Bozyazı'daki Muz Seralarında Radon Gazı Ölçümü

Türkiye Atom Enerjisi Kurumu(TAEK) 'ndan temin edilerek 5 serada, ikişer adet CR-39 katı hal iz adet radon dedektörü 30 gün süresince bekletilmiş TAEK' te radon ölçümleri alınmıştır. Çalışmanın sonucunda Bozyazı'daki muz seraları için ortalama radon ölçümü 85,2 Bq/m³ bulunmuştur. Bu değerin TAEK'in belirlemiş olduğu(evler için izin verilen limit değer 400 Bq/m³, işyerleri için 1000 Bq/m³) sağlık açısından kabul edilebilir en yüksek doz oranından çok daha düşük olduğu görülmüştür.

Giriş

Doğal radyasyon düzeyini arttıran en önemli sebeplerden biri, yer kabuğunda yaygın bir şekilde bulunan radyoaktif 226Ra izotopunun bozunması sırasında salınan “radon gazı” dır. Bu bozunma sırasında oluşan diğer radyoaktif maddeler toprak içerisinde kalırken radon toprak yüzeyine doğru yükselir. Eğer bu gaz, yayılmalar sonucu seyrelirse herhangi bir sorun oluşturmaz. Radon gazının yayıldığı yüzey üzerinde bulunan evlerde iyi bir havalandırma sisteminin olması gerekir. Böyle bir havalandırma yoksa radon gazı evin içinde dışarıdakinden yüzlerce kata çıkabilmektedir. Bu gaz teneffüs edildiği takdirde akciğerlere geçici olarak yerleşip, radyoaktif serinin alt üyelerinin oluşmasına ve tüm dokuların radyasyona maruz kalmasına neden olabilir [1].

Radon kimyasal olarak tepkimeye girmeyen, kokusuz, tatsız ve renksiz olan doğal bir radyoaktif gazdır. Toprak ve kayalar üzerinde yer alan uranyumun parçalanması ile oluşur.  Alfa partikül yayınlayan Radon gazı yıllardır bilinen önemli bir kanserojendir. Akciğer kanserlerinde sigaradan sonra en önemli etken olup, akciğer kanserlerinin %3 ile 15’inden sorumludur.[2]

Radon gazından dolayı dünya genelinde maruz kalınan ortalama doz 1,3 mSv/yıl'dır. Radon gazı hariç doğal radyasyonun sağlık üzerinde zararlı bir etkisi görülmez [1].

Sağlam çimentolu duvarlardan radon gazının yayılımında başlıca mekanizma difüzyondur[3]. Kullanılan çimento karışımıyla bağlantılı olarak radon gazı miktarı değişmektedir. Evin içerisine sızan radon gazı evin içinde kalma eğilimindedir. Çünkü radon gazı havadan ağırdır ve yerden genellikle 50 santimetre yüksekliğe kadar yayılır. Ayrıca özel bir mekanizma söz konusu değilse evin içerisindeki basınç, dışarıdaki basınçtan biraz daha düşüktür. Bu nedenle kapalı ortamdaki hava binada kalmaktadır. Ancak yapım sırasında doğal havalandırma mekanizmalarının kurulması ve yeterince havalandırma ile bu durum önlenebilmektedir.

Taban tahta döşemesinin altına çakıl ve kırma taş yerleştirilmesi durumunda radon gazı yoğunlaşmasında büyük oranda artış olduğu görülmüştür. Yapılan çalışmalar açık havada yapılan ölçümün gerçek oranda radon gazı kirliliğini göstermediği, ancak kapalı ve oda ortamını andıran düzeneklerde yapılan ölçümlerle fikir sahibi olunabileceği belirtilmektedir [4].

Deprem olaylarını tahmin etmede de kullanılan radon konsantrasyonları; atmosferik basınç, ağır yağmur yağışı ve kar erimesi gibi meteorolojik faktörler ile değişebilir [5].

Kastamonu'da okullarda yapılan ölçümlerde basınç, nem ve sıcaklıkla radon konsantrasyonu değişimi görülebilir.Basıncın sabit kaldığı saatlerde radon aktivitesinde bir artma gözlemlenmiştir. Nem ile ise ters orantılı bir değişim gözlenmiştir. Sıcaklığın arttığı saatlerde radon gazında bir azalma gözlenmiştir. Nem ile radon gazı arasındaki değişim doğru orantılı değiştiği gözlenmiştir[6].

Uluslararası Atom Enerji Ajansı Temel Güvenlik Standartları (IAEA-BSS) çerçevesinde, radon için tavsiye edilen düzeyler 200-600 Bq/m3 olarak belirlenmiştir. Türkiye’de Atom Enerjisi Kurumu Radyasyon Güvenliği Yönetmeliği’ne göre evler için izin verilen limit değer 400 Bq/m³, işyerleri için 1000 Bq/m³ 'tür. [7].

Radon ²²²Rn, doğal uranyum (²³⁸U) bozunma serisinde oluşan radyoaktif bir soygazdır. 3.82 gün yarı ömrü ile radyumun (226Ra)kız çekirdeğidir. Genellikle, Radon (²²²Rn) için ölçme ve izleme sistemleri (CR- 39 ve LR-115 gibi) pasif ve yarı geçirgenli aktif radyasyon dedektörleri kullanılarak yapılır. Bu çalışmada, Kahramanmaraş'tan alınan toprak numunelerinde radon (²²²Rn)aktivitesi ölçülmüştür. Radon (²²²Rn)aktivitesi toprakta 62,87 ± 5,81 Bq/m³ ile 421,89 ± 40,83 Bq/m³ değerleri arasında bulunmuştur. Kahramanmaraş' tan alınan meyve ve sebzelerdeki radon (222Rn)aktivitesi ölçülmüş ve Radon konsantrasyonu aktivitesi aktiviteleri 25,15 ± 3,50 Bq/m³ ile 341,26 ± 37,20 Bq/m³ değerleri arasında bulunmuştur.[8]

Tablo1.Meyvelerde Alfa Aktiviteleri[9]

Elma, portakal, limon, muz, kivi, mandalina, armut, ayva gibi meyve kabuklarının dış yüzeylerindeki toplam alfa miktarı kabukların iç yüzeylerindeki toplam alfa miktarından daha yüksek bulunmuştur. Meyvelerin dış kabuğundaki alfa iz miktarı ile iç yüzeydeki alfa iz miktarı arasındaki değişim en az kivi ve limonda sırasıyla % 28 ile % 33 olarak elde edilirken en yüksek armut ve muzda sırasıyla % 62 ile % 61 olarak bulunmuştur. Diğer meyvelerde bu değişim %40 ile % 49 arasında görülmektedir[9].

Bitkilerin bünyesinde, yetiştiği topraktaki radyo element içeriğine ve yetiştiği dönemdeki diğer şartlara bağlı olarak başta potasyum olmak üzere uranyum, radyum ve diğer elementler bulunabilir. Bunların bitkideki konsantrasyonunun ve dağılımının incelenmesi çok çeşitli amaçlarla yapılmaktadır.

Radyonüklitlerin topraktan yiyecek maddelerine transferi oldukça karmaşıktır. Bu transfer, kökten bitkiye girme, bitkinin dış yüzeylerinden emmesi ve buna benzer geçişlerde meydana gelir. Kirlenme bitkinin her kısmında mevcuttur [10].

Radyoelementlerin bitkiler tarafından emilimine hava şartları, toprağın yapısı, bitkilerin doğası, örnek olarak kökü yenen sebzeler ile tahıllar ve elementin kimyasal şekli etken olmaktadır.

Toprak yüzeyindeki ürünün dış kısımlarında radyasyon tutulması ise rüzgar ve yağmur sonucu ortaya çıkmaktadır. Tahıl ve baklagiller kabukları nedeniyle dış kirlenmeye karşı korunurken, yapraklı sebzeler ve yere yakın sebzeler dış kirlenmeye daha müsaittirler [11].

Radyoaktif maddeler toprağa nüfuz ederek, tıpkı topraktaki besin maddeleri gibi köklerden emilerek bitkinin içine girebilirlerse de bu yol pek etkili değildir. Çünkü radyoaktif maddenin toprağa karışmasıyla yoğunluğu azalır ve toprakta çok yavaş bir şekilde hareket ederler. Böylece radyoaktif maddelerin büyük bir kısmı bitkilerin yapraklarından veya kökleri yüzeye yakın olan bitkiler tarafından emilir. Yarı ömürleri kısa olan radyoaktif maddeler daha bitki tarafından emilmeden veya kısa bir zaman sonra aktivitelerinin önemli bir kısmını kaybederler [12].

 İncelenen bitkilerin üzerindeki mevcut dış radyoaktif kirlenmenin pek çoğu insanlar tarafından yenmeden önce etkisini yitirmektedir. Örnek olarak yeşil yapraklı sebzelerin yıkanması ve tahılın un haline dönüştürülmesinde dış koruyucu kabuğun çıkartılması gibi, insana geçen kirlenmenin ölçüsü, kişinin yiyeceği hazırlama yöntemlerine ve bitkinin üzerinde mevcut kirliliğinin miktarıyla ilgilidir [13].

Herhangi bir radyoizotopun yüzeyden veya kökten bulaşmış bir bitki yoluyla insan vücuduna girişi, belli bir zaman zarfında alınan gıdadaki miktar bakımından önemlidir. Bitkilerin üzerinde veya bünyesinde bulunan radyoizotoplar, bitkisel gıdaların yenilmesi sonucunda insana ya doğrudan doğruya yada bitkileri yiyen hayvanlardan elde edilen besinlerin tüketilmesiyle dolaylı olarak geçer. Radyoizotoplarla kirlenmiş çayırlarda otlayan hayvanlar, bu radyoaktif elementleri bol miktarda alır ve organizmalarında yoğun bir şekilde biriktirirler. Bu radyoaktif elementler insan gıdası olan et, süt gibi besinlere transfer olarak insanlara geçer. [12]

Şekil.1.Mersin İli Yüzey toprağında Ra-226 Aktivite değişimi[14]

Şekil1.'deki harita üzerinde Mersin ili Bozyazı ilçesi yüzey toprağında yüzey toprağında Ra-226 derişimi düşük seviyede görülmektedir. Topraktaki derişimin bitkilerdekinden fazla olduğu düşünülürse bu çalışmada muzlarda radon konsantrasyonunun da düşük seviyede çıkacağı öngörülebilir.

Günümüzde genellikle “indoor-ev içi maruziyet” üzerine çalışılmaktadır. Literatürde seralarda dolayısıyla muz seralarında yapılan bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bugüne kadar radon gazının yiyecekler üzerindeki etkisi üzerine yapılan çalışmalar da oldukça azdır. Bu projede seralarda bulunan gaz oranı belirlenerek seralarda çalışanların sağlığını tehdit edici boyutta olup olmadığı belirlenmek istenmiştir.Seralarda bulunan gaz oranı, yetiştirilen muzdaki radon konsantrasyonu ile de dolaylı yoldan bilgi vereceğinden  meyvelerin sağlıklı olup olmadığı hakkında bilgi sahibi olunacaktır.

Amacı

Bu projede Mersin ili Bozyazı ilçesi muz seralarında radon gazı ölçümü yapılarak seralarda çalışanların sağlığının radon nedeniyle tehdit altında olup olmadığının belirlenmesi; topraktan havaya, suya karışarak bitkiler tarafından tutulduğu bilinen radonun seralarda yetiştirilen muzlardaki konsantrasyonunun insan sağlığını tehdit edecek düzeyde olup  olmadığının seralardaki radon gazıyla ilişkilendirilmesi amaçlanmıştır.

Yöntem

Şekil 2.Bozyazı uydu görüntüsü[15] üzerinde dedektörlerin yerleştirildiği seralar

Bozyazı'daki muz seralarında ortalama radon gazı seviyesini belirleyebilmek için Bozyazı Belediyesi tapusundan muz seralarının bulunduğu ova üzerinde dairesel bölge belirlendi. Dağılımın en uygun nasıl yapılabileceği konusunda Süleyman Demirel Üniversitesi Teknokent bünyesinde radon gazı konusunda deneyimli Öğr. Gör. Gürol Kalaycı ve Uzman Fizikçi Serkan Ceylan'dan fikir alındı. Bölge üzerinde Şekil 2.'deki gibi düzgün bir dağılım yapıldı. Merkezde bir sera, yarıçapı 400 m. olan içteki dairenin tam doğu ve batısına, dıştaki dairenin tam kuzey ve güneyine olmak üzere toplam 5 sera seçildi. Seçilen seraların sahiplerinin isimleri belirlendi. Ziraat mühendisleri vasıtasıyla sera sahiplerine ulaşılarak  dedektörleri yerleştirmek için izin alındı. 

Şekil 3.Muz seralarına yerleştirilen CR-39 katı hal iz dedektörü

Süleyman Demirel Üniversitesi Teknokent bünyesinde bulunan Radotek Radyasyon Ltd. Şti. vasıtası ile TAEK (Türkiye Atom Enerjisi Kurumu) 'ten  katı hal iz dedektörleri (CR-39) temin edildi. Seraların yerlerinin tespiti suretiyle, yaptırılan sehpalar üzerine yaklaşık 80cm yüksekliğe seraların duvarlarından yaklaşık 1,5 m içe hava akımının çok fazla olmadığı kapılara uzak 2 farklı köşeye 2'şer dedektör yerleştirildi. Dedektörler 8 Aralık-7 Ocak tarihleri arasında 30 gün boyunca seralarda bekletildi. Bu süre sonunda dedektörler TAEK'e gönderilerek ölçüm sonuçları alındı.

Bozunmalar sonucu açığa çıkan alfa parçacıkları detektör üzerine çarparak iz bırakır. Difüzyon kabı içine giren radon gazının, radyoaktif bozunması sonucu çıkan alfa parçacıklarının detektör ile etkileşmesi sonucu oluşacak izlerin sayısı, bu kap içine giren radon konsantrasyonu ile orantılıdır [16]. 

Sonuç ve Tartışma

Ülkemizde her yıl yaklaşık yüz elli bin kişiye kanser teşhisi konduğu ve en yüksek ölüm oranının akciğer kanserinden kaynaklandığı göz önüne alındığında, zamanımızın çoğunu içerisinde geçirdiğimiz kapalı mekanlardaki radon düzeylerinin belirlenmesinin insan sağlığı bakımından çok önemli olduğu tartışılmaz bir gerçektir.[2]

Tablo 2.Dedektör numaraları verilerek belirtilen radon konsantrasyonu tablosu

Yapılan çalışmada Bozyazı'daki muz seraları için ortalama radon ölçümü 85,2 Bq/m³ bulunmuştur. Bu değer TAEK'in belirlemiş olduğu ev ve iş yerleri için sağlık açısından kabul edilebilir en yüksek doz oranından çok daha düşük olduğu görülmüştür. Bina içi atmosferik radon yoğunluğu ölçümü TAEK ve ICRP’nin kabul ettiği müdahale seviyelerinin altındadır. Kış aylarında az havalandırma yapılmasına rağmen konsantrasyonun düşük çıkmasında ölçümün alındığı 30 günlük sürede 15 günün yağmurlu geçmesi etkili olmuş olabilir. Ayrıca yetiştiricilerden alınan bilgilere göre seralarda muz yetiştiriciliğinde ekvatoral iklim şartlarının sağlanabilmesi ve kış aylarında ortamın nemli olmasının seraların ısısını arttırmasından dolayı seralarda döşeli fıskiye sistemleriyle toprakta ve havada sürekli nemli bir ortam oluşturulmaktadır. Toprağın sürekli nemli olması yaz-kış sera içinde topraktaki gözeneklerin kapalı olmasını sağlamakta ve radon gazının dışarı sızmasını zorlaştırmaktadır.

Şekil 4. Muz seralarında Radon konsantrasyonu

İyi havalandırmanın radon gazı konsantrasyonunu azalttığı literatürde yerini almıştır.

Sıcaklıkla radon gazı arasında doğru orantı olmakla birlikte Akdeniz iklimi görülen Bozyazı ilçesinde yaz aylarında havanın çok sıcak olmasından dolayı seraların kapı-pencere tarzı tüm havalandırmaları açık olduğu için konsantrasyonun yine sağlığı tehdit edici düzeyde çıkmayacağı öngörülebilir. Yaz aylarında bu konu ile ilgili bir ölçüm alınabilir.

Muzdaki radon gazı konsantrasyonu konuyla ilgili çalışma yapan üniversitelerle işbirliğine girilerek ölçülebilir.

Bütün topraklar uranyum ve radyum içerir. Dünya kabuğunda baştan başa radyoaktif elementlerin çeşitli miktarları bulunur. Bu nedenle uranyumu ve radyumu daha yüksek olan bölgelerde yetişen bitkilerde ²¹⁰Po ve ²¹⁰Pb büyük ölçüde bulunabilir. Fosfat gübreleri üretimi için kullanılan fosfat; radyum, ²¹⁰Po ve ²¹⁰Pb içeren kaya minerallerinden elde edilir. Çiftçilerin tarım alanlarında yüksek kazanç sağlamak için aşırı kimyasal gübre kullanması (nitrojen, fosfor ve potasyum içeren), bu gübrelerin zengin uranyum ve onun parçalanma ürünlerini taşıması nedeniyle ölçümlerde yüksek düzeyde radyoaktivitenin oluşmasına neden olabilir. Bu nedenle ilaçlama ve gübreleme konularında çiftçilerimizi eğitmek ilk hedef olmalıdır.[2]

Kaynaklar

1. Dizman, S. (2006), Rize İli ve İlçelerindeki Doğal Gamma Radyoaktivite Düzeyinin Belirlenmesi. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 72s, Trabzon

2. http://kanser.gov.tr/Dosya/onleme/radon.pdf

3. Unscear 2000 Report Vol. I, Annex B, Dose assessment methodologies.

4. Unscear 2000 Report Vol. I, Annex B: Exposures From Natural Radiation Sources

5. Nelson P. H., Rachıele R. and Smith A. (1983), Transport of Radon in Flowing Boreholes at Stripa, J. Geophys Res 88, Sweden, 2395-2405.

6. Aras G.,Kastamonu Merkezdeki Okul Binalarında Havadaki Radon Aktivitesinin Ölçülmesi,Yüksek Lisans Tezi, Kastamonu Üniversitesi, Kastamonu.

7. http://www.taek.gov.tr/belgelerformlar/mevzuat/yonetmelikler/radyasyonguvenligi/radyasyon-guvenligi-yonetmeligi/ Erişim Tarihi:15.01.2015

8. Alıç H. (2014), Kahramanmaraş ilinden alınan toprak, sebze ve meyve örneklerinde radon gazı ölçümü, Yüksek Lisans Tezi , Sütçü İmam Üniversitesi,Kahramanmaraş ,58s.

9. Bıçak D.(2010), Cr-39 Nükleer İz Kazıma Dedektörleri ile Bazı Bitki Örneklerinde Alfa Radyoaktivitesinin Belirlenmesi , Yüksek Lisans Tezi, Celal Bayar Üniversitesi, Manisa ,58 s.

10. KayaM. (1995), Tire Yöresi Zeytinlerinde Radyoaktivite Ölçülmesi. Ege Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İzmir.

11. Ağgül İ. (1995), Yatağan Civarında Yetişen Bitkilerde Radyoaktivite Tayini, Ege Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İzmir.

12. Görür Ş. (2006), Çevresel Radyoaktivite İle Bu Çevrede Yaşayanlara Ait Diş Örneklerindeki Radyoaktivite Arasındaki İlişkinin Araştırılması, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 79s, Adana.

13. Küçük, N. (1996). Şeker Pancarında Radyoaktivite Tayini, Ege Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İzmir.

14. http://www.taek.gov.tr/radyasyon-izleme/turkiye-cevresel-radyasyon-atlasi.html

15. http://www.turkcebilgi.com/harita/bozyaz%C4%B1

16. Şahin S. (2009), Sivrice Fay Zonundaki Radon Değişimi ve Doğal Radyoaktivite, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ

Ekip Tanıtımı

Öğrenciler:

Mehmet Yılmaz

N. Burcu Ünlü

Danışman Öğretmen:

Emel Yıldırım

Mersin Bozyazı Anadolu Lisesi