Medición y edad del radón. | Zhuhai SUP bomba Inc.

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 12717 (2023) Citar este artículo

Detalles de métricas

Se realizó un estudio exhaustivo para medir la concentración de radón en el agua embotellada disponible en el mercado iraní. La concentración de 222Rn en 70 muestras de agua embotellada se midió mediante la técnica del modo de olfateo y RTM 1688-2 (SARAD, Alemania) en el momento de muestreo inmediato y 3 meses después para determinar la descomposición del radón. La concentración de radón medida osciló entre 0,003 y 0,618 Bq L-1 en muestras de agua embotellada, que eran mucho más bajas que el valor recomendado para radón en agua potable por la OMS (100 Bq L-1) y la agencia de protección ambiental de los Estados Unidos (USEPA) ( 11,1 Bq L-1). En esta investigación también se evaluó la dosis efectiva anual de 222Rn debida a la ingestión de agua embotellada. Se estimó que la dosis efectiva media anual debida a la ingestión de radón en agua embotellada para adultos, niños y lactantes varía entre 5,30 × 10−4 mSv−1, 4,90 × 10−4 mSv−1 y 2,15 × 10−4 mSv. −1, respectivamente. En general, este estudio indicó que el pueblo iraní no sufre ningún riesgo radiológico significativo debido a la exposición a la concentración de radón en las marcas de agua embotellada que se consumen comúnmente en el mercado iraní.

Las fuentes ambientales, especialmente el agua subterránea extraída de rocas graníticas y metamórficas, se consideran la fuente principal de radiactividad1,2. Los materiales radiactivos suelen introducirse en el medio ambiente a través de fuentes naturales y de lluvias de radionúclidos artificiales o artificiales3,4. Las fuentes naturales incluyen el 238U y sus hijos 226Ra y 222Rn, comúnmente observados en recursos hídricos, rocas y suelos4,5. Sin embargo, las lluvias artificiales de radionúclidos causadas por accidentes y explosiones nucleares pueden contaminar los recursos hídricos y el medio ambiente en el que viven los humanos6,7. El radón (222Rn), como gas noble más pesado, que se produce mediante la desintegración alfa del 238U, es naturalmente omnipresente en el medio ambiente; El 222Rn por sí solo representa el 50% de la radiación natural total8,9. El gas radón se deriva del suelo, las rocas y los sedimentos y se observa comúnmente en el agua subterránea debido a su alta solubilidad (510 cm3 L-1) y densidad (9,73 g L-1)10,11,12,13. El 222Rn se reconoce como un gas radiactivo incoloro, insípido e inodoro con una vida media de 3,82 días14,15. El radón se caracteriza por una vida media prolongada y capacidad de emisión de partículas alfa, lo que causa cáncer de pulmón, sangre y gastrointestinal en humanos durante una exposición prolongada5,16. La inhalación y la ingestión son las principales vías de exposición al 222Rn; la aparición de altos niveles de este agente cancerígeno en el aire interior y en las aguas subterráneas da lugar a una exposición interna humana16,17,18,19. La exposición al 222Rn, como segundo factor de riesgo de cáncer de pulmón, también puede dañar el ADN, penetrar el estómago y moverse por el cuerpo humano a través del torrente sanguíneo5,8. La Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) han recomendado valores de 100 BqL-1 y 11,1 BqL-1, respectivamente, como nivel máximo de contaminación en los recursos hídricos20,21. Además, la OMS ha recomendado 0,1 mSv-1 como dosis efectiva anual inducida por la exposición al 222Rn en el agua potable22,23. La cuantificación de la radiactividad en el agua potable es vital para determinar el riesgo para la salud pública y el nivel de exposición de la población y las dosis efectivas anuales de radiación12,24. El agua embotellada se considera la principal fuente de agua potable en el mundo, particularmente en países con climas cálidos y secos3. En los últimos años, el agua embotellada contenida en polietileno en tereftalato de polietileno (PET) ha llamado gran atención y los países continúan produciendo agua embotellada en una aplicación a gran escala25. Por ejemplo, según el informe mundial sobre el agua, el consumo medio anual de los Emiratos Árabes Unidos (EAU) aumentó 260 litros por persona en 2006 Worldwater.org (http://www.worldwater.org/). Debido al hecho de que el consumo de agua embotellada ha aumentado en todo el mundo, el monitoreo continuo de la concentración de radón en el agua embotellada puede aliviar los problemas y preocupaciones sobre el suministro de agua. Recientemente, varios estudios se han centrado en los niveles de radón en diversas aguas potables, como el agua embotellada, las aguas subterráneas y las aguas superficiales en todo el mundo26,27,28,29,30. En el caso de Irán, algunos estudios se han centrado en la concentración de radón en los recursos hídricos, incluidos manantiales, pozos, Qanat y agua del grifo5. Sin embargo, hasta donde sabemos, no hay información disponible sobre la concentración de radón en el agua embotellada. Este estudio podría considerarse como el primer intento de monitorear exhaustivamente la concentración de radón en Irán y estimar la dosis efectiva anual mediante la técnica de estimulación Monte Carlo.

Este estudio transversal se realizó en 2019 para monitorear exhaustivamente la concentración de radón en el agua embotellada en el mercado iraní. Se recolectaron en diferentes áreas provinciales de Irán un total de 70 marcas diferentes de agua embotellada, en su mayoría consumida por el pueblo iraní. Las aguas embotelladas fueron trasladadas al laboratorio, cada botella de agua tenía un código específico. Las mediciones de radón se realizaron dos veces; inmediatamente después de la recolección de agua embotellada y tres meses después para determinar la descomposición del radón después de la producción. Se tuvo especial cuidado para evitar la exposición de muestras de agua en agua embotellada al aire y mantenida a 25 °C.

La concentración de 222Rn en el agua embotellada se midió mediante la técnica de modo lento y RTM 1688-2 (SARAD, Alemania) utilizando la extracción de gas radón de la solución31. Aquí se describe brevemente el procedimiento de medición del radón. Generalmente, la concentración de gas radón (222Rn) está determinada por los productos hijos de vida corta, generados por la desintegración del radón dentro de una cámara de medición. Además, la medición de la concentración de actividad del radón en la muestra de agua se basa en el estado de equilibrio entre las concentraciones de actividad del radón en el aire y en el agua que tiene lugar dentro de un sistema sellado después de un cierto tiempo (1 h). El matraz burbujeante que contenía 500 ml de agua embotellada a 25 °C se conectó al dispositivo RTM 1688-2. El matraz burbujeante permite la liberación de gas radón de la muestra de agua, que se dirige a un circuito cerrado. El volumen de aire liberado circula por el circuito mediante la bomba interna del monitor de radón. Inmediatamente después de la desintegración del radón, los núcleos restantes de Po-218 quedan cargados positivamente durante un breve período; algunos electrones de capa son dispersados por la partícula alfa emitida. Al mismo tiempo, el detector de semiconductores muestra los iones captados por la fuerza del campo eléctrico; La cantidad de iones Po-218 recolectados es proporcional a la concentración de gas radón dentro de la cámara. Generalmente, la actividad total del radón dentro del sistema se calcula como una constante durante el período de medición y la relación se puede establecer según la fórmula31:

siendo: A(Agua) = Actividad total de la muestra de agua antes de la desgasificación, A1 (Agua) = Actividad restante de la muestra de agua después de la desgasificación, A(Aire) = actividad en el volumen de aire.

Además, las concentraciones de radón se informaron con un intervalo de confianza del 95 % y BqL-1. Se midieron el pH y la conductividad para diferentes marcas de botellas.

La exposición a la concentración de radón en el agua potable durante un período prolongado contribuye a una mayor exposición a la dosis de radiación en el estómago9. La dosis efectiva promedio anual (Ed, mSvy−1) debida a la exposición al radón luego de la ingestión de agua embotellada rica en radón se estimó utilizando el procedimiento y la ecuación recomendados por UNSCEAR5,12:

donde Ac se refiere a la concentración de actividad del radón en muestras de agua embotellada (BqL-1), q representa la tasa de consumo diario (Ldía-1), Cf es el coeficiente de dosis (mSvBq-1) para diferentes grupos de edades y T es la ingestión. período (365 días).

Es importante señalar que no existen datos válidos y oficiales sobre la tasa de consumo de agua potable embotellada en Irán, por lo tanto, hemos adoptado los datos informados por el Comité Científico de las Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica16 para diferentes grupos: bebés (150 Lyr−1 ), niños (350 Lyr-1) y adultos (730 Lyr-1). El coeficiente de dosis (Cf) para cada grupo de edad se obtuvo de las “Normas Básicas Internacionales de Seguridad para la Protección contra las Radiaciones Ionizantes y para la Seguridad de las Fuentes de Radiación”32: Adultos (18 × 10−6 mSv/Bq−1) y Niños (35 × 10-6 mSvBq-1).

La incertidumbre y variabilidad de los parámetros considerados en la ecuación del índice de riesgo se calcularon con la técnica de simulación Monte-Carlo y 10.000 iteraciones en el software Oracle® Crystal Ball (versión 1.1.2.4.850). Esta técnica selecciona los valores de los parámetros en el rango especificado proporcional a la distribución de cada variable y luego calcula el nivel de riesgo. Este proceso se repite varias veces y calcula el promedio, mínimo, máximo, desviación estándar, diferentes valores percentiles y algunos otros índices estadísticos como resultado final. Estas repeticiones eliminan la incertidumbre y la variabilidad de los valores de los parámetros. Por lo tanto, los resultados son más confiables y más valiosos que los resultados obtenidos con valores constantes de los parámetros de entrada. Para determinar la contribución de las variables de entrada en el valor previsto del índice de riesgo, se realizó un análisis de sensibilidad. Por otro lado, el análisis de sensibilidad indicó en qué medida los factores influyentes pueden cambiar la variable respuesta, dosis efectiva anual, para diferentes grupos de edades.

Se recolectaron y analizaron un total de 70 marcas de agua embotellada que estaban disponibles comercialmente en el mercado de Irán y en diferentes provincias para determinar la concentración de 222Ra (BqL-1). La Tabla 1 presenta la concentración media de radón en muestras de agua embotellada recolectadas inmediatamente en el mercado de Irán y su concentración después de 3 meses de almacenamiento a 25 °C. Como se ve en la Tabla 1, la concentración de radón varía de 0,003 a 0,618 BqL-1. El valor de concentración más alto y más bajo de 222Rn se observó en los Códigos 35 y 49, respectivamente. Además, se calculó que el valor medio de la medición de radón en la etapa inicial era 0,040 BqL-1, que es mucho menor que los valores recomendados de 222Rn en el agua potable por la USEPA (11,1 BqL-1) y la OMS (10 BqL-1)33. ,34. Se calculó que la disminución de la concentración de 222Rn en muestras de agua embotellada almacenadas a temperatura ambiente en un plazo de 3 meses era de 0,001 a 0,593 BqL-1. En general, se midió que las concentraciones de 222Rn en todas las muestras de agua embotellada eran inferiores al nivel recomendado y son aceptables para el agua potable en Irán. Abojassim et al. investigó la concentración de radón en el agua embotellada en el mercado iraquí. Informaron que la concentración media de radón en el agua potable embotellada era de 0,11256 BqL-1 (0,0354-0,248 BqL-1)35. Además, Turhan et al. informaron que las concentraciones brutas promedio de radiactividad alfa y beta en agua embotellada en Turquía fueron 21 ± 5 m BqL-1 y 59 ± 12 mBqL-1, respectivamente2. En una revisión sistemática realizada en Irán, Keramati et al. informaron que las concentraciones de radón en el agua potable eran inferiores al valor guía excepto en los manantiales5, lo que concuerda con nuestro estudio. La menor solubilidad y el corto período de vida del radón conducen a la liberación de este gas radiactivo a la atmósfera desde el agua superficial. Ésta es la explicación más probable de la menor concentración de radón observada en el agua del grifo en comparación con el agua extraída de las profundidades36. Además, la Tabla S1 enumera el pH y la CE de las muestras de agua embotellada en la etapa inicial y la medición después de tres meses.

El cálculo de la dosis efectiva anual puede proporcionar una buena interpretación de los riesgos para la salud derivados de la exposición a un contaminante37. Las dosis efectivas anuales de radón en muestras de agua embotellada debido a la ingestión se calcularon para diferentes grupos de edades (es decir, bebés, niños y adultos) utilizando los parámetros presentados en la Tabla 2. La Figura 1a,b revela las dosis efectivas medias anuales de radón en agua embotellada consumida por iraníes de diferentes grupos de edades. La Figura 1a muestra la dosis efectiva anual correspondiente de radón en las muestras de agua embotellada en la etapa inmediata e inicial. Para los bebés, el valor de Ed varía de 1,57 × 10−5 a 3,20 × 10−3 mSvy−1 con un valor promedio de 2,15 × 10−4 mSvy−1. En el caso del grupo de edades de niños, se calculó que la Ed estaba en el rango de 3,64 × 10−5–7,50 × 10−3 mSvy−1 con un valor promedio de 4,90 × 10−4 mSvy−1. En cuanto al grupo de adultos, se estimó que la dosis efectiva anual estaba entre 3,94 × 10-5 y 8,10 × 10-3 mSvy-1 con un valor promedio de 5,30 × 10-4 mSv-1. Según estos resultados, se encontró que los grupos de educación para adultos eran los más altos, seguidos de los bebés y los niños. Por lo tanto, se considera que los adultos son el grupo de población más crítico para consumir agua embotellada en Irán. Como el coeficiente de conversión de dosis en bebés y niños es el doble que en el grupo de adultos, lo más probable es que la tasa de consumo anual de agua embotellada influya en el parámetro de mayor Ed en el grupo de adultos. Según los resultados obtenidos de la medición de radón en las marcas de agua embotellada estudiadas en la presente investigación, encontramos que toda la dosis efectiva anual de radón en diferentes grupos de edades es mucho menor que la dosis máxima anual de referencia recomendada por la OMS y UNSCEAR (0,1 mSvy- 1)22,23. Resultados similares con una Ed inferior a los límites normales del mundo (es decir, 1 mSv-1) se informaron anteriormente en estudios centrados en el radón en los recursos hídricos3,8,35.

Se calcularon las dosis efectivas anuales de radón en muestras de agua embotellada en la etapa inicial (a), y almacenada a 25 °C durante 3 meses (b).

Además, en la figura 1b se muestran las dosis efectivas anuales de radón en muestras de agua embotellada almacenadas a 25 °C durante tres meses. Como se muestra en la Fig. 1b, se calculó que la Ed para el grupo de edad de adultos estaba en el rango de 1,31 × 10−6–7,88 × 10−5 mSvy−1 con un valor promedio de 1,07 × 10−5 mSvy−1. En el caso del grupo de niños, los valores de Ed varían de 1,21 × 10−5 a 7,28 × 10−4 mSvy−1 con un valor promedio de 9,93 × 10−5 mSvy−1. En cuanto a los lactantes, se estimó que este valor estaba entre 5,24 × 10−6 y 3,14 × 10−4 mSvy−1 con un valor medio de 4,28 × 10−5 mSvy−1. Generalmente, la Ed estimada para la concentración de radón en muestras de agua embotellada almacenada es significativamente más baja que la de las muestras iniciales. En general, para la concentración de radón investigada en el agua embotellada, se puede concluir que el pueblo iraní no sufre ningún riesgo radiológico significativo debido a la exposición a la concentración de radón en las marcas de agua embotellada comúnmente observadas.

Se realizó un análisis de sensibilidad mediante simulación de Monte-Carlo para investigar cómo la variabilidad de los resultados se puede distribuir cuantitativamente entre diferentes fuentes de variabilidad en los insumos. Además, la técnica de simulación Monte-Carlo y el análisis de sensibilidad ayudan a las autoridades a comprender qué factores influyentes afectan más la dosis efectiva anual.

Los resultados de la evaluación de riesgos por ingestión de agua embotellada con radón muestran que en ambas mediciones (inicial y después del almacenamiento), la concentración de radón tiene la mayor contribución a la variación de este índice (ver Fig. 2). Como se ve en la Fig. 2, la contribución de las concentraciones de radón en la etapa inicial osciló entre 75,8 y 77,0%; Se estimó que estos valores eran del 50,0 al 50,9 % para muestras de agua embotellada almacenadas a una temperatura de 25 °C.

Análisis de sensibilidad y contribución de los parámetros que influyen en las dosis efectivas anuales de radón en agua embotellada. (a) (inicial), (b) (almacenado).

Esto resalta la importancia de la concentración de radón en la exposición al agua embotellada y a fuentes de agua ricas en radón. Por lo que este parámetro debe ser monitoreado continuamente por las autoridades y se sugieren medidas preventivas para tomar como prioridad la concentración de radón en las fuentes de agua.

El presente estudio representa uno de los primeros intentos de monitorear exhaustivamente la concentración de actividad del radón en el agua embotellada disponible en el mercado de Irán. Nuestras conclusiones se basan en la concentración de radón en 70 marcas de agua embotellada comunes consumidas por el pueblo iraní: (1) la concentración de radón medida en una muestra de agua embotellada (0,003–0,618 BqL-1) fue mucho más baja que los valores recomendados por la OMS y la UNCERP. (2) Se estimó que las dosis efectivas anuales de radón en el agua embotellada eran inferiores al valor recomendado por la OMS. (3) En general, se puede concluir que el pueblo iraní no sufre ningún riesgo radiológico significativo debido a la exposición a la concentración de radón en las marcas de agua embotellada comúnmente observadas. Sin embargo, el monitoreo continuo de las concentraciones de radón en diferentes fuentes puede ayudar a las autoridades a tomar medidas de mitigación para minimizar el riesgo para la salud. Además, la limitación del presente estudio puede describirse de manera que no existe una tasa oficial de consumo de agua embotellada en Irán; por lo tanto, se sugiere a las autoridades medir este valor para ayudar a determinar las dosis efectivas anuales definitivas de radón en el agua embotellada.

Los conjuntos de datos generados y analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

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Los autores agradecen el apoyo financiero brindado por el Adjunto de Investigación de la Universidad de Ciencias Médicas de Teherán, Teherán, Irán, como subvención número 35747. Los autores desean agradecer al personal del laboratorio de la Escuela de Salud Pública.

Departamento de Ingeniería de Salud Ambiental, Escuela de Salud Pública, Universidad de Ciencias Médicas de Teherán, Teherán, Irán

Mina Pourshabanian, Simin Nasseri, Ramin Nabizadeh Nodehi, Sara Sadat Hosseini y Amir Hossein Mahvi

Centro de Investigación de Residuos Sólidos, Instituto de Investigación Ambiental, Universidad de Ciencias Médicas de Teherán, Teherán, Irán

Mina Pourshabanian, Simin Nasseri, Ramin Nabizadeh Nodehi y Amir Hossein Mahvi

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MP: Redacción, Metodología, Investigación. SN: Metodología. RNN: Investigación, Análisis, SSH; Análisis experimental, AHM: Conceptualización, Supervisión.

Correspondencia a Amir Hossein Mahvi.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Pourshabanian, M., Nasseri, S., Nodehi, RN et al. Medición de radón y dosis efectiva independiente de la edad atribuida a la ingestión de agua embotellada en Irán: análisis de sensibilidad. Informe científico 13, 12717 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-39679-1

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Recibido: 19 de mayo de 2023

Aceptado: 28 de julio de 2023

Publicado: 05 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-39679-1

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