Współczynniki transferu radu i uranu w środowisku skała —

W dokumencie Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski (Stron 189-195)

12. Wyniki badań własnych

12.6. Transfer radionuklidów w środowisku woda — skała

12.6.4. Współczynniki transferu radu i uranu w środowisku skała —

Stężenia aktywności izotopów 226Ra, 228Ra oraz TDS dla ujęć wód podziem-nych występujących w obszarze poboru próbek przedstawiono w tabeli 25, na-tomiast stężenia aktywności izotopów uranu — w tabeli 26. Wartości te zostały następnie przeliczone z jednostek [Bq/l] na [Bq/kg s.m.], uwzględniając całko-witą mineralizację TDS wody podziemnej.

W celu wyznaczenia współczynnika transferu skała — woda każdej wodzie podziemnej przyporządkowano skały zbiornikowe. Wody podziemne wraz z ich skałami zbiornikowymi zostały zestawione w tabeli 34.

Mając przyporządkowane grupy skał do wód podziemnych z poszczególnych ujęć, dla każdej z grup skał wyznaczono średnie stężenie aktywności izotopów

226Ra, 228Ra, 234U oraz 238U. Współczynnik transferu TF dla wód podziemnych z każdego ujęcia wodnego przedstawiono odpowiednio dla izotopów 226Ra,

228Ra, 234U i 238U w tabelach 35—38.

Otrzymane współczynniki transferu TF mają najczęściej wartości większe od jedności i zawierają się w zakresach: dla 226Ra od 1,1 ±0,1 do 26,5 ±1,9, dla

228Ra od 1,1 ±0,1 do 21,9 ±18,1, dla 234U od 0,02 ±0,01 do 14,7 ±3,0 oraz dla

238U od 0,05 ±0,01 do 6,9 ±1,5. Najwyższą wartość TF(226Ra) odnotowano dla ujęcia MCS-3 w Świeradowie-Zdroju. Skały sąsiadujące z tym ujęciem to

12. Wyniki badań własnych 187

Tabela 34.Wody podziemne wraz z przyporządkowanymi im skałami zbiornikowymi Miasto Ujęcie wody podziemnej Przyporządkowane skały według kodu prób

Sancta Maria leukogranity (kod próby: K2, K5) MCS 1

MCS 2

granitognejsy, leukogranity i gnejsy (kod próby: K1, K2, K5, K6, K7, K9, K10)

łupki łyszczykowe, kwarcyty, leukogranity (kod próby: K11, K12, K13, K15, K17) P 1 gnejsy (kod próby: K14, K16)

P 2 gnejsy i łupki łyszczykowe

(kod próby: K11, K12, K14, K15, K16)

leukogranity. Wartość najniższą TF(226Ra) otrzymano dla ujęcia Górne II w Świeradowie-Zdroju. Sąsiadujące skały to gnejsy oraz granitognejsy. Najwyż-szą wartość TF(228Ra) uzyskano również w przypadku ujęcia MCS-3 w Świera-dowie-Zdroju. Wartości najniższe TF(228Ra) otrzymano dla ujęć Górne II w Świeradowie-Zdroju oraz nr 4 w Czerniawie-Zdroju. Skały sąsiadujące z uję-ciem nr 4 to gnejsy oraz łupki łyszczykowe. W przypadku izotopów uranu naj-większy TF(234U) uzyskano dla wody z ujęcia 4P w Świeradowie-Zdroju, przepływającej przez gnejsy i granitognejsy. Najniższy TF(234U) odnotowano dla przenikania radionuklidów do wody z ujęcia P2 w Czerniawie-Zdroju.

W tym obszarze znajdują się gnejsy i łupki łyszczykowe. Największy TF(238U) odnotowano dla wody MCS-2 w Świeradowie-Zdroju płynącej przez gnejsy, granitognejsy oraz leukogranity, a najmniejszy — dla ujęcia 1A ze Świerado-wa-Zdroju w obrębie gnejsów i granitognejsów.

Jak wynika z uzyskanych rezultatów, na wielkość TF nie ma wpływu rodzaj skały zbiornikowej. Duże i małe wartości TF otrzymano dla różnych rodzajów skał, które charakteryzują się inną zawartością pierwiastków promieniotwórczych.

Największe stężenia aktywności226Ra w gnejsach i granitognejsach otaczających ujęcia Górne I, II, III, 1A, 2P, 4P nie znalazły odzwierciedlenia w wysokich TF, a wręcz przeciwnie — w przypadku tych ujęć współczynniki TF należały do niż-szych (tabela 35). Wartości228Ra dla wszystkich otaczających skał są dość podob-ne i wynoszą około 33 Bq/kg, natomiast wartości TF wahają się w szerokich

grani-188 Badania prowadzone w latach 1998—2007

12. Wyniki badań własnych 189

Tabela35.Zestawieniestężeńaktywności226Rawwodachpodziemnychorazskałachzbiornikowychwrazzwyznaczonymwspółczynnikiem transferu MiastoUjęciewodne

226Ra[Bq/l] woda

±226Ra [Bq/l] woda

226Ra [Bq/kgs.m.] woda

±226Ra [Bq/kgs.m.] woda

226Ra [Bq/kg] skała

±226Ra [Bq/kg] skała

TF (226Ra)±TF Świeradów- -ZdrójGórneI0,0450,00417315 71,5±0,9

2,40,2 GórneII0,0200,00278,17,51,10,1 GórneZbiorcze0,1030,010258253,60,4 1A0,810,22118631816,64,4 2P0,900,19454966,31,3 4P0,060,01173342,40,5 SanctaMaria0,0420,0027274545,5±1,116,01,1 MCS10,0300,00350947 59,6±0,78,50,8 MCS20,0290,002476378,00,6 MCS30,0660,005120782 45,5±1,1

26,51,9 MCS40,060,019849221,62,1 MCS50,040,0164513914,23,1 MCS60,0350,0025093511,20,8 MCS70,0390,0056677614,71,7 Czerniawa- -ZdrójNR10,030,0116356 34,6±0,84,71,6 NR40,900,20321739,32,1 P10,690,1859815444,5±1,413,43,5 P20,440,082073640,8±0,95,10,9

190 Badania prowadzone w latach 1998—2007

Tabela36.Zestawieniestężeńaktywności228Rawwodachpodziemnychorazskałachzbiornikowychwrazzwyznaczonymwspółczynnikiem transferu MiastoUjęciewodne

228Ra[Bq/l] woda

±228Ra [Bq/l] woda

228Ra [Bq/kgs.m.] woda

±228Ra [Bq/kgs.m.] woda

228Ra [Bq/kg] skała

±228Ra [Bq/kg] skała

TF (228Ra)±TF Świeradów- -ZdrójGórneI0,040,0213869 34,6±1,8

4,02,0 GórneII0,010,0139391,11,1 GórneZbiorcze0,070,03181785,22,3 1A0,300,0943913212,73,9 2P0,290,06146304,20,9 4P0,0200,00658181,70,5 SanctaMaria0,0110,0051829831,5±2,15,83,1 MCS10,0060,00417068 33,0±1,55,12,1 MCS2<0,03 MCS30,040,03690567 31,5±2,1

21,918,1 MCS40,0140,004164665,22,1 MCS50,0090,004161575,11,8 MCS60,0050,00276252,40,8 MCS70,0080,004167675,32,1 Czerniawa- -ZdrójNR10,030,0217487 31,5±1,85,52,8 NR40,110,023871,20,2 P10,530,114578733,5±2,113,62,7 P20,460,092174032,6±1,86,61,3

12. Wyniki badań własnych 191

Tabela37.Zestawieniestężeńaktywności234Uwwodachpodziemnychorazskałachzbiornikowychwrazzwyznaczonymwspółczynnikiemtrans- feru MiastoUjęciewodne

234U [mBq/l] woda

±234U [mBq/l] woda

234U [Bq/kgs.m.] woda

±234U [Bq/kgs.m.] woda

234U [Bq/kg] skała

±234U [Bq/kg] skała

TF (234U)±TF Świeradów- -ZdrójGórneI3,80,513,21,6 77±15

0,20,0 GórneII6,40,625,12,40,30,1 GórneZbiorcze2,80,47,21,00,090,02 1A4,30,76,31,00,080,02 2P<0,5 4P3902911308214,73,0 SanctaMaria15,51,42812646±46,10,8 MCS115,41,326123 69±143,80,9 MCS239,13,0620,348,09,02,0 MCS325,92,644744 46±4

9,71,3 MCS420,71,6340267,30,8 MCS521,01,8338307,30,9 MCS616,61,4282246,10,7 MCS721,61,9359327,81,0 Czerniawa- -ZdrójNR10,80,34,31,4 32±50,10,0 NR446,93,916,71,40,50,1 P193,46,981637±62,20,4 P21,50,40,70,236±70,020,01

192 Badania prowadzone w latach 1998—2007

Tabela38.Zestawieniestężeńaktywności238Uwwodachpodziemnychorazskałachzbiornikowychwrazzwyznaczonymwspółczynnikiemtrans- feru MiastoUjęciewodne

238U [mBq/l] woda

±238U [mBq/l] woda

238U [Bq/kgs.m.] woda

±238U [Bq/kgs.m.] woda

238U [Bq/kg] skała

±238U [Bq/kg] skała

TF (238U)±TF Świeradów- -ZdrójGórneI3,40,411,81,5 74±15

0,20,0 GórneII7,00,627,32,50,40,1 GórneZbiorcze2,80,47,31,00,10,02 1A2,40,53,50,70,050,01 2P<0,5 4P13310384295,21,1 SanctaMaria18,21,63322959±55,70,7 MCS111,31,019218 71±152,70,6 MCS230,82,4489396,91,5 MCS320,12,134736 59±5

5,90,8 MCS419,41,5318255,40,6 MCS519,01,7306275,20,6 MCS613,51,2229213,90,5 MCS720,31,8339315,80,7 Czerniawa- -ZdrójNR1<0,5 32±5 NR412,91,34,60,50,140,03 P121,51,818,71,635±50,50,1 P2<0,535±6

cach (tabela 36). W przypadku obu izotopów uranu sytuacja jest bardzo podobna.

Najwyższe koncentracje uranu otrzymano dla pierwszej grupy ujęć wodnych (ta-bela 37 i 38), natomiast wartości TF są tam bardzo zróżnicowane. Wielkość TF determinują zatem inne niż stopień promieniotwórczości skał czynniki.

Na wartość TF nie ma również wpływu sama wielkość całkowitej minerali-zacji wody TDS. Duże TF(226Ra) otrzymano na przykład dla niskozmineralizo-wanych wód ujęć Marii Curie-Skłodowskiej (MCS 1—7), a małe TF(226Ra) — w przypadku wysokozmineralizowanej wody z ujęcia P2 w Czerniawie-Zdroju.

Wydaje się, że w przypadku izotopu 226Ra istotny jest duży stopień korelacji (r = 0,6) pomiędzy wartościami TDS a stężeniami aktywności radionuklidu w ujęciach wód podziemnych. Jest to przyczyną otrzymania dużych wartości stężeń 226Ra na 1 kg suchej masy w wodach nawet o niskiej mineralizacji, co tym samym skutkuje wysokimi wartościami TF dla tych wód. W przypadku uranu sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Nikła korelacja dodatnia pomiędzy wartościami TDS a stężeniami 234U (r = 0,02) i nikła korelacja ujemna pomię-dzy TDS a 238U (r = –0,07) są powodem braku wymienionych efektów.

Innego uzasadnienia zróżnicowanych wartości TF można szukać, odwołując się do chemizmu wód podziemnych. Wody tego regionu bogate są najczęściej w naturalny dwutlenek węgla CO2. Ten dobrze rozpuszczalny gaz w krążącej wodzie ma wpływ na jej chemiczną agresywność w środowisku skalnym.

W efekcie od wód nasyconych CO2 można oczekiwać większej skłonności do wypłukiwania minerałów ze skał, w tym izotopów promieniotwórczych. Można przypuszczać, że niższe wartości współczynnika transferu odzwierciedlają mniejszą agresywność wód podziemnych w rozpuszczaniu skał.

Czynnikami wywierającymi wpływ na stopień wymywania izotopów ze skał mogą być ponadto: temperatura wody, głębokość krążenia czy mieszanie się wód różnych typów. Istotna jest także powierzchnia kontaktu woda — skała.

Większego transferu radionuklidów można oczekiwać w strefach spękań skał.

W dokumencie Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski (Stron 189-195)