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DOSE GAMMA ASSORBITA IN ARIA PER ESPOSIZIONI A RADIAZIONI COSMICA E TERRESTRE

Abstract indicatore: 
L'indicatore è ricavato dalla misura delle radiazioni gamma in aria, che è dovuta a due contributi principali: la radiazione cosmica e quella terrestre. La componente terrestre varia in funzione del luogo in cui avviene l'esposizione: all'esterno (outdoor) o all'interno (indoor) degli edifici. In quest'ultimo caso vi è una componente aggiuntiva dovuta alla radioattività naturale contenuta nei materiali da costruzione. L'intensità di dose gamma in aria (o analogamente l'intensità di dose ambiente) rappresenta la principale grandezza di misura delle reti automatiche, sia locali sia nazionali, per il pronto allarme in caso di un'emergenza radiologica o nucleare. I valori calcolati annualmente sulle medie giornaliere, a partire dal 2000, mostrano un andamento negli anni pressoché costante.

Descrizione: 
L'indicatore, qualificabile come indicatore di stato, è ricavato dalla misura delle radiazioni gamma in aria. La dose gamma assorbita in aria è dovuta a due contributi principali: la radiazione cosmica e quella terrestre. La componente terrestre varia in funzione del luogo in cui avviene l'esposizione: all'esterno (outdoor) o all'interno (indoor) degli edifici. In quest'ultimo caso vi è una componente aggiuntiva dovuta alla radioattività naturale contenuta nei materiali da costruzione.

Scopo: 
Documentare l'entità e la distribuzione della dose per esposizione a radiazione gamma di origine cosmica e terrestre, nonché eventi o situazioni incidentali che possano comportare un aumento dell'esposizione della popolazione alle radiazioni ionizzanti.

Criteri di selezione: 
  • Misurabilità (i dati utilizzati per la costruzione dell'indicatore sono/hanno): 
    Aggiornati a intervalli regolari secondo fonti e procedure affidabili [Tempestività e Puntualità]
    Una "buona" copertura spaziale
    Una "buona" copertura temporale (almeno 5 anni)
  • Rilevanza e utilità (l'indicatore): 
    È di portata nazionale oppure applicabile a temi ambientali a livello regionale ma di significato nazionale
    È in grado di descrivere il trend in atto e l'evolversi della situazione ambientale
    Fornisce un quadro rappresentativo delle condizioni ambientali, delle pressioni sull'ambiente o delle risposte della società, anche in relazione agli obiettivi di specifiche normative
    Fornisce una base per confronti a livello internazionale
  • Solidità scientifica (l'indicatore): 
    È basato su standard nazionali/internazionali e sul consenso nazionale/internazionale circa la sua validità
    È ben fondato in termini tecnici e scientifici
    Presenta attendibilità e affidabilità dei metodi di misura e raccolta dati
    Comparabilità nel tempo
    Comparabilità nello spazio

Riferimenti normativi: 
D.Lgs 17 marzo 1995, n. 230 e s.m.
DPCM 19 marzo 2010
Decisione del Consiglio 87/600/EURATOM
Convenzione internazionale sulla pronta notifica di un incidente nucleare

Obiettivi fissati dalla normativa: 
Il monitoraggio dell'intensità di dose gamma in aria è condotto nell'ambito delle attività previste dal D.Lgs. 230/95 e s.m., sia per scopi di controllo della radioattività ambientale (art. 104), sia a supporto della gestione delle emergenze radiologiche (art. 123).
In riferimento alla gestione delle emergenze nucleari e radiologiche, il monitoraggio effettuato risponde a quanto previsto dal DPCM 19 marzo 2010 "Piano nazionale delle misure protettive contro le emergenze radiologiche", nonché alla necessità di scambiare rapidamente le informazioni sulle misure ambientali come richiesto in ambito comunitario dalla Decisione del Consiglio 87/600/EURATOM e in ambito internazionale dalla Convenzione internazionale sulla pronta notifica di un incidente nucleare.
DPSIR: 
Stato

Tipologia indicatore: 
Descrittivo (tipo A)

Riferimenti bibliografici: 
A.Cardinale, L.Frittelli, G.Lembo, G.Gera, O.Ilari, “Studies on the Natural Background in Italy”, Health Phys. 20, 285, 1971. A.Cardinale, G.Cortellessa, F.Gera, O.Ilari, G.Lembo, “Absorbed Dose Distribution in the Italian Population Due to the Natural Background Radiation”, Proceedings of the Second International Symposium on the Natural Radiation Environment, J.A.S.Adams, W.M.Lowder and T.F.Gesell eds. Pag. 421, 1972.
ISS-ANPA “Indagine nazionale sulla radioattività naturale nelle abitazioni – Rapporto finale presentato nell’ambito del seminario tenuto presso la terza Università di Roma” Roma 8/6/1994. Banca dati della rete automatica dell’ISPRA di rilevamento della dose gamma in aria (rete GAMMA).

Limitazioni: 
La dose gamma assorbita in aria non coincide con la dose efficace della popolazione. Tuttavia ne rappresenta un buon indicatore.
In alcune stazioni di monitoraggio la grandezza è misurata in nanoSievert per ora (nSv/h) e differisce da quella di riferimento dell'indicatore. Tuttavia, per convenzione, se ne accettano i dati di misura al fine di popolare la base dati dell'indicatore stesso.

Ulteriori azioni: 
Sarebbe opportuno perseguire l'integrazione delle reti automatiche regionali con la rete GAMMA dell'ISPRA, già avviata per quelle regioni maggiormente esposte al rischio rappresentato dagli impianti nucleari che operano al di là dei confini nazionali.
Inoltre, in linea con gli standard internazionali, sarebbe opportuno completare l'aggiornamento della strumentazione di misura, avvenuto attualmente solo in parte delle stazioni.
Frequenza di rilevazione dei dati: 
Continua
Oraria e ad ogni 10 minuti
in tempo reale

Accessibilità dei dati di base: 
I dati di base sono prodotti dalla rete GAMMA dell’ISPRA e vengono acquisiti e archiviati nel data-base della rete, presso il Centro Emergenze Nucleari dell’ISPRA.

Fonte dei dati di base: 
ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)

Unità di misura dell'indicatore: 
Nanogray per ora (nGy/h)
Descrizione della metodologia di elaborazione: 
Dai valori orari controllati e validati dell'intensità di dose gamma in aria, raccolti nell'anno di riferimento (2017), sono state calcolate le medie giornaliere delle 58 stazioni automatiche di monitoraggio. Da queste sono stati ottenuti per ciascuna stazione: i valori medio, massimo, minimo e lo scarto tipo nell'anno di riferimento, nonché le medie mensili, successivamente aggregati nelle le tre macroregioni (Nord, Centro e Sud) a cui le stazioni appartengono. Le relative medie, i valori minimi e massimi sono stati riportati nella tabella riepilogativa contenente l'andamento negli anni.
Nel caso di una non completa copertura temporale, si è ritenuto che le misure prodotte dalla stazione fossero comunque rappresentative dell'intero periodo di riferimento.


Tipo di rappresentazione: 
Grafico
Mappa
Tabella

Copertura spaziale: 
Nazionale, Regionale (20/20)

Copertura temporale: 
1970-1971; 2000-2017

Qualità dell'informazione: 
L'indicatore risponde bene alla domanda di informazione. La Rete Gamma è una rete automatica di monitoraggio della radioattività ambientale con finalità di pronto-allarme, predisposta per la segnalazione di eventuali anomalie conseguenti a rilasci di radioattività in atmosfera, come ad esempio nel caso di incidenti nucleari. I dati della rete sono confrontabili con i dati dell'indagine svolta nel 1972.

Periodicità di aggiornamento: 
Annuale


Stato e trend: 
Lo stato e il trend attribuiti all'indicatore evidenziano una situazione stazionaria, in accordo con la natura stessa dell'indicatore. L'eventuale variazione del valore della dose gamma assorbita in aria, infatti, potrebbe essere conseguenza, essenzialmente, di eventi incidentali. La natura e la portata di tali eventi, inoltre, escluderebbero il coinvolgimento degli impianti nucleari italiani e le attività di smantellamento a essi associate.

Commenti: 
Nella Tabella 1 sono riportate le stime dei contributi medi dei diversi componenti della dose gamma assorbita in aria. I dati dei contributi di origine cosmica e terrestre outdoor sono stati elaborati dai risultati di un'indagine effettuata tra gli anni 1970-1971 su un reticolo di oltre 1.000 punti di misura. I dati della dose gamma di origine terrestre indoor derivano dall'elaborazione ISPRA dei dati relativi all'indagine nazionale sulla radioattività naturale nelle abitazioni, su campioni rappresentativi a livello regionale. La media della componente di origine terrestre indoor, pesata per la popolazione, è stata ottenuta attribuendo alla regione, per la quale i dati non sono disponibili, un valore ottenuto dividendo la componente terrestre outdoor della regione stessa per il rapporto medio tra componente outdoor e indoor di tutte le regioni di cui si dispongono dati.
I dati in Tabella 1 evidenziano le sostanziali uniformità del contributo della radiazione cosmica, mentre il contributo della radiazione terrestre è fortemente dipendente dalla geologia del sito. La dose gamma annuale dipende dai tempi di permanenza indoor e outdoor, che in questa elaborazione sono stati assunti rispettivamente pari al 79% e al 21%.
Nella Figura 1 è illustrata la rete GAMMA dell'ISPRA, costituita da 58 centraline di monitoraggio automatico, distribuite sul territorio nazionale, che forniscono in tempo reale una misura del rateo di dose gamma assorbita in aria. La rete, realizzata con compiti di pronto allarme radiologico, non è stata predisposta per la valutazione della dose alla popolazione.
Nella Tabella 2 sono forniti i dati statistici di base del rateo di dose gamma assorbita in aria (periodo 2000-2017), aggregati per macroregioni ricavate dalla banca dati della rete GAMMA. Tali valori sono stati ottenuti dalle medie annuali delle misure giornaliere delle singole stazioni. I valori delle deviazioni standard (Dev. ST.), espressi in percentuale, si riferiscono alla distribuzione spaziale dei dati delle rispettive macroregioni.
Il lieve aumento del valore medio annuale registrato per le stazioni del Nord a partire dal 2014 è conseguente alle attività di aggiornamento condotte sulla strumentazione di misura.
Infatti, nella maggior parte delle stazioni del Nord, tra il 2014 e il 2015, si è proceduto alla sostituzione delle sonde con strumentazione in linea con i più recenti standard tecnici. Quest’ultima, infatti, fornisce una misura dell'intensità dell'equivalente di dose ambiente (espressa in nSv/h), a differenza delle precedenti sonde che restituivano la misura dell'intensità di dose gamma in aria (espressa in nGy/h). Per tali stazioni si è ritenuto significativo, comunque, applicare la metodologia prima descritta sull'insieme dei dati raccolti, sia dalle stazioni dotate di nuova strumentazione, sia da quelle ancora con le precedenti sonde di misura.
Il valore medio pesato per la popolazione (Censimento 2011) delle tre macroregioni è pari a circa 108 nGy/h il quale, se confrontato con il valore di 112 nGy/h, ottenuto dalla Tabella 1, sommando i contributi cosmico e terrestre outdoor (38+74 nGy/h), mostra una sostanziale stazionarietà.
Nella Figura 2 sono forniti gli andamenti delle medie mensili, nel 2017, dei ratei di dose gamma assorbita in aria delle tre macroregioni italiane. I valori sono ottenuti a partire dalle medie giornaliere delle singole stazioni, le cui variazioni temporali si caratterizzano con una deviazione standard delle medie giornaliere di ciascuna stazione di monitoraggio, su base annua, dell'ordine del 5% per il Nord, del 4% per il Centro e del 3% per il Sud d'Italia. Si evidenzia, inoltre, che per le stazioni che hanno visto lunghi periodi di innevamento, la variazione temporale su base annua delle medie giornaliere oscilla intorno al 23%.
  • Titolo: Tabella 1: Dose gamma assorbita in aria per esposizione a radiazione cosmica e terrestre
    Fonte: Elaborazione ISPRA su dati A.Cardinale, et al., Absorbed Dose Distribution in the Italian Population Due to the Natural Background Radiation, Proceedings of the Second International Symposium on the Natural Radiation Environment, J.A.S. Adams, W.M. Lowd
    Legenda: La media pesata per la componente di origine terrestre indoor è stata ottenuta attribuendo alle regioni per le quali i dati non sono disponibili, un valore ottenuto dividendo la componente terrestre outdoor della regione per il rapporto medio tra componente outdoor e indoor di tutte le regioni con i dati
    Note: Esposizione gamma indoor: Elaborazione ISPRA su dati relativi all'indagine nazionale sulla radioattività naturale nelle abitazioni - Rapporto finale presentato nell'ambito del seminario tenuto presso la Terza Università di Roma, a Roma 8/6/1994
    Tabella 1: Dose gamma assorbita in aria per esposizione a radiazione cosmica e terrestre
    Regione Origine cosmica Origine terrestre
    outdoor indoor
    nGy/h
    Piemonte 40 57 95
    Valle d’Aosta* 46 70 -
    Lombardia 35 57 82
    Trentino-Alto Adige 49 49 88
    Veneto 38 53 46
    Friuli-Venezia Giulia 40 51 69
    Liguria 39 49 116
    Emilia-Romagna 38 54 50
    Toscana 40 53 44
    Umbria 45 59 128
    Marche 39 58 58
    Lazio 39 136 -
    Abruzzo 42 51 63
    Molise 35 43 64
    Campania 37 162 298
    Puglia 38 61 46
    Basilicata 41 89 -
    Calabria 40 65 -
    Sicilia 39 68 -
    Sardegna 37 31 98
    MEDIA(pesata per la popolazione) 38 74 104a
    Fonte: Elaborazione ISPRA su dati A. Cardinale, et al., Absorbed Dose Distribution in the Italian Population Due to the Natural Background Radiation, Proceedings of the Second International Symposium on the Natural Radiation Environment, J.A.S. Adams, W.M. Lowd, 1972 Esposizione gamma indoor: Elaborazione ISPRA su dati relativi all’indagine nazionale sulla radioattività naturale nelle abitazioni – Rapporto finale presentato nell’ambito del seminario tenuto presso la Terza Università di Roma, Roma 8-6-1994
  • Titolo: Figura 1: Stazioni di misura della rete GAMMA dell'ISPRA (2017)
    Fonte: ISPRA (Banca dati rete GAMMA)
    Legenda: Il colore di fondo raggruppa le centraline nelle tre macroregioni. Valori medi della radiazione gamma: pallino giallo < 100nGy/h, pallino arancione > 100nGy/h e < 150nGy/h, pallino rosso > 150nGy/h.
    Figura 1: Stazioni di misura della rete GAMMA dell'ISPRA (2017)
  • Titolo: Tabella 2: Dose assorbita in aria outdoor (cosmica e terrestre) da rete GAMMA
    Fonte: ISPRA (Banca dati rete GAMMA)
    Legenda: S.D.: I valori si riferiscono alla variazione spaziale. Le variazioni temporali delle medie giornaliere sono circa il 5% per il Nord, il 4% per il Centro e il 3% per il Sud.
    Tabella 2: Rateo di dose gamma assorbita in aria
    Anno Nord Centro Sud
    Media Dev.ST. Val. min Val. max Media Dev.ST. Val. min Val. max Media Dev.ST. Val. min Val. max
    nGy/h % nGy/h nGy/h nGy/h % nGy/h nGy/h nGy/h % nGy/h nGy/h
    2000 103 14 78 130 109 53 61 309 93 27 59 131
    2001 101 15 77 128 109 50 61 302 103 32 63 173
    2002 105 15 71 143 106 58 58 322 112 36 66 179
    2003 103 15 72 150 112 64 57 329 98 33 56 184
    2004 104 15 64 144 114 57 58 324 94 34 58 286
    2005 101 15 53 143 103 58 52 329 102 28 66 257
    2006 105 17 65 202 110 53 55 393 107 27 40 243
    2007 103 15 66 210 114 52 53 458 105 26 63 203
    2008 102 15 71 414 116 57 69 314 104 26 66 185
    2009 98 16 55 164 106 36 63 234 106 24 67 185
    2010 98 17 56 159 105 35 63 227 106 24 66 184
    2011 99 17 60 159 106 34 63 234 108 24 66 184
    2012 98 16 66 164 104 35 59 224 109 27 58 185
    2013 97 18 57 150 107 33 57 222 107 32 55 193
    2014 103 17 49 164 109 34 58 219 104 34 55 194
    2015 112 25 60 179 108 33 57 215 104 30 57 193
    2016 111 23 67 193 109 35 61 226 101 31 58 189
    2017 109 22 8 193 111 38 58 228 103 31 57 194
    Fonte: ISPRA - Banca dati rete GAMMA
    Note:
    Dev.ST.: I valori si riferiscono alla variazione spaziale. Le variazioni temporali delle medie giornaliere sono circa il 5% per il Nord e il 4% per il Centro e 3% per il Sud
  • Titolo: FOTO - Stazione periferica di monitoraggio automatico della rete GAMMA
    Fonte: ISPRA

    FOTO - Stazione periferica di monitoraggio automatico della rete GAMMA
  • Titolo: Figura 2: Valori medi mensili di dose gamma delle 3 macroregioni italiane (2017)
    Fonte: ISPRA (Banca dati rete GAMMA)

    Figura 2: Valori medi mensili di dose gamma delle 3 macroregioni italiane (2017)