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«FICHA TÉCNICA Título Segurança e Higiene Ocupacionais - SHO 2012 - Livro de Resumos Autores/Editores Arezes, P., Baptista, J.S., Barroso, M.P., ...»

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Exposição aos fumos de fogos florestais, radioactividade e risco de saúde Exposure to forest fires, radioactivity and health risks Carvalho, Fernando P.; Oliveira, João M.; Malta, Margarida Instituto Tecnológico e Nuclear, E.N. 10, 2686-953 Sacavém, Portugal; E-mail: carvalho@itn.pt

1. INTRODUÇÃO Em cada ano ardem em Portugal milhares de hectares de floresta e mato (cerca de133 000 hectares em 2010). A biomassa vegetal ardida atinge milhares de toneladas por ano, e liberta para a atmosfera quantidades consideráveis de carbono, partículas e gases, incluindo substâncias orgânicas tóxicas. No fumo estão presentes mais de 200 substâncias voláteis identificadas entre as quais gases tóxicos como o monóxido de carbono, formaldeído, acroleína, hidrocarbonetos e dioxinas. [1] As partículas libertadas constituem agentes agressores das vias respiratórias relacionadas com a asma e outras doenças respiratórias. [2] Menos estudadas tem sido a libertação de elementos tóxicos, como metais pesados e radionuclidos. A resuspensão de radioactividade de origem artificial na atmosfera, como o césio-137 libertado pelo acidente nuclear de Chernobyl ocorrido em 1986 e depositado nos solos e florestas do Centro e Norte da Europa, foi observada após fogos de verão ocorridos na Ucrânia e Bielorrússia em 2006 e 2007.[3] A ocorrência de fogos florestais nessas zonas originou novo transporte atmosférico de radioactividade (137Cs) registado na Europa ocidental. Contudo, a vegetação, para além dos radionuclidos artificiais, concentra também radionuclidos das famílias radioactivas naturais do urânio, tório e actínio que são absorvidos do solo. A combustão de biomassa vegetal liberta estes elementos radioactivos para a atmosfera. Até ao presente, o impacto radiológico destas emissões não foi investigado. Este trabalho apresenta resultados preliminares de um estudo destinado a avaliar a libertação de radioactividade para a atmosfera pelos incêndios de vegetação e o risco desta emissão radioactiva para a saúde pública. Os resultados têm implicações relevantes também para os bombeiros e os elementos da população que combatem os incêndios.

2. MATERIAIS E MÉTODOS A amostragem de fumos no terreno foi efectuada perto de fogos de arbustos (mato) e de floresta (pinhal) acompanhando equipas de bombeiros nas regiões Centro (Distrito de Viseu) e Norte (Distrito de Chaves). Foram utilizados amostradores portáteis de aerossóis com filtro de fibra de vidro (Whatman, 50 mm diâmetro) e fluxo médio de 60 L/min, amostradores fixos alimentados com gerador eléctrico (Yamaha, 10 kVA) com filtros de microfibra de vidro com 11 cm diâmetro e fluxos de cerca de 1400 L/min, e amostradores montados sobre tripé com filtros Whatman 20x20cm e fluxos de cerca de1600 L/min. Uma análise da distribuição da radioactividade por classe de tamanho nas partículas dos aerossóis foi efectuada usando um amostrador de aerossóis Cascade Impactor (Andersen) com 6 andares (classes de tamanho das partículas).Os filtros foram pré pesados e, depois de recolhidas as amostras, foram secos no laboratório e pesados de novo para determinação da massa das amostras de aerossóis. Os radionuclidos contidos nas cinzas volantes foram analisados após dissolução total da amostra e separação radioquímica. Resumidamente, no início da análise foram adicionados às amostras traçadores isotópicos internos para determinar o rendimento químico;de seguida as amostras foram dissolvidas com ácidos (HCl e HNO3), e finalmente os radioelementos foram separados e purificados por colunas de troca iónica. Cada fracção obtida foi electrodepositada num disco polido de aço inox, como suporte para medição da emissão da radioactividade das partículas alfa de cada radionuclido. Esta medição foi efectuada com espectrómetros equipados com detectores de silício da ORTEC EG&G.[4, 5]

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A análise de amostras de vegetação arbustiva, de zonas de mato semelhantes aos fogos acompanhados no terreno, indicou concentrações de radionuclidos baixas, como seria de esperar, e semelhantes a amostras de diversos vegetais previamente analisados (Tabela I). A análise de fumos amostrados nas proximidades de fogos de mato e fogos florestais revelou um enriquecimento da actividade específica dos radionuclidos nas partículas de aerossóis, em comparação com amostras de aerossóis recolhidos na ausência de fogos (aerossóis de referencia). A actividade dos radionuclidos por unidade de volume de ar aumentou de forma sistemática com o aumento da carga de partículas de fumo em suspensão, indicando que estas partículas são o veículo de dispersão dos radionuclidos na atmosfera (Figura 1). As razões das concentrações 210Po/210Pb na vegetação eram de cerca de 0,1 antes da combustão, enquanto nos fumos aumentaram até 12, revelando um enriquecimento extraordinário de polónio nas partículas de fumo [6, 7].

A libertação de radionuclidos da biomassa vegetal pela combustão pode envolver dois mecanismos. Um deles, a volatilização dos elementos se a temperatura das chamas exceder o ponto de volatilização desses elementos, e o outro, por enriquecimento ou aumento da concentração dos elementos nas partículas de cinza (fracção refractária) por redução do peso do material vegetal após volatilização da água, dos compostos orgânicos e dos elementos com baixo ponto de ebulição. As medidas efectuadas no terreno, usando um termómetro de infravermelhos com mira laser, indicaram temperaturas de combustão da vegetação atingindo os 700 ºC na vegetação arbustiva e acima de 1000ºC na combustão de plantas resinosas.





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O ponto de ebulição de compostos do radioelemento polónio é de cerca de 390ºC, sendo provavelmente mais elevada para compostos do rádio (mas não conhecida), e também elevada para compostos do urânio e do tório ( 800º C). A volatilização de urânio e tório elementares com a combustão da biomassa parece pouco provável, sendo a presença destes radioelementos nos aerossóis de fumo devido à redução da massa vegetal pela combustão deixando-os na fracção refractária. Já o elemento radioactivo polónio (e talvez, em parte, o rádio), mais volátil a temperaturas baixas, parece ser emitido na forma gasosa para a atmosfera. O polónio (ião gasoso, com carga positiva), pode ser recapturado por atracção electrostática sobre as partículas dos aerossóis na atmosfera.

Figura 1. Amostragem de fumos com colector Andersen.

O 210Po é um radionuclido emissor de radiação alfa e muito mais assimilável no organismo que elementos pesados como o urânio ou o tório, sendo o mais radiotóxico dos radionuclidos naturais. O polónio é facilmente absorvido por ingestão com a comida e por inalação.

A recolha de amostras de aerossóis de fumos de incêndio florestal, efectuada com o amostrador Cascade Impactor, permitiu a análise da distribuição dos radionuclidos nas várias classes de tamanho das partículas do aerossol. A distribuição de um elemento refractário como o urânio (238U) nas partículas de várias dimensões, indicou uma razoável uniformidade de actividade especifica desde partículas das classes 7,2 µm até 0,49 µm, sendo a partículas mais finas,0,49µm, as de mais baixa concentração de urânio. Em contraste com isto, as concentrações específicas mais elevadas do polónio estavam associadas às partículas mais finas, sobretudo nas classes 0,95 - 0,49µm e 0,49 µm. No ar inalado, as partículas da classe 0,49µm levarão á inalação de cerca de 69 µBq/m3, devida na maior parte á actividade de Po por unidade de volume de ar com fumo.Estas partículas são as que podem penetrar mais profundamente no pulmão, sendo assim o veículo de transporte da maior parte da radioactividade alfa para o pulmão.

Estudos semelhantes foram feitos sobre a radioactividade no fumo de tabaco, tendo-se concluído que o 210Po inalado com as partículas de fumo do cigarro origina a exposição do pulmão a uma actividade significativamente elevada e cancerígena (mesmo desprezando o potencial efeito de outras substâncias presentes no fumo de tabaco). Foi estimado que o pulmão de um fumador de um maço de cigarros por dia recebe, devido ao 210Po inalado, uma dose de radiação de cerca de 30 mBq/d, cerca de 40 vezes superior à do não fumador, 0.66 mBq/d. Em comparação com o fumador de cigarros, a dose recebida por inalação de 210Po associado ao fumo de fogos florestais, por uma pessoa situada durante 24 horas nas proximidades de um fogo poderá ser 80 vezes superior à dose anual do fumador e cerca de 4000 vezes superior á dose anual devida à inalação de ar sem fumo por uma pessoa do público.

4. CONCLUSÕES A análise dos principais radionuclidos das famílias radioactivas naturais confirmou a presença destes radionuclidos na vegetação arbustiva espontânea (mato) e na floresta. Estes radionuclidos são absorvidos do solo pelas plantas. As concentrações de radionuclidos como o urânio, tório, rádio, chumbo e polónio na vegetação são baixas. Contudo a combustão da biomassa vegetal liberta os radionuclidos contidos na biomassa, e emite-os para a atmosfera. Pelo menos dois mecanismos podem estar envolvidos na concentração dos radionuclidos nas partículas de fumo (redução da massa orgânica e emissão de cinzas volantes com concentrações mais elevadas, e a volatilização de elementos seguida de recaptura dos iões gasosos pelas partículas do aerossol). Alguns radioelementos com ponto de ebulição elevado, como o urânio e o tório, tem comportamento refractário e acompanham as cinzas volantes, enquanto outros, sobretudo o polónio, sendo voláteis, são libertados na fase gasosa pela combustão podendo ser adsorvidos pelas partículas na atmosfera. A concentração de 210Po nas partículas de fumo torna-se assim muito mais elevada em relação ao chumbo-210, seu progenitor mas que é muito menos volátil. O enriquecimento relativo de polónio é de 100 a 1000 mais elevado nas partículas de fumo que na vegetação e, na atmosfera, o polónio é essencialmente transportado pelas partículas mais finas dos aerossóis, 0,49µm, sendo, pois, facilmente inalado.

A exposição ao fumo dos incêndios florestais por períodos prolongados conduz à exposição do pulmão a doses de radiação elevadas, e potencialmente até muito mais elevadas que no fumador crónico de um maço de cigarros por dia.

Mesmo ignorando os efeitos nocivos da inalação de outras substâncias libertadas pelos fogos florestais e da inalação de partículas, a inalação da actividade de 210Po associada ao fumo recomenda a protecção das vias respiratórias, em particular de bombeiros e de outras pessoas com intervenção próxima dos incêndios.

5. AGRADECIMENTOS Este trabalho foi financiado pela “Fundação para a Ciência e Tecnologia”, Portugal, Contrato Nº.

PTDC/AMB/65706/2006.

6. REFERÊNCIAS [1] Lazaridis, M., Latos, M., Aleksandropoulou, V., Hov, Ø, Papayannis, A., Tørseth, K., Contribution of forest fire emissions to atmospheric pollution in Greece, Air Quality, Atmosphere and Health, 1:143 – 158, 2008.

[2] Vos, A.J.M.D., Reisen, F., Cook, A., Devine, B., Weinstein, P., Respiratory Irritants in Australian Bushfire Smoke: Air Toxics Sampling in a Smoke Chamber and During Prescribed Burns, Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 56: 380 – 388, 2009.

[3] Paatero, J., Vesterbacka, K., Makkonen, U., Kyllonen, K., Hellen, H., Hatakka, J., Anttila, P., Resuspension of radionuclides into the atmosphere due to forest fires. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 282, (2): 473 – 476, 2009.

[4] Oliveira, J.M., Carvalho, F.P. A Sequential Extraction Procedure for Determination of Uranium, Thorium, Radium, Lead and Polonium Radionuclides by Alpha Spectrometry in Environmental Samples.(Proceedings of the 15th Radiochemical Conference).

Czechoslovak Journal of Physics 56 (Suppl. D): 545-555, 2006.

[5] Carvalho F.P., Oliveira, J.M. Alpha emitters from uranium mining in the environment. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 274: 167-174, 2007.

[6] Gonçalves, C., Alves, C., Evtyugina, M., Mirante, F., Pio, C., Caseiro, A., Schmidl, C., Bauer, H., Carvalho, F., Characterisation of PM10 emissions from woodstove combustion of common woods grown in Portugal. AtmosphericEnvironment, 44 (35), 4474 – 4480, 2010.

[7] Carvalho, F.P. Oliveira, J.M, Malta, M. (2011). Vegetation fires and release of radioactivity into the air. In: Environ. Health and Biomedicine, pp 3-9. WIT Transactions on Biomedicine and Health Vol.15.WIT Press, UK

Occupational Safety and HygieneInternational Symposium on

Exposição ocupacional a radiações ionizantes em indústrias não-nucleares e as normas Europeias de protecção e segurança Occupational exposure to ionizing radiation in non-nuclear industries and the European basic safety standards Carvalho, Fernando P.

Instituto Tecnológico e Nuclear; E.N. 10, 2686-953 Sacavém, Portugal; E-mail: carvalho@itn.pt

1. INTRODUÇÃO A Directiva 96/29 Euratom estabeleceu a responsabilidade dos Estados Membros em proceder à avaliação do risco de exposição a radiações ionizantes decorrente da presença ou da re-concencentração de substâncias radiactivas de ocorrência natural usadas em indústrias não-nucleares. Previamente estas indústrias não eram objecto de aplicação das normas de protecção e segurança radiológica por não ser conhecida a presença de radioactividade em níveis por vezes elevados e, também, por essas normas terem sido inicialmente desenvolvidas para protecção dos trabalhadores da indústria nuclear e das instalações com uso de radiações ionizantes (ex., instalações médicas).

A maioria dos Estados da EU, em conformidade com o Capitulo VII da Directiva 96/29 e da responsabilidade delegada nos Estados Membros, procedeu daí para cá ao estudo de várias indústrias não nucleares para avaliação das doses de radiação para os trabalhadores e para os membros do público. Os estudos mostraram que, frequentemente, nas instalações de certos sectores industriais há exposição a doses de radiação acima do fundo radioactivo natural, podendo ou não exceder os limites legislados.

Revêem-se aqui as conclusões de alguns desses estudos e as implicações para os sectores industriais, e o que necessita ser feito em Portugal.



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