har visat att mycket hög exponering av joniserande strålning kan ge upphov till en rad hälsoeffekter. Vissa ekologiska studier har tytt på sådana samband, men fall-kontroll- och kohortstudier har inte kunnat visa på individnivå att radonexponering i de nivåer som det är frågan om i bostäder utgör en riskfaktor för några andra sjukdomar än lungcancer. [14,15] 7

9 Epidemiologisk studie Frågeställning Hur stor riskökning för lungcancer föreligger för icke-rökare vid radonexponering i bostaden? Studieupplägg Studien bör vara en fall- kontroll studie eftersom den aktuella exponeringen är vanlig och sjukdomen som ska definiera fallen är mindre vanlig med hänsyn tagen till våra kriterier. Fallen ska bestå av dem som registreras som lungcancerfall i det nationella cancerregistret under två år framåt i tiden och som uppger VIA ENKÄT?att de aldrig varit dagliga rökare.hur MÅNGA KAN DET BLI? Totalt borde det, enligt Läkemedelsboken, ge oss ca 600 fall [16] och av dessa är enligt statens strålskyddsinstituts beräkningar ca hundra fall orsakade av radon [11], vilket ger oss ett tillräckligt studiematerial trots eventuella bortfall. Idealiskt för urvalet av fall vore att de inte varit utsatta för några andra riskfaktorer för lungcancer än radon, men det enda vi tar med som exklusionskriterium är aktiv rökning. Andra riskfaktorer är bland annat asbest, arsenik, och polyaromatiska kolväten [17]. Detta kan givetvis påverka våra resultat HUR?. Studiepopulationen blir hela Sveriges befolkning som inte själva är aktiva rökare. Kontrollgruppen väljs därför ut via individmatchning med slumpmässigt val av individer ur Sveriges folkbokföringsregister. Matchningen sker med hänsyn till ålder och kön och en förutsättning är att kontrollen aldrig varit daglig rökare HUR FÅR NI VETA DET?. HUR MÅNGA? Studien innefattar mätning av radonhalten i alla bostäder som personerna, fall och kontroller, har bott i, i över två år?. Uppgifter om boendehistoria, var och hur länge, fås via intervju MUNTLIG?. Antalet bostäder beräknar vi bli ca 3 per fall eller kontroll då vi exkluderar bostäder subjekten flyttat till inom de senaste fem åren [18]. Eftersom det tar år att utveckla sjukdomen måste studieperioden bli subjektens hela liv. Vi inser att detta är resurskrävande gällande både pengar och tid men vi ser inga andra sätt att mäta livstidsexponeringen. För att räknas till den exponerade gruppen skall det idag uppmätta värdet i någon av bostäderna som uppfyller kriteriet ovan överstiga 200 Bq/m 3. Bortfall och felkällor kan uppkomma på grund av renovering, förändrad ventilation eller rivning av bostad som exempel. Analys Passiv rökning är enligt oss en effektormodulerare. Även till exempel asbest skulle kunna vara en effektmodulerare, men detta har vi inte tagit hänsyn till. Med tanke på detta vill vi efter insamling av vårt material stratifiera för passiv rökning. Passiv rökning innefattar daglig exponering för passiv rökning i hemmet eller på arbetsplatsen. Genom intervju med fall och kontroll får vi uppgifter om detta. HAR NI KONTROLLERAT FÖR ALL CONFOUNDING? INNAN stratifiering tänker vi räkna ut en oddskvot som jämför skillnaden i risk mellan kontroller och fall utan hänsyn till exponering för passiv rökning. Därefter kan vi med hjälp av stratifieringen också räkna ut en oddskvot för skillnaden i risk mellan fall och kontroller utsatta för passiv rökning och en oddskvot mellan icke- rökningsexponerade fall och kontroller. Detta blir sammanlagt tre oddskvoter som talar om risken med radonexponering och den passiva rökningens effekt på lungcancerutfallet. ALLA TRE? DE TALAR OM LITE OLIKA SAKER VÄL. 8

10 Källförteckning 1. Miljöhälsorapport Socialstyrelsen. ISBN: X 2. Sundevall S-E. Underlag till utvecklingsarbete rörande radonriskkartor. Allmän del, SGU på uppdrag av Naturvårdsverket Nationalencykopedin. Hämtad 15 november 2005 från World Wide Web: sökord: radon 4. Utredningen om radon i bostäder. SOU 2001:7; Del 2 Radon Fakta och lägesrapport om radon Hagberg N., Mjönes L., Söderman A. Metodbeskrivning för mätning av radon i bostäder. SSI information, i2005: Statens strålskyddsinstitut. Hämtad 15 november 2005 från World Wide Web: 7. Radon i inomhusluft Socialstyrelsen. ISBN: Arbetsmiljöverket. Hämtad 15 november 2005 från World Wide Web: 9. Larsson B. Toxikologi. 6:e omarbetade uppl Uppsala, Reprocentralen HSC. 10. Heidenreich W.F, Paretzke H.G. Interpretation by modelling of observations in radon radiation carcinogenesis. Radiation Protection Dosimetry. Vol. 112 nr 4, pp Statens Strålskyddsinstitut. Hämtad 16 november 2005 från World Wide Web: Samet JM. Indoor radon and lung cancer: estimating the risks. West J Med 156: Swedjemark G.A. The history of radon from a Swedish perspective. Radiation Protection Dosimetry 109(4): Darby S.C., Hill D.C. Health effects of residential radon: a European perspective at the end of Radiation Protection Dosimetry Vol. 104, No. 4, pp Archer VE, Renzetti AD, Doggett RS, Jarvis JQ, Colby TV. Chronic diffuse interstitial fibrosis of the lung in uranium miners. J Occup Environ Med. May;40(5): Läkemedelsboken. Hämtad 22 november 2005 från World Wide Web: Edling C., Nordberg G., Nordberg M.; Arbets och Miljömedicin; Studentlitteratur, 2:a upplagan, Persson E. Citat under diskussion om boendeförhållanden och flyttningsfrekvens