RADON DAL SOTTOSUOLO E ROCCE RADIOATTIVE
Il paesaggio alpino che si è formato attraverso l’orogenesi, fenomeno geologico che continua ancora oggi, è aggredito ed attaccato dalle acque e dagli agenti atmosferici che con il loro continuo intervento, lo sottopongono ad un processo continuo di erosione.
I ghiacciai, i torrenti, le cascate, i fiumi, il clima; questi sono i principali fattori che erodono la superficie terrestre: clasti, più o meno grandi, sono trasportati a valle e un poco alla volta, depositati in pianure alluvionali e nei fondovalle. Le conseguenze di questo fenomeno sono: l’arrotondamento e l’abbassamento delle montagne e un appiattimento del paesaggio. Il nostro ambiente è caratterizzato da molte valli con sezione a "V", da gole e da burroni scavati dall’acqua. Uno dei tanti fenomeni erosivi famosi in tutto il mondo sono le Piramidi di Segonzano.
Frequenti, nelle valli trentine, sono anche i "CONOIDI DI DEIEZIONE", formati dai detriti portati a valle dalla forza di gravità e dai torrenti impetuosi in piena: essi assumono una forma a ventaglio, come quello del torrente Fersina sul quale sorge Trento, o quello dell’Avisio che occupa la piana di Lavis e che ha spinto il corso dell’Adige verso la Paganella, o ancora, quello di Ravina di Trento.
Troviamo anche in Trentino ben rappresentati tutti e tre i tipi di roccia, che vengono classificati in base alla loro formazione geologica.
Le rocce magmatiche o ignee derivano dal raffreddamento del magma o della lava vulcanica. Quelle sedimentarie derivano dall’erosione superficiale e dalla successiva sedimentazione dei materiali che le compongono, o si sono formate sul fondo di laghi e mari in seguito alla deposizione di sali o di scheletri di organismi marini.
Quelle di tipo metamorfico si sono formate in seguito ad elevate temperature e pressioni, che sono state determinanti a trasformare la struttura e la composizione mineralogica delle rocce ignee o sedimentarie preesistenti.
Tra le prime, caratteristiche del Trentino Nord-Orientale, ricordiamo i porfidi; tra le sedimentarie le notissime dolomie e le arenarie. Marmi, filladi e gneiss appartengono, invece, alla categoria delle rocce metamorfiche.
TIPO DI ROCCE E LORO LOCALIZZAZIONE IN TRENTINO
Cartina geologica della Provincia di Trento (mappa sensibile di 148 Kb)
Il radon è un gas radioattivo naturale, inodore, insapore ed incolore; esso deriva dal decadimento radioattivo dell’ uranio. Questo è uno dei più antichi elementi naturali esistenti sulla terra ed è distribuito ubiquitariamente sulla crosta terrestre, benché la sua concentrazione sia diversa da luogo a luogo.
In generale, le rocce ignee contengono U-238, che ha un tempo di dimezzamento di 4,51 miliardi di anni, in concentrazioni più elevate che negli altri tipi di roccia.
Nell'aria, la radiazione naturale è legata principalmente alla presenza di radon che proviene dal sottosuolo, diffondendosi nelle rocce fessurate, nei sedimenti permeabili o con le acque meteoriche che trasportano sostanze radioattive presenti nell’aria. Un'elevata concentrazione di radon è stata pure misurata nelle acque d'origine profonda, che portano in soluzione vari isotopi radioattivi.
La concentrazione di radon proviene sia dai materiali da costruzione, sia dal sottosuolo dove aumenta progressivamente quanto più secco è il terreno. Nei terreni aridi, sono state trovate concentrazioni fino a 5 volte superiori rispetto a quelli impregnati d’ acqua.
Risultato interessante delle indagini eseguite sul radon è l’ osservazione del fenomeno degli "hot-spots" (punti caldi), zone geografiche puntiformi dove sono stati trovati livelli di radon veramente elevati, superiori di gran lunga alla media generale.
CONCENTRAZIONI DI RADON NEI VARI TERRITORI DEL TRENTINO
Nel Trentino la concentrazione di radionuclidi nel suolo e nelle rocce varia fortemente in dipendenza della conformazione geologica del territorio.
Da un' indagine condotta in collaborazione con l’ ENEA, è emerso un valore medio di concentrazione di gas radon nelle abitazioni del Trentino pari a 50 Bq/mc. Più recentemente, il C.R.R. ha effettuato un'indagine più accurata, usando come campione le scuole elementari e materne della Provincia di Trento.
Vengono qui riportati i risultati in Bq/ mc della Provincia divisi per Comprensorio:
VARI TIPI DI ROCCE CONTENENTI URANIO
Rocce ignee
Le rocce ignee sono formate dalla solidificazione del magma all'interno della crosta terrestre (es. granito e diorite) o da un analogo processo, che però avviene più rapidamente, a carico della lava eruttata dai vulcani presenti sulla superficie terrestre ( es. porfido e basalto).
I graniti contengono grosse quantità di silice e sono perciò detti acidi. I basalti sono composti da quantità inferiori di silice; sono perciò considerati basici.
L'uranio, inteso come ione 4+ , difficilmente entra nelle strutture della maggior parte dei minerali costituenti le rocce e tende a raccogliersi nella frazione di magma che si cristallizza per ultima; una parte d’ uranio forma dei piccoli cristalli distinti che si localizzano tra i minerali principali e quelli accessori che compongono le rocce.
A causa della sua collocazione sulla superficie dei grani, nelle fenditure e nei difetti dei cristalli, l' uranio è particolarmente soggetto ad essere asportato dal dilavamento dell'acqua che percola nel terreno ed anche dall'acqua di falda. L'uranio delle rocce alterate dagli agenti meteorici incorre facilmente nei decadimenti che lo trasformano in radon.
Le rocce più ricche di silice come la diorite, la quarzodiorite, la granodiorite e il granito ne contengono da 2 a 5 ppm, mentre quelle basiche (cioè povere di silice) come il basalto, ne contengono solo 1 ppm.
TABELLA 1 MINERALI IGNEI E CONCENTRAZIONE DI URANIO
Maggiori .............................ppm
Biotite................................. 1-60
Orneblenda..................... 0,2-60
Pirosseni...................... 0,01-50
Minerali accessori.......... ..ppm
Allanite............................ 30-1000
Apatite............................. 55-150
Epidotite......................... 20-200
Monazite....................... 500-3000
Zircone......................... 100-6000
Nella tabella 1, sono elencati alcuni minerali accessori con le relative concentrazioni di uranio confrontate con le concentrazioni dei minerali maggiori formanti le rocce. Questi ultimi, di solito, contengono quantità inferiori di uranio. Molto spesso, sono proprio i minuscoli cristalli di minerali accessori, come lo zircone, che possono fornire localmente valori elevati. A differenza dei minerali maggiori formanti le rocce, quelli definiti accessori hanno un contenuto di uranio più elevato. Ne è un esempio lo zircone (fino 6.000 ppm, 0,6% del peso ).
Importante è dire che circa il 30% di uranio non penetra nei minerali accessori, ma si fissa più facilmente nei difetti del cristallo ed è particolarmente vulnerabile all’ effetto dell’ acqua, essendone facilmente asportato.
Rocce sedimentarie
Si sono trovate tracce di uranio anche nelle rocce sedimentarie, ma a causa delle diverse fonti, dei diversi meccanismi del fissaggio e di altri fattori, la quantità di uranio nelle rocce sedimentarie non è mai costante.
L'arenaria, ad esempio, contiene poco uranio quando in essa non vi siano miscelati degli scisti ricchi di materiale carbonico, che favoriscono il fissaggio dell'uranio.
La grovacca, invece, è un tipo di arenaria molto ricca di argilla, e quindi, la quantità di uranio contenuta in essa sarà più elevata di quella che costituisce l' arenaria pura.
TABELLA 2 VALORI DI URANIO DELLE VARIE ROCCE SEDIMENTARIE (in ppm)
................................Media aritmetica .......gamma di valori
Scisti comuni....................... 3,5.......................... 1-13
Rocce carbonatiche............2,2.......................... 0,1-9
Scisti neri............................ 8,2 ..........................3-250
Fosforiti marini..................... - ...........................50-300
Bentoniti.......................... ....5,0 .........................0,1-21
Come si può osservare, la tabella 2 elenca alcuni tipi di rocce sedimentarie, fornendo la gamma dei contenuti di uranio e dove possibile, la loro media aritmetica.
Un altro tipo di roccia, dove si riscontra una discreta quantità di uranio, è quello delle rocce carbonatiche (calcare, dolomia). Se i minerali che le costituiscono si formano in acque marine poco profonde, si rileva un arricchimento di elementi radioattivi provenienti dall'alterazione dei graniti continentali.
L’ apatite ad esempio, è un fosfato di calcio, contenente apprezzabili dosi di uranio, presente in gran quantità nelle fosforiti marine. L’ uranio contenuto in esse è fonte di radon e i detriti fosforitici sui quali sono state costruite delle abitazioni possono determinare alti livelli di concentrazione.
Le costruzioni edili, costruite con materiali a base di gesso provenienti dai depositi fosfatici, rappresentano un altro veicolo del radon, poiché questo tipo di gesso contiene livelli di uranio certamente superiori alla media.
La bentonite è formata dall’ azione degli agenti atmosferici sulle rocce vulcaniche e, se uranifera, può emettere una discreta dose di radon.
Altre rocce ricche di idrossidi di ferro e di alluminio, le bauxiti, formate dall’ azione degli agenti atmosferici in ambiente tropicale, inglobano l'uranio liberato dalle forti percolazioni di acqua che si arricchisce di questo elemento.
In Trentino, precisamente in Val Rendena, sono stati studiati dall'AGIP Mineraria dei giacimenti d'uranio per verificarne la convenienza all'estrazione.
Il tipo di roccia, in cui si sono ritrovati dei minerali uraniferi, è stata l'arenaria grigia, di origine permiana, spesso, ricca di materiale organico. Le scarse percentuali di concentrazione del minerale e le ridotte potenze degli strati hanno, tuttavia, sconsigliato di procedere all'attivazione di impianti estrattivi.
Rocce metamorfiche
L ‘ abbondanza di uranio, nelle rocce metamorfiche, varia secondo il tipo di roccia dalla quale si sono originate. La gamma delle concentrazioni d'uranio è così ampia da impedirne una stima dei valori.
L'uranio, quindi non si concentra sempre nelle rocce metamorfiche, a meno che non sia presente antecedentemente il processo di metamorfismo.
ARGOMENTI TRATTATI DAL PROF. CIOLA GIUSEPPE, CURATI DAGLI STUDENTI VIOLA SIMONE, PENNER MANUEL, CALLIARI MATTEO
Bibliografia:
Quaderni de "Il Trentino" TN NATURA (sottosuolo e ambiente)
Douglas G. Brookins "IL PROBLEMA DEL RADON NELLE ABITAZIONI" ed. C.E.L.I.