radon1

Polskie Towarzystwo Badañ Radiacyjnych
im. Marii Sk³odowskiej-Curie
XVII Szko³a Jesienna - Zakopane 22 - 26. 09. 1997: „Radon - wystêpowanie i konsekwencje”
_____________________________________________________________________________________________
PRZYCZYNEK DO GEOLOGII RADONU
Andrzej Pawuła
Uniwersytet im. A. Mickiewicza w Poznaniu, Instytut Geologii
Radon Rn-222 jako gaz szlachetny zajmuje szczególne miejsce w naturalnym szeregu
promieniotwórczym uranu U-238. Uran i jego pochodne są pochodzenia geologicznego
i dlatego w rozważaniach nad występowaniem radonu w środowisku należy uwzględniać,
nie tylko zagadnienie koncentracji w skałach uranu i radu, prekursorów radonu, ale także
procesy geologiczne, które decydują o migracji i depozycji tych radionuklidów. Szczególnie
interesujące są obserwacje czasowych zmian koncentracji radonu, towarzyszące aktywności
sejsmicznej i deformacjom tektonicznym. Pośród procesów hipergenicznych, z uwagi na
dobrą rozpuszczalność radonu w wodzie, istotne znaczenie odgrywa także wodna migracja
radonu w systemach geohydraulicznych [4].
Rozpowszechniony jest pogląd, że wysokie koncentracje radonu występują w
regionach o podłożu granitowym. Sugeruje się więc, że odpowiedzialnym za anomalie
radonowe są skały magmowe podłoża. Wyjaśnienia prawdziwości takiego poglądu należy
poszukiwać w ocenie procesu mineralizacji uranowej. W przypadku Dolnego Śląska,
superpozycja mapy skał podłoża, występowania złóż uranu i stref promieniowania gamma o
natężeniu ponad 8 R/h, wskazuje na związek podwyższonej radioaktywności podłoża z
występowaniem okruszcowania uranowego i skał magmowych [5]. Jednak porównanie
zawartości uranu i radu w różnych rodzajach skał [Tabela 1] wskazuje, że granit a zwłaszcza
bazalt charakteryzują się niskimi koncentracjami tych radionuklidów a więc nie są
bezpośrednim źródłem anomalnie wysokich stężeń radonu.
Tabela 1. Koncentracje uranu i radu w skałach
Rodzaj skały
[*]
[**]
U [g/t]
[*]
Piaski
0,45
Gliny
1,8
Wapienie
2,2
Granity
3
Bazalty
1
Fosforyty
100 - 200
max. 650
Polański A., Smulikowski K.: Geochemia. W.G. Warszawa, 1969
GUS, Ochrona Środowiska, Warszawa, 1994
Ra-226 [Bq/kg]
[**]
1 - 27
77 - 124,1
27,8
59,2
11,4
490
analiza PZH (1997)
Z załączonego zestawienia wynika, że wielokrotnie większe koncentracje uranu występują
w przypadku fosforytów, których genezę wiąże się z penetracją gazów i wód pomagmowych w
-2strefie kontaktowej intruzji magmowych. Uran pochodzi bądź z pomagmowych roztworów
hydrotermalnych, przenikających masywy skalne, bądź z roztworów hipergenicznych,
zawierających produkty wietrzenia, w tym jony uranu i toru. Obserwuje się brak powinowactwa
krystalochemicznego pomiędzy uranem i torem a głównymi pierwiastkami skałotwórczymi, co
ujawnia się pojawianiem w utworach magmowych niezależnych minerałów uranu i toru. Większa
część uranu rozmieszczona jest na powierzchni ziarn minerałów skałotwórczych oraz wzdłuż
szczelin skalnych.
Na rolę czynnika endogenicznego w kształtowaniu się anomalii radonowych
wskazują aureole radonowe wokół złóż węglowodorów oraz obserwacje zmian parametrów
fizycznych podłoża w strefie zaburzeń sejsmicznych. Według badań geofizycznych [2],
w okresie wyprzedzającym trzęsienie ziemi, wraz ze wzrostem naprężeń oraz pojawieniem się
szczelin, obserwuje się przypływ wód z głębokiego podłoża oraz wzrost koncentracji radonu.
Zewnętrznym śladem działania czynnika endogenicznego są dyslokacje tektoniczne.
Obserwacje satelitarne powierzchni Ziemi umożliwiają rejestrację tych odkształceń w formie
fotolineamentów [Rys.1].
Rys.1. Szkic neotektoniczny Karpat i Zapadliska Podkarpackiego
1-2. fotolineamenty odpowiadające uskokom i anomaliom geofizycznym, wyznaczone na zdjęciach LANDSTAT
3. uskoki w podłożu Karpat
4.brzeg nasunięcia
5. izolinie współczesnych ruchów pionowych litosfery
6. względne tendencje ruchów neotektonicznych
[W.Zuchiewicz: Ewolucja i strukturalne założenia sieci rzecznej Karpat..., Problemy młodszego neogenu i
eoplejstocenu w Polsce. Ossolineum, Wrocław, 1987]
-3Badania występowania radonu w atmosferze, przeprowadzone na obszarze południowowschodniej Polski wykazały, że w 5% z 300 badanych mieszkań stężenie radonu
przekraczało poziom 200 Bq/m3 [1][3]. Należy przypuszczać, że na wysokie stężenie radonu
ma wpływ usytuowanie budynku w stosunku do szczelin uskokowych podłoża.
Czynnikiem wtórnym, wobec podstawowego czynnika tektonicznego i złożowego, który
ma wpływ na formowanie się anomalii radonowych w podłożu, jest system krążenia wód
podziemnych. Ponieważ ukształtowanie powierzchni terenu ma wpływ na kierunki filtracji
pionowej, dlatego w strefie elewacji terenowych występuje na ogół zjawisko descencji wód
pochodzenia atmosferycznego i wody podziemne wykazują mniejsze stężenia radonu,
natomiast w strefie obniżeń, kotlin śródgórskich i dolin rzecznych, ujawnia się zjawisko
ascencji wód z głębszego podłoża, które cechują się podwyższonymi stężeniami radonu.
Zjawiskami towarzyszącymi eksfiltracji wód z głębokiego podłoża jest termalizm i
mineralizacja tych wód.
Rolę czynników geologicznych w kształtowaniu się potencjału radonowego w obrębie
zabudowań mieszkalnych, ilustruje załączony schematyczny blokdiagram [Rys.2] - efekt
programu badawczego: "Georadon 8080, U.S. Geological Survey" [6].
Rys. 2. Blokdiagram ilustrujący zagrożenie radonowe w środowisku [6]
Low Radon
Potentiel
High
Radon Potentiel
Medium
Radon Potentiel
Glacial
Deposits
Cours
Soil
Granite
Limestone
Fault
Cave
Higt Radon Potentiel
Medium Radon Potentiel
Low Radon Potentiel
Glacial Deposits
Cours Soil
Limestone
Cave
Granite
Fault
- wysoki potencjał radonowy
- średni potencjał radonowy
- niski potencjał radonowy
- osady polodowcowe
- warstwa gleby
- wapień
- jaskinia (kras)
- granit
- uskok (szczelina,intruzja)
-4Z przeprowadzonych badań wynika, że potencjał radonowy, definiowany jako względne
stężenie radonu, nie zależy od rodzaju skał podłoża, zależy natomiast od sąsiedztwa uskoków
tektonicznych i szczelin skalnych oraz osadzonych w nich minerałów wtórnych. W strefie
przypowierzchniowej potencjał radonowy zależy także od ukształtowania powierzchni terenu
i systemu krążenia wód podziemnych.
Bibliografia:
1. Niewiadomski T., Waligórski M.: Radon jako społeczny problem zdrowotny, BJiOR, Nr 23,
PAA, 1995.
2. Gibowicz S.J.: Czy można przewidywać trzęsienia ziemi? WiŻ, Nr 9, 1994
3. Pachocki K.: Radon w środowisku. Fund.Ekologia i Zdrowie, Warszawa, 1995.
4. Pawuła A.: Contribution à l'explication des anomalies du radon Rn-222 dans le milieu
naturel. Seminaire Subatech, Laboratoire de Physique Subatomique et des Technologies
Associées, Ecole des Mines de Nantes, 1997.
5. Przylibski T.A.: Występowanie i znaczenie radonu w środowisku naturalnym Dolnego
Śląska. Ochrona Środowiska, Nr 1 (52), 1994.
6. U.S. Geological Survey: Radon Potentiel, The Geology of Radon, 1995
_____________________________________________________
Adres do korespondencji: [email protected]
Adres strony bibliograficznej: http://main.amu.edu.pl/~pawula