تخفيف غاز الرادون

تُعرف عملية الحد من غاز الرادون بأنها أي عملية تُستخدم لتقليل تركيزات هذا الغاز في مناطق التنفس داخل المباني المأهولة، أو في مصادر المياه. يُعد الرادون مساهماً رئيسياً في النشاط الإشعاعي البيئي وتلوث الهواء الداخلي . وقد يُسبب التعرض للرادون مشاكل صحية خطيرة، مثل سرطان الرئة . ^{[ 1 ]}

يُعدّ تخفيف ضغط التربة النشط الطريقة الأكثر فعالية للحدّ من غاز الرادون في الهواء. يتمّ إحكام إغلاق الألواح الخرسانية والأرضيات الفرعية و/أو المساحات الزاحفة، ثمّ يُنشأ مسار هوائي لتصريف الرادون فوق خط السقف، ويتمّ تركيب مروحة لتخفيف الرادون تعمل بشكل دائم. في المساكن التي تُعاني من مشكلة الرادون بشكل خاص، يُمكن استخدام مُبادلات الهواء لتقليل تركيزات الرادون داخلها. كما تتوفر أنظمة معالجة تستخدم التهوية أو الفحم النشط لإزالة الرادون من مصادر المياه المنزلية. لا توجد صلة مؤكدة بين الرادون في الماء وسرطانات الجهاز الهضمي؛ ومع ذلك، يُمكن أن تتحوّل التركيزات العالية جدًا من الرادون في الماء إلى رذاذ من خلال صنابير المياه ورؤوس الدش، مما يُساهم في ارتفاع مستويات الرادون في الهواء داخل المنازل.

الخطوة الأولى في التخفيف هي إجراء الاختبارات. لا يُعتبر أي مستوى من الإشعاع آمنًا تمامًا، ولكن نظرًا لعدم إمكانية القضاء عليه، فقد حددت الحكومات في جميع أنحاء العالم مستويات عمل مختلفة لتوفير إرشادات حول متى يجب خفض تركيزات غاز الرادون. أوصى مشروع الرادون الدولي التابع لمنظمة الصحة العالمية بمستوى عمل يبلغ 100  بيكريل/م³ ⁽ 2.7 بيكوكوري /لتر) للرادون في الهواء. ^{[ 2 ]} يُعتبر الرادون في الهواء خطرًا صحيًا أكبر من الرادون في مياه الشرب. توصي وكالة حماية البيئة الأمريكية بعدم إجراء اختبار الرادون في الماء إلا إذا أظهر اختبار الرادون في الهواء تركيزات أعلى من مستوى العمل. مع ذلك، في بعض الولايات الأمريكية مثل ولاية مين، حيث تكون مستويات الرادون أعلى من المتوسط ​​الوطني، يُوصى بإجراء اختبار الرادون لجميع مياه الآبار. لم تحدد الحكومة الأمريكية مستوى عمل للرادون في الماء. 

تتذبذب مستويات الرادون في الهواء بشكل طبيعي يوميًا وموسميًا. قد لا يكون اختبار قصير المدى (90 يومًا أو أقل) تقييمًا دقيقًا لمتوسط ​​مستوى الرادون في المنزل، ولكنه يُوصى به كاختبار أولي لتحديد الظروف غير الصحية بسرعة. يمكن أن تؤثر الظروف الجوية المتقلبة، مثل الرياح وتغيرات الضغط الجوي، على تركيزات الرادون على المدى القصير، وكذلك التهوية، مثل فتح النوافذ وتشغيل مراوح الشفط.

يُجرى اختبار الرادون في الهواء باستخدام أجهزة سلبية أو فعّالة تُوضع داخل المبنى. تُرسل بعض هذه الأجهزة فورًا إلى المختبر لتحليلها، بينما تُجري أجهزة أخرى، بما فيها أجهزة الكشف الرقمية عن الرادون، حساباتها في الموقع. أما اختبار الرادون في الماء فيتطلب إرسال عينة من الماء إلى المختبر.

يُوصى بإعادة الاختبار في عدة حالات، على سبيل المثال، قبل إنفاق المال على تركيب نظام تخفيف. كما تتطلب نتائج الاختبار التي تتجاوز حدود الدقة إعادة الاختبار. عند الحاجة إلى تركيب نظام تخفيف، يُنصح بإعادة الاختبار بعد تشغيل النظام للتأكد من فعاليته في خفض تركيز غاز الرادون إلى ما دون المستوى المسموح به، وبعد أي إصلاحات لنظام التخفيف، مثل استبدال وحدة المروحة. توصي وكالة حماية البيئة الأمريكية بإعادة اختبار المنازل التي تعاني من مشاكل الرادون كل عامين لضمان عمل النظام بشكل سليم. ونظرًا للتقلبات الكبيرة في مستويات الرادون داخل المنازل، توصي الوكالة باختبار جميع المنازل مرة واحدة على الأقل كل خمس سنوات. ^{[ 3 ]}

الاختبارات في الولايات المتحدة

معيار ASTM E-2121 هو معيار أمريكي لخفض مستوى غاز الرادون المحمول جواً في المنازل إلى أدنى مستوى ممكن عملياً، وهو أقل من مستوى العمل المحدد بـ 4 بيكوكوري لكل لتر (pCi/L) (148 بيكريل /م³ ⁾ . ^{[ 4 ] [ 5 ]} وتوصي بعض الولايات بتحقيق مستوى 2.0  بيكوكوري لكل لتر أو أقل.

تتوفر مجموعات اختبار الرادون تجارياً ^{[ 6 ]} ويمكن استخدامها من قبل أصحاب المنازل والمستأجرين وفي حالات محدودة من قبل الملاك، باستثناء عندما يكون العقار معروضاً للبيع.

تتضمن مجموعات الاختبار المتوفرة تجاريًا جهازًا سلبيًا لجمع العينات، يضعه المستخدم في الطابق السفلي الصالح للسكن في المنزل لمدة تتراوح بين يومين وسبعة أيام. ثم يرسل المستخدم الجهاز إلى المختبر لتحليله. كما تتوفر مجموعات اختبار طويلة الأمد، تجمع العينات لمدة تتراوح بين 91 يومًا وسنة. يمكن لمجموعات اختبار الأراضي المفتوحة قياس انبعاثات الرادون من الأرض قبل بدء البناء، لكن وكالة حماية البيئة الأمريكية لا توصي بها لأنها لا تتنبأ بدقة بمستوى الرادون النهائي داخل المنزل. وقد حددت وكالة حماية البيئة الأمريكية والرابطة الوطنية للصحة البيئية 15 نوعًا من أجهزة اختبار الرادون. ^{[ 7 ]} خلية لوكاس هي أحد أنواع هذه الأجهزة.

يُوصى بإعادة الاختبار في حالاتٍ مُحددة. تستدعي القياسات التي تتراوح بين 4 و10  بيكوكوري/لتر (148 و370  بيكريل/ ^{م³ )} إجراء اختبار متابعة قصير الأجل أو طويل الأجل للرادون قبل اتخاذ أي إجراءات تخفيفية. أما القياسات التي تزيد عن 10  بيكوكوري/لتر (370  بيكريل/م³ ) فتستدعي إجراء اختبار قصير الأجل فقط (وليس اختبارًا طويل الأجل) حتى لا تتأخر إجراءات التخفيف بلا داعٍ.

أُحرز تقدم ملحوظ فيما يتعلق بغاز الرادون في المنازل. فقد سنّت 37 ولاية تشريعات تلزم بائعي المنازل بالإفصاح عن مستويات الرادون المعروفة قبل إتمام عملية البيع (مع أن عددًا قليلًا منها فقط فرض عقوبات جنائية على التضليل). ^{[ 8 ]} كما أدرجت أكثر من نصف المجالس التشريعية مسألة الرادون في قوانين البناء الخاصة بها. ^{[ 9 ]} ويجوز لمشتري العقارات تأجيل أو رفض الشراء إذا لم ينجح البائع في خفض مستوى الرادون إلى أقل من 4 بيكوكوري/لتر. 

تعتمد دقة اختبار الرادون في المنازل على مدى الالتزام بإجراءات الإغلاق التام. لذا، يُطلب من السكان عدم فتح النوافذ أو أي فتحات أخرى للتهوية خلال فترة الاختبار، والتي تستغرق عادةً يومين أو أكثر. مع ذلك، إذا كان السكان هم المالكون الحاليون، فسيكون لديهم دافع قوي لاجتياز الاختبار وضمان إتمام عملية البيع، ما قد يدفعهم إلى فتح نافذة للحصول على نتيجة أقل لمستوى الرادون. علاوة على ذلك، قد يوجد في المنزل أطفال أو مراهقون أو شباب غير ناضجين قد يفتحون نافذة للتهوية رغم التعليمات بعدم القيام بذلك، خاصةً في الطقس الحار. وبناءً على ذلك، يبقى مدى ثقة المشتري المحتمل بنتيجة هذا الاختبار موضع شك.

تطورت إدارة اعتماد مزودي خدمات الرادون منذ أن قدمتها وكالة حماية البيئة الأمريكية عام 1986. وفي التسعينيات، خُصخصت هذه الخدمة، وساعدت الجمعية الوطنية للصحة البيئية (NEHA) في تحويل البرنامج الوطني الطوعي للكفاءة في مجال الرادون (NRPP) إلى شركة خاصة. اعتبارًا من عام 2012^{[ 10 ]}​

تُلزم بعض الولايات، مثل ولاية مين، مُلّاك العقارات بإجراء فحوصات على عقاراتهم المؤجرة وتقديم نتائجها إلى الولاية. وفي حالات محدودة، يجوز للمؤجر أو المستأجرين إجراء الفحوصات بأنفسهم. وتختلف القواعد من ولاية إلى أخرى. وفي كثير من الأحيان، تتعاقد البلديات مع شركات خاصة لإجراء عمليات التفتيش.

نظراً لاكتشاف مستويات عالية من غاز الرادون في جميع ولايات الولايات المتحدة الأمريكية، ^{[ 18 ]} فقد أصبح اختبار الرادون وتركيب أنظمة الحد منه صناعة متخصصة منذ ثمانينيات القرن الماضي. وقد طبقت العديد من الولايات برامج تؤثر على شراء المنازل وتزيد الوعي في أوساط سوق العقارات؛ ومع ذلك، فإن اختبار الرادون وتركيب أنظمة الحد منه ليسا إلزاميّين بشكل عام إلا إذا نصّت عليهما السلطات المحلية. ^{[ 19 ]}

يمكن الحد من مستويات الرادون المرتفعة المتوقعة أثناء تصميم المباني وإنشائها من خلال ضمان إحكام إغلاق الأساسات بشكل كامل، والسماح بتشتيت الغاز الموجود أسفل البلاطة بشكل طبيعي حول المبنى بدلاً من اختراقه، وتوفير تهوية مناسبة للمبنى. في كثير من الحالات، قد تُحقق هذه الأساليب انخفاضًا ملحوظًا في مستويات الرادون مقارنةً بالمباني الأخرى التي لم تُطبق فيها هذه الأساليب. مع ذلك، تُعد جودة التنفيذ أمرًا بالغ الأهمية، كما أن إجراء الاختبارات بعد الإنشاء ضروري. على سبيل المثال، قد تكون حتى فجوة صغيرة في إحكام إغلاق البلاطة كافية لدخول كميات كبيرة من الرادون، نظرًا لاختلافات الضغط.

في حال عدم اتباع هذه الأساليب أثناء البناء أو عدم كفايتها، يصبح التدخل ضروريًا. وفقًا لدليل "المواطن بشأن غاز الرادون" الصادر عن وكالة حماية البيئة الأمريكية ^{[ 20 ]} ، فإن الطريقة المُستخدمة أساسًا لتقليل غاز الرادون هي نظام أنابيب تهوية ومروحة، حيث تسحب الرادون من أسفل المنزل وتُخرجه إلى الخارج، ويُعرف هذا أيضًا باسم تخفيف ضغط التربة تحت البلاطة، أو شفط التربة، أو تخفيف ضغط التربة النشط (ASD). عمومًا، يُمكن الحد من وجود الرادون داخل المباني عن طريق تخفيف ضغط التربة تحت البلاطة وتصريف الهواء المُحمّل بالرادون إلى الخارج، بعيدًا عن النوافذ وفتحات المبنى الأخرى. ^{[ 21 ]} توصي وكالة حماية البيئة عمومًا باتباع أساليب تمنع دخول غاز الرادون. فعلى سبيل المثال، يمنع شفط التربة دخول الرادون إلى المنزل عن طريق سحبه من أسفل المنزل وتصريفه عبر أنبوب أو أنابيب إلى الهواء فوق المنزل حيث يتخفف تركيزه بسرعة. كما لا توصي الوكالة باستخدام العزل وحده لتقليل الرادون، لأنه لم يثبت أن العزل وحده يخفض مستويات الرادون بشكل ملحوظ أو ثابت، وذلك وفقًا لدليل المستهلك الصادر عن الوكالة بعنوان "كيفية إصلاح منزلك للحد من الرادون". ^{[ 22 ]} يمكن لأنظمة التهوية استخدام مبادل حراري أو جهاز تهوية لاستعادة الطاقة لاستعادة جزء من الطاقة التي تُفقد عادةً أثناء عملية تبادل الهواء مع الخارج. بالنسبة للأقبية، تنص وكالة حماية البيئة الأمريكية ^{[ 22 ]} على أن "إحدى الطرق الفعالة لخفض مستويات غاز الرادون في المنازل ذات الأقبية هي تغطية أرضية القبو بغطاء بلاستيكي عالي الكثافة. ويُستخدم أنبوب تهوية ومروحة لسحب غاز الرادون من أسفل الغطاء وتصريفه إلى الخارج. يُطلق على هذا النوع من شفط التربة اسم الشفط تحت الغشاء، وعند تطبيقه بشكل صحيح، يُعد الطريقة الأكثر فعالية لخفض مستويات غاز الرادون في المنازل ذات الأقبية."

• يُعدّ خفض ضغط التربة النشط (ASD) النهج الأكثر شيوعًا. وقد أثبتت التجارب أن هذا النهج قابل للتطبيق على معظم المباني، حيث يتسرب غاز الرادون عادةً من التربة والصخور الموجودة أسفلها، ويُستخدم التهوية الميكانيكية عندما ينبعث الرادون من مواد البناء. وهناك نهج أقل شيوعًا يعمل بكفاءة عن طريق خفض ضغط الهواء داخل تجاويف الجدران الخارجية والفاصلة، حيث يتجمع الرادون المنبعث من مواد البناء، وغالبًا ما تكون كتلًا خرسانية.
• تتطلب تقنية حاجز فرق ضغط الهواء فوق البلاطة (ASAPDB) إحكام إغلاق الغلاف الداخلي للضغط، والذي غالبًا ما يكون جدارًا جافًا ، بالإضافة إلى جميع قنوات أنظمة التكييف، قدر الإمكان. ويمكن لمروحة صغيرة، لا تتجاوز عادةً 15 قدمًا مكعبًا في الدقيقة (0.7 لتر/ثانية)، سحب الهواء المحمل بالرادون من هذه التجاويف وتصريفه إلى الخارج. ومع قنوات التكييف المحكمة الإغلاق ، تمنع الضغوط السلبية المنخفضة جدًا، والتي قد تصل إلى 0.5 باسكال (0.00007 رطل/بوصة مربعة )، دخول هواء تجاويف الجدران المحمل بالرادون إلى منطقة التنفس. وتُعد تقنية ASAPDB الخيار الأمثل للحد من الرادون في المباني السكنية الشاهقة، حيث إنها لا تزيد من رطوبة الهواء الداخلي في المناخات الحارة الرطبة، كما أنها فعالة في منع نمو العفن على الجدران الخارجية في المناطق ذات المناخات الدافئة.
• في المناخات الحارة والرطبة، تُعرف أجهزة التهوية باستعادة الحرارة (HRV) وأجهزة التهوية باستعادة الطاقة (ERV) بزيادة الرطوبة النسبية داخل المباني، مما يزيد من متطلبات إزالة الرطوبة لأنظمة التكييف. وقد تظهر مشاكل العفن في المنازل التي تم فيها تخفيف غاز الرادون باستخدام أجهزة HRV وERV في المناخات الحارة والرطبة. أما في المناخات الباردة والجافة، فتُظهر هذه الأجهزة أداءً ممتازًا.
• تعتمد تقنية حديثة على علم البناء ، وتتضمن نظام تهوية ميكانيكية متغيرة المعدل يمنع ارتفاع الرطوبة النسبية داخل المبنى عن مستوى محدد مسبقًا، مثل 50%، وهو الحد الأقصى الذي توصي به حاليًا وكالة حماية البيئة الأمريكية وغيرها من الجهات للوقاية من العفن. وقد أثبتت هذه التقنية فعاليتها بشكل خاص في المناخات الحارة والرطبة. فهي تتحكم في معدل تدفق الهواء بحيث لا يُحمّل مكيف الهواء بكمية من الرطوبة تفوق قدرته على إزالتها من الهواء الداخلي بكفاءة.
  • يُفترض عمومًا أن تشغيل مكيف الهواء يُزيل الرطوبة الزائدة من الهواء في منطقة التنفس، ولكن مجرد تبريد المكيف لا يعني بالضرورة أنه يُزيل الرطوبة. فإذا كان فرق درجة الحرارة 14 درجة أو أقل، فقد لا يُزيل الرطوبة على الإطلاق حتى مع تبريده.
  • العوامل التي من المحتمل أن تؤدي إلى تفاقم مشاكل الرطوبة الداخلية الناتجة عن تركيبات الرادون القائمة على التهوية الميكانيكية هي كما يلي، وسيقوم خبير تخفيف الرادون/عالم المباني بفحص وتصحيح أي من العوامل التالية عند قيامه بإجراءات تخفيف الرادون:
    • تسربات مجاري مكيف الهواء الموجودة خارج منطقة التنفس، مثل تلك الموجودة في العلية.
    • تشغيل مروحة العادم بشكل مفرط
    • مكيفات هواء كبيرة الحجم أو ذات سعة زائدة
    • مراوح وحدة معالجة الهواء في مكيف الهواء التي لا تتوقف عن الدوران عند توقف ضاغط مكيف الهواء عن العمل.
    • فرق درجة الحرارة ( Δt ) ، وهو مقدار تبريد الهواء أثناء مروره عبر ملفات التبريد في مكيف الهواء. يُعتبر فرق درجة الحرارة الأمثل لمكيفات الهواء المنزلية حوالي 11  درجة مئوية (20  درجة فهرنهايت). في المقابل، تُحقق مكيفات هواء السيارات فرق درجة حرارة يتراوح بين 18 و21  درجة مئوية (32 إلى 38  درجة فهرنهايت). أما فرق درجة الحرارة البالغ 8  درجات مئوية (14  درجة فهرنهايت) فسيؤدي إلى ضعف إزالة الرطوبة، إن لم يكن انعدامها.

في جنوب فلوريدا، تُجرى معظم عمليات الحد من غاز الرادون باستخدام أنظمة تهوية ميكانيكية ذات معدل ثابت. ولا يشمل التدريب على الحد من الرادون في فلوريدا المشاكل المرتبطة بأنظمة التهوية الميكانيكية، مثل ارتفاع الرطوبة الداخلية، والعفن، والروائح الكريهة الناتجة عنه، وتلف الممتلكات، أو الآثار الصحية المترتبة على التواجد في بيئات رطبة أو متعفنة . ونتيجةً لذلك، فإن معظم المتخصصين في الحد من الرادون في فلوريدا غير مُلمين بتقنيات إدارة الرطوبة الحديثة في مجال البناء، ولا يُدمجونها في تركيبات أنظمة التهوية الميكانيكية. وقد لا يكون مفتشو المنازل على دراية بمخاطر العفن المرتبطة بالحد من الرادون عن طريق التهوية الميكانيكية.

يبلغ متوسط ​​تكلفة نظام تخفيف غاز الرادون من نوع ASD في مينيسوتا 1500 دولار أمريكي. ^{[ 23 ]} وتعتمد هذه التكاليف بشكل كبير على نوع المنزل وعمر بنائه. ^{[ 24 ]}

قد تتم إزالة غاز الرادون من مصادر المياه في محطة معالجة، أو عند نقطة دخول المياه، أو عند نقطة استخدامها. وقد أُلزمت شبكات المياه العامة في الولايات المتحدة بمعالجة المياه من النويدات المشعة بدءًا من عام 2003، إلا أن الآبار الخاصة لم تكن خاضعة لتنظيم الحكومة الفيدرالية حتى عام 2014.يمكن امتصاص غاز الرادون بواسطة الفحم المنشط الحبيبي أو إطلاقه في الهواء من خلال تهوية الماء. يتلاشى الرادون طبيعياً من الماء على مدى أيام، لكن كمية التخزين اللازمة لمعالجة الماء بهذه الطريقة تجعل أنظمة المنازل من هذا النوع كبيرة الحجم بشكل غير عملي. ^{[ 25 ]}

تعمل أنظمة الكربون المنشط على امتصاص غاز الرادون من الماء. ومع مرور الوقت، تتراكم كمية الإشعاع، وقد تصل مادة الترشيح إلى مستوى يستدعي التخلص منها كنفايات مشعة . ومع ذلك، لا توجد في الولايات المتحدة أي لوائح تنظم مستويات الإشعاع والتخلص من نفايات معالجة الرادون حتى عام ٢٠١٤..

تعمل أنظمة التهوية على نقل غاز الرادون من الماء إلى الهواء. ويُعدّ انبعاث غاز الرادون في الهواء ملوثاً، وقد يخضع للتنظيم في الولايات المتحدة.

• الرادون في وكالة حماية البيئة الأمريكية
• خدمات البرنامج الوطني للرادون التي تستضيفها جامعة ولاية كانساس
• الرادون وصحة الرئة من جمعية الرئة الأمريكية
• صحتك تهمنا - وزارة الصحة الكندية
• تأثير غاز الرادون على صحتك - جمعية الرئة في كيبيك