Cyfroteka.pl

klikaj i czytaj online

Cyfro
Czytomierz
00288 004483 12221579 na godz. na dobę w sumie
Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski - ebook/pdf
Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski - ebook/pdf
Autor: Liczba stron: 256
Wydawca: Uniwersytet Śląski Język publikacji: polski
ISBN: 978-8-3801-2783-8 Data wydania:
Lektor:
Kategoria: ebooki >> naukowe i akademickie >> geologia i geografia
Porównaj ceny (książka, ebook (-21%), audiobook).
Niniejsza praca została podzielona na trzy części. Część pierwsza obejmuje zagadnienia promieniotwórczości naturalnej w środowisku, przedstawia wybrane do badań radionuklidy oraz wprowadza pojęcie dawek promieniowania i sposoby ich obliczania.
Część druga monografii prezentuje techniki pomiarowe stosowane w spektrometrii jądrowej, takie jak: spektrometria α, spektrometria ciekłoscyntylacyjna, spektrometria γ oraz dodatkowo spektrometria mas. Omówiono tu testy nowej metody pomiarowej, wprowadzonej po raz pierwszy przez autorkę do badań polskich wód mineralnych, która polega na pomiarze izotopów α-promieniotwórczych w badanej próbie wody za pomocą dysku U/Ra i techniki spektrometrii α.
Część trzecią pracy stanowi opis wykonanych pomiarów stężeń izotopów radu i radonu w źródłach wód naturalnych uzdrowisk Sudetów i Karpat Zewnętrznych z zastosowaniem techniki ciekłoscyntylacyjnej. Dodatkowo dla interesującego geologicznie terenu Zespołu Uzdrowisk Świeradów – Czerniawa przeprowadzono pomiary izotopów uranu, zarówno w wodach podziemnych, jak i w skałach towarzyszących.
Prezentowane przez autorkę rezultaty badań mogą być wykorzystane w dydaktyce. Pokazano bowiem drogę całego procesu badawczego – od rozpoznania terenu i pobrania reprezentatywnej próby oraz jej zabezpieczenia, przez wybór właściwej techniki pomiarowej lub kilku technik, co determinuje sposób przygotowania próby w laboratorium do pomiaru, do matematycznej obróbki wyników i obliczenia stężenia aktywności, a w razie konieczności – dawki promieniowania wewnętrznego, jaką otrzymuje człowiek.
Znajdź podobne książki Ostatnio czytane w tej kategorii

Darmowy fragment publikacji:

Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski NR 2644 Beata Kozłowska Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego Katowice 2009 Redaktor serii: Fizyka Władysław Borgieł Recenzenci Karol Monkos Anna Pazdur Spis treści Wstęp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Promieniotwórczość naturalna w środowisku 1. Promieniotwórczość pierwiastków . . . . 1.1. Naturalne szeregi promieniotwórcze w przyrodzie 1.2. Równania Batemana dla rodzin izotopów 226Ra, 228Ra, 224Ra . 1.3. Równania Batemana dla rodziny izotopu 222Rn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Wybrane radionuklidy pochłaniane przez organizmy żywe . . . . . 2.1. Krótka charakterystyka badanych radionuklidów . . . . 2.1.1. Radon . . 2.1.2. Rad . 2.1.3. Uran . . . . . . 2.2. Zarys geochemii badanych radionuklidów w skorupie ziemskiej i w wo- . . . . . . . . . 2.3. Równowaga promieniotwórcza w środowisku naturalnym . dzie . . 2.2.1. Radon . . 2.2.2. Rad . 2.2.3. Uran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Dawki promieniowania . . 3.1. Rodzaje dawek promieniowania . 3.2. Roczne dawki efektywne 3.3. Efektywna dawka obciążająca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stosowane metody pomiarowe . 4. Spektrometria α . . . 4.1. Przygotowanie źródła α-spektrometrycznego . . 4.2. Pomiar promieniowania α z zastosowaniem detektora półprzewodniko- . wego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 17 18 22 29 32 32 32 33 34 36 36 39 41 43 45 45 47 48 54 54 60 6 Spis treści 5. Technika ciekłoscyntylacyjna . . 5.1. Przygotowanie próby do pomiaru . 5.2. Pomiar aktywności techniką ciekłoscyntylacyjną . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Spektrometria γ . . . 6.1. Przygotowanie próby do pomiaru . . 6.2. Pomiar promieniowania γ z zastosowaniem detektora półprzewodniko- . wego Ge(Li) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7. Technika spektrometrii mas . . . . . . . . . . . . . . . . . 8. Przegląd metod analitycznych oznaczania radionuklidów naturalnych w wo- . . . . dzie . 8.1. Radon . . 8.2. Rad . 8.3. Uran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9. Metody oznaczania radionuklidów naturalnych w wodzie stosowane w pracy . . . . . . . 9.1. Pobór prób w środowisku . . 9.2. Metody analityczne . 9.2.1. Oznaczanie 222Rn . . . 9.2.2. Oznaczanie 226,228Ra . . 9.2.3. Oznaczanie 234,235,238U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10. Poszukiwanie uproszczonej metody radiochemicznej pomiaru izotopów U . . . . . . . i Ra . . 10.1. Zastosowanie dysku U/Ra 10.2. Budowa dysku U/Ra . . 10.3. Otrzymywanie źródła α-spektrometrycznego na dysku U/Ra . 10.4. Kalibracja dysków U/Ra . 10.5. Test metody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Badania prowadzone w latach 1998—2007 11. Teren objęty badaniami własnymi . . . 11.1. Klasyfikacja wód podziemnych . . . 11.2. Wody podziemne Sudetów . 11.3. Wody podziemne Karpat . . . . 11.4. Tereny poboru i charakterystyka prób wody naturalnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12. Wyniki badań własnych . . . . . 12.1. Pobór prób . . 12.2. Ocena dokładności metod pomiarowych . 12.3. Stężenie aktywności pierwiastków promieniotwórczych w wodach źró- . dlanych Sudetów . . 12.3.1. Stężenia aktywności 222Rn, 226Ra, 228Ra . . 12.3.2. Izotopy 234U, 235U, 238U w wodach Zespołu Uzdrowisk Świe- . radów — Czerniawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 67 70 75 76 77 83 90 90 92 97 100 100 103 103 106 109 114 115 116 117 119 122 127 127 131 134 136 146 146 147 148 154 160 Spis treści . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . rowego . dlanych Karpat Zewnętrznych . 12.4.1. Stężenia aktywności 222Rn, 226Ra, 228Ra . . 12.6. Transfer radionuklidów w środowisku woda — skała . 12.4. Stężenie aktywności pierwiastków promieniotwórczych w wodach źró- . . 12.5. Korelacje pomiędzy badanymi radionuklidami szeregu uranowego i to- . . 12.6.1. Współczynnik transferu . . 12.6.2. Uzdrowisko Świeradów — Czerniawa jako typowy przykład . . 12.6.3. Naturalne radionuklidy 226Ra, 228Ra, 234U, 238U w skałach . . 12.6.4. Współczynniki transferu radu i uranu w środowisku skała — . 12.7. Równowaga promieniotwórcza radionuklidów w badanym środowisku . budowy geologicznej jednostek krystaliniku sudeckiego Sudetów i Karpat Zewnętrznych . woda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13. Roczne dawki efektywne od spożywanych radionuklidów . . . . . . . . 13.1. Zastosowanie wód podziemnych . . . 13.2. Obowiązujące w Polsce akty prawne . . 13.3. Klasyfikacja radonowych wód podziemnych . 13.4. Radonowe wody „lecznicze” na terenie Polski . 13.5. Roczne dawki efektywne od radonu i radu wchłanianych drogą pokar- . 13.6. Roczne dawki efektywne pochodzące od radonu wchłanianego drogą . . . 13.7. Roczne dawki efektywne pochodzące od uranu . 13.8. Roczne dawki efektywne pochodzące od spożywanej wody w Polsce . 13.9. Roczne dawki efektywne pochodzące od spożywanej wody w Europie . oddechową . mową . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14. Gromadzenie się radionuklidów w organizmie i rekomendowane limity dawek . . . . . 14.1. Limity dawek pochodzące od radonu . . . 14.2. Limity dawek pochodzące od radu . 14.3. Limity dawek pochodzące od uranu . . 14.4. Dozymetryczna (długoterminowa) interpretacja badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15. Podsumowanie . Literatura . Summary . Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 163 168 171 180 181 182 184 187 193 196 196 197 199 200 202 212 215 217 219 222 224 226 228 229 233 237 251 253 Wstęp –, SO4 W ostatnim dziesięcioleciu znacznie wzrosło spożycie wód mineralnych w Polsce. Fakt ten spowodował konieczność podjęcia poszukiwań nowych źró- deł wody dla celów spożywczych oraz leczniczych. Przydatność wód mineral- nych do celów konsumpcyjnych ocenia się na postawie zawartych w nich katio- 2–, Cl–), pomijając nów (Mg2+, Ca2+, Na+, K+, Li+, Se2+) i anionów (HCO3 całkowicie szeroko rozpowszechnione w środowisku naturalnym pierwiastki promieniotwórcze. Są one obecne zarówno w glebie i skałach, jak i w wodzie i powietrzu, a tym samym również w roślinach, ciele zwierząt i ludzi. Natu- ralnie występujące radionuklidy, obecne m.in. w wodzie, pochodzą głównie z trzech osobnych szeregów promieniotwórczych (235U, 238U i 232Th). Najdłużej tor 232Th z czasem połowicznego zaniku wy- życiowym pierwiastkiem jest noszącym 1,405 · 1010 lat. Protoplastą 232Th był niewystępujący już w przyro- dzie w stanie naturalnym uran 236U, którego czas połowicznego zaniku wynosi 2,342 · 107 lat. Drugim w kolejności najdłużej życiowym pierwiastkiem jest uran 238U (4,468 · 109 lat). Czas połowicznego rozpadu protoplasty trzeciego szeregu, promieniotwórczego uranu 235U, wynosi 7,038 · 108 lat. Wymienione szeregi promieniotwórcze są źródłem 12 pierwiastków, reprezentowanych przez 43 izotopy promieniotwórcze. Dodatkowo woda może zawierać, powstające w górnej atmosferze, radionuklidy kosmogenne, tj.: 3H, 7Be, 10Be, 14C, a także radioaktywny potas 40K, którego stężenie aktywności zawsze pozostaje w sta- łym stosunku (0,012 ) do potasu stabilnego 39K. Ponadto można w niej znaleźć rubid 87Rb, odkryty na drodze analizy widmowej pozostałości uzyskanych po odparowaniu pewnych wód mineralnych, a także samar 147Sm, którego najbogat- szym źródłem są piaski monacytowe. Izotopy radu, uranu oraz radon zajmują szczególne miejsce pod względem szkodliwości dla człowieka będąc, z wyjątkiem β-promieniotwórczego izotopu radu 228Ra, emiterami promieniowania α. Promieniowanie to charakteryzuje się wysoką jonizacją właściwą, a po przedostaniu się do organizmu ludzkiego może powodować poważne konsekwencje zdrowotne w postaci radiacyjnych 10 Wstęp tej pracy (K o z ł o w s k a i uszkodzeń komórek. Pomimo licznych publikacji na temat radonu, w tym kilku autorki in. 1999a, b; 2001; 2007b; P r z y - i in. 2002a, b; 2004b), z uwagi na znaczący udział, wynoszący około l i b s k i 50 średniej rocznej dawki efektywnej, izotop radonu 222Rn stał się także przedmiotem badań niniejszej monografii. W latach 1998—2007 autorka pro- wadziła badania jakości wód podziemnych pod względem występującej w nich promieniotwórczości naturalnej. Zakres pracy obejmował badania na obecność izotopów radu, radonu oraz monitoringowo izotopów uranu w podziemnych wodach mineralnych i leczniczych uzdrowisk Sudetów i Karpat Zewnętrznych (Fliszowych). Obszar południowej Polski wybrany został przez autorkę ze względu na bogactwo wód podziemnych spożywanych na co dzień przez mieszkańców i turystów, a także niejednokrotnie butelkowanych przemysłowo i rozprowadzanych na terenie całego kraju. Wyniki badań zostały przeanalizo- wane pod kątem zgodności z zaleceniami światowych organizacji międzynaro- dowych zajmujących się wpływem promieniotwórczości na zdrowie człowieka (m.in.: Environmental Protection Agency (EPA), International Commission on Radiological Protection (ICRP), National Academy of Sciences Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR), United Nations Scientific Committee on the Effect of Atomic Radiation (UNSCEAR)). Woda podziemna powstaje z opadu atmosferycznego, który infiltruje glebę i podłoże skalne. Ilość deszczu i śniegu, parowanie, czas utrzymywania się mro- zu oraz natura gleby mają wpływ na wody podziemne. Część wody deszczowej wyparowuje natychmiast lub przez transpirację, część infiltruje glebę i skały, a część unoszona jest rzekami do morza. Stężenia aktywności radionuklidów naturalnych w wodzie są związane ze stężeniami aktywności uranu (238U i 235U), toru (232Th) i ich produktów rozpadu w glebie oraz w otaczających skałach. Dzieje się tak dlatego, że wody podziemne, reagując z glebą i skałami, uwalniają część rozpuszczonych składników, w zależności od mineralogicznego i chemicznego składu gleby i skał, chemicznego składu wody, stopnia zwietrze- nia skał, warunków utleniająco-redukcyjnych (redox) oraz czasu przebywania wody w glebie i otaczającej skale. Naturalne radionuklidy oraz produkty ich rozpadu są transportowane z wodą podziemną i powierzchniową. W wyniku tego transferu radionuklidy mogą przeniknąć z wody źródlanej (stołowej, mineralnej), wody wodociągowej ze studni głębinowych oraz wody powierzchniowej ze strumieni i rzek do łańcucha pokarmowego, a więc także do organizmu człowieka. Narażenie zdrowia ludzi jest realne, ale stopień zagrożenia nie jest jednoznacznie określony. Jest to spowodowane brakiem wiedzy na temat stężenia aktywności radionuklidów w środowisku, a co za tym idzie — brakiem badań epidemiologicznych okre- ślających ryzyko zależne od spożywania radionuklidów z wodą pitną. Wchłonięty przez organizm 222Rn atakuje żołądek (National Research Council 1999). Do dawki efektywnej od wchłoniętego przez drogi pokarmowe radonu Wstęp 11 222Rn dochodzi jeszcze wdychany radon znajdujący się w powietrzu w po- mieszczeniach zamkniętych, który ze swej natury łatwo uwalnia się w trakcie użytkowania wody. Zainhalowane jądra 222Rn dołączają się do dawki wchłonię- tej przez płuca. Długożyciowe radionuklidy, takie jak: 234U, 238U, 226Ra, 228Ra, podwyższają dawkę, jaką otrzymują: nerki, wątroba, pęcherz moczowy, po- wierzchnia kości oraz szpik kostny (ICRP67 1993, ICRP69 1995). Oznaczanie pierwiastków promieniotwórczych w próbach środowiskowych wykonuje obecnie kilka ośrodków badawczych w Polsce, specjalizując się naj- częściej w pojedynczych izotopach. Badania takie wymagają wysokich kwali- fikacji analitycznych, specjalistycznej aparatury pomiarowej i wykonania cza- sochłonnej oraz pracochłonnej analizy radiochemicznej próby. Oznaczanie zawartości radu w próbach ciekłych prowadzi, oprócz Zakładu Fizyki Jądrowej i Jej Zastosowań (ZFJiJZ) Instytutu Fizyki Uniwersytetu Śląskiego w Katowi- cach, także Główny Instytut Górnictwa w Katowicach i Akademia Górni- czo-Hutnicza w Krakowie. Izotopy uranu w próbach stałych i ciekłych badane są w ZFJiJZ, w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, w Centralnym Laboratorium Ochrony Radiologicznej w Warszawie oraz na Uniwersytecie Gdańskim. Oznaczeniami radonu zajmuje się wiele ośrodków w Polsce, oprócz wymienionych m.in. Politechnika Łódzka w Łodzi i Akademia Me- dyczna w Białymstoku. Długożyciowe izotopy ołowiu 210Pb i polonu 210Po wy- stępujące w końcowej części szeregu uranowo-radowego są oznaczane w Pol- sce bardzo rzadko i nie były przez autorkę analizowane. Pojedyncze publikacje na temat ich zawartości w polskich wodach źródlanych (S k w a r z e c 2003) potwierdzają ich niewielki wkład w dawkę efektywną otrzymywaną przez lud- ność. Głównym celem niniejszej pracy było oznaczenie stężeń aktywności izoto- pów promieniotwórczych radu 226,228Ra, radonu 222Rn oraz monitoringowo, na wybranym terenie, izotopów uranu 234,235,238U w wodach podziemnych mineral- nych i leczniczych, by móc oszacować roczne i długoterminowe dawki efektyw- ne, jakie ludność terenów południowej Polski otrzymuje, spożywając te wody. Zamiarem autorki było również: — porównanie uzyskanych wyników dawek efektywnych otrzymywanych w trakcie spożywania wód podziemnych na badanym terenie z wytycznymi międzynarodowymi; — określenie stopnia korelacji pomiędzy badanymi radioizotopami w próbach wód podziemnych; — przeanalizowanie zawartości badanych izotopów w wodach podziemnych i skałach towarzyszących na wybranym terenie w celu oszacowania transferu radionuklidów pomiędzy różnymi elementami środowiska; — opracowanie i wprowadzenie nowej metody pomiarowej, usprawniającej ra- diochemiczną analizę prób, biorąc pod uwagę czasochłonność i ponoszone koszty. 12 Wstęp Niniejsza praca została podzielona na trzy części. Część pierwsza obejmuje zagadnienia promieniotwórczości naturalnej w środowisku, przedstawia wybra- ne do badań radionuklidy oraz wprowadza pojęcie dawek promieniowania i spo- soby ich obliczania. Część druga monografii prezentuje techniki pomiarowe stosowane w spek- trometrii jądrowej, takie jak: spektrometria α, spektrometria ciekłoscyntylacyj- na, spektrometria γ oraz dodatkowo spektrometria mas. Omówiono tu testy no- wej metody pomiarowej, wprowadzonej po raz pierwszy przez autorkę do badań polskich wód mineralnych, która polega na pomiarze izotopów α-promienio- twórczych w badanej próbie wody za pomocą dysku U/Ra i techniki spektrome- trii α. Metoda ta nie wymaga preparatyki radiochemicznej próby wody, co znacznie obniża czas i koszt analizy. Przystosowanie jej do badań różnych ro- dzajów wód podziemnych mogłoby sprawić, że stanie się konkurencyjną metodą badawczą dla drogich i czasochłonnych metod tradycyjnych. Część trzecia pracy to realizacja głównych jej celów. Obejmują one wykona- nie pomiarów stężeń izotopów radu i radonu w źródłach wód naturalnych uzdro- wisk Sudetów i Karpat Zewnętrznych z zastosowaniem techniki ciekłoscyntyla- cyjnej. Dodatkowo dla interesującego geologicznie terenu Zespołu Uzdrowisk Świeradów — Czerniawa przeprowadzono pomiary izotopów uranu, zarówno w wodach podziemnych, jak i w skałach towarzyszących. W tym celu po- służono się spektrometrią α oraz, dzięki uprzejmości naukowców laboratoriów badawczych IAEA (Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej) w Wiedniu, spektrometrią mas. Dla analizowanego terenu przedyskutowano współczynniki transmisji na granicy faz skała — woda. Ponadto określono stopień korelacji pomiędzy badanymi radioizotopami w próbach wód podziemnych. Obliczono także dawki promieniowania wewnętrznego, jakie otrzymuje organizm ludzki od radionuklidów, w tym radonu 222Rn, zawartych w wodzie źródlanej przezna- czonej do konsumpcji przez mieszkańców badanych terenów. Prezentowane przez autorkę rezultaty badań mogą być wykorzystane w dy- daktyce. Pokazano bowiem drogę całego procesu badawczego — od rozpozna- nia terenu i pobrania reprezentatywnej próby oraz jej zabezpieczenia, przez wy- bór właściwej techniki pomiarowej lub kilku technik, co determinuje sposób przygotowania próby w laboratorium do pomiaru, do matematycznej obróbki wyników i obliczenia stężenia aktywności, a w razie konieczności — dawki promieniowania wewnętrznego, jaką otrzymuje człowiek. Zagadnienie promieniotwórczości naturalnej wód mineralnych i źródlanych, a nawet wód powierzchniowych przeznaczonych do codziennego spożycia przez ludność, nie znajduje w naszym kraju właściwego zrozumienia ustawodawców, ograniczających zakres obowiązkowych badań do analiz chemicznych i bakte- riologii. Polskie przepisy (Rozporządzenie Ministerstwa Zdrowia 2002, 2004, 2006, 2007) w bardzo ograniczonym zakresie sygnalizują problem badania pro- mieniotwórczości w wodach lub całkowicie go pomijają. Przepisy krajów Unii Wstęp 13 Europejskiej poświęcają temu zagadnieniu znacznie więcej uwagi. Polskie ure- gulowania będą więc musiały zostać dostosowane do wymogów unijnych, a wyniki badań przedstawione w niniejszej pracy mogą stanowić podstawę ustalenia polskich norm w tym zakresie. Pragnę złożyć serdeczne podziękowania Panu prof. dr. hab. Wiktorowi Zipperowi, Kierownikowi Zakładu Fizyki Jądrowej i Jej Zastosowań Instytutu Fizyki Uniwersytetu Śląskiego, za umożliwienie mi realizacji niniejszej pracy, liczne dyskusje oraz wiele cennych uwag w trakcie jej wykonywania. Gorąco dziękuję Koleżankom i Kolegom — obecnym i byłym pracownikom ZFJiJZ — za pomoc w wyjazdach w teren w celu poboru prób do badań, w analizach radiochemicznych prób, w opracowaniu wyników, szczególnie zaś najbliższym współpracownikom — Panu mgr. Jerzemu Dordzie oraz Paniom dr Barbarze Kłos, dr Agnieszce Hetman i mgr Agacie Walencik. Jestem głęboko wdzięczna Panu dr. hab. Tadeuszowi Przylibskiemu z Labo- ratorium Hydrogeologicznego Zakładu Geologii i Wód Mineralnych Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej za długoletnią współpracę, wspólne wyjaz- dy w teren oraz liczne dyskusje nad wynikami badań do wspólnych publikacji naukowych. Składam również podziękowania pracownikom zakładów geologicznych i balneoleczniczych oraz pracownikom rozlewni wód mineralnych znajdujących się w uzdrowiskach Sudetów i Karpat Zewnętrznych za umożliwienie mi poboru i pomoc techniczną przy pobieraniu prób wód do badań. Serdecznie dziękuję Pani prof. dr hab. Annie Pazdur oraz Panu dr. hab. Ka- rolowi Monkosowi za cenne uwagi merytoryczne i redakcyjne, dzięki którym praca uzyskała ostateczny kształt. Szczególną wdzięczność chcę wyrazić najbliższej Rodzinie za cierpliwość i wsparcie podczas pisania przeze mnie niniejszej monografii. Beata Kozłowska A natural radioactivity of spring waters of health resorts in the south of Poland S u m m a r y The publication deals with the occurrence of 238U- and 232Th-series radionuclides in natural groundwater from the areas of the Polish parts of the Sudety and Karpaty Zewnętrzne Mountains so as to evaluate the annual and long-term effective doses caused by these radionuclides in drink- ing water. In order to be able to reduce radiation exposure and avoid high doses, it is important to examine the activity levels of natural radionuclides in groundwater. The activity concentrations of radon (222Rn), radium (226,228Ra) and also uranium (234,235,238U) in one chosen region, Świeradów — Czerniawa health resort, were repeatedly measured in 154 in- takes from 24 Sudety health resorts and 5 Karpaty Zewnętrzne health resorts. On the basis of the results, the correlations between investigated radionuclides were studied and the radiation exposure from drinking water to inhabitants and tourists was evaluated. In order to obtain accurate results and correct estimates of effective doses, particular attention was paid to the sampling of 222Rn and other radionuclides. Additionally, in Świeradów — Czerniawa health resort radium and uranium isotopes were studied in reservoir rocks infiltrated by underground water. The results allowed for the calculation of transmission coefficients in rock — to water environment. The results revealed that in Poland, the highest radioactivity in water may be found in the Sudety Mountains. The averaged activity concentrations of 222Rn observed ranged from 4,2 ±0,4 Bq/l to 1703 ±55 Bq/l. In the Karpaty Mountains, radon water was not found. The activity con- centrations of 222Rn were up to 50 ±5 Bq/l. The activity concentrations of 226Ra isotope studied in the same intakes were from 0,010 ±0,001 to 1,013 ±0,070 Bq/l for the Sudety spring waters, and of 228Ra from 0,03 ±0,01 to 0,534 ±0,110 Bq/l. For the Karpaty Mts. the observed activity con- centrations of 226Ra were lower, from 0,010 ±0,001 to 0,49 ±0,14 Bq/l, and for 228Ra from 0,018 ±0,004 to 0,40 ±0,24 Bq/l. The activity concentrations of 234,235,238U isotopes studied in 20 in- takes in the Świeradów — Czerniawa region were most frequently one magnitude lower than the 228Ra concentrations. A new method using U/Ra-discs produced by Sarad company was examined for the easier and less expensive determination of 234U and 238U simultaneously with 226Ra. Preliminary results show that the method may be used for low — and medium — mineralized water. In Poland, there is a population of people who permanently use natural spring water from private intakes for daily drinking and household requirements. This group may receive nearly half (25,6 mS/70y) of the collective long-term effective dose due to only radium isotopes presence in drinking water. It should be noted that other radionuclides may also contribute to this dose. The equivalent doses on bone surface, due to radium intake with drinking water, are one magnitude higher. This work constitutes the first complex study of the natural radioactivity in underground wa- ter environment in the Polish mountains. Beata Kozłowska Natürliche Radioaktivität der Quellgewässer in südpolnischen Kurorten Z u s a m m e n f a s s u n g Die vorliegende Publikation betrifft die Bedeutung von den in natürlichen Grundgewässern auf dem Gebiet der polnischen Sudeten und Karpaten auftretenden Radionukliden der Uran- und Thoriumumwandlungsreihe für die Abschätzung von jährlichen und langfristigen effektiven Strahlungsdosen, die von den Menschen samt dem Wasser eingenommen werden. Natürlicher Ra- dioaktivitätstand des Grundwassers muss geprüft werden, damit die Bevölkerung den erhöhten Effektivdosen nicht ausgesetzt ist. Die Aktivitätskonzentrationen von Radon (222Rn), Rad (226,228Ra) für ein ausgewähltes Gebiet des Kurortkomplexes Świeradów — Czerniawa, wie auch von Uran (234,235,238U) waren vielmals in 154 Wasserfassungen gemessen, die in 24 Kurorten in Sudeten und in 5 Kurorten in Außenkar- paten lokalisiert waren. Auf Grund der Ergebnisse wurden die Wechselbeziehung zwischen den einzelnen Radionukliden und die von den Menschen eingenommenen Radioaktivitätseffektivdo- sen berechnet. Die Grundwasserproben wurden nach den bei der Trinkwasserprobeentnahme gel- tenden Richtlinien entnommen. Die der Messung vom Radonisotop (222Rn) dienenden Proben mussten dabei besonders vorsichtig entnommen werden, denn das Radionuklid gasförmig ist. In dem ausgewählten Gebiet Świeradów — Czerniawa wurden zusätzlich die Aktivitätskonzentratio- nen von Uran- und Radisotopen in dem die Wasserfassungen umgebenden Reservoirgestein be- stimmt, was die Bestimmung von den Transmissionskoeffizienten an der Mediumsgrenze: Gestein — Wasser möglich machte. Es hat sich erwiesen, dass sich die radioaktivsten Wässer in Polen im Sudeten-Gebirge befin- den. Die Mittelaktivitätskonzentration von Radon schwankte zwischen 4,2 ±0,4 und 1703 ±55 Bq/l. In den Karpaten wurden keine Radonwässer festgestellt. Mittlere Werte der Radonaktivität erreichten nur 50 ±5 Bq/l, was diese Gewässer zur radonarmen Kategorie zählen lässt. In densel- ben Wasserfassungen wurden auch die Aktivitätskonzentrationen von Radisotopen bestimmt. In den in Sudeten auftretenden Grundwässern schwankte die Aktivitätskonzentration von 226Ra zwi- schen 0,010 ±0,001 und 1,013 ±0,070 Bq/l, dagegen die Aktivitätskonzentration von 228Ra zwi- schen 0,03 ±0,01 und 0,534 ±0,110 Bq/l. In den Karpaten waren diese Werte niedriger: für 226Ra von 0,010 ±0,001 bis 0,49 ±0,14 Bq/l, und für 228Ra ähnlich wie in den Sudeten von 0,018 ±0,004 bis 0,40 ±0,24 Bq/l. Für den Kurort Świeradów — Czerniawa hat man außerdem in 20 Wasser- entnahmen Uranisotope (234,235,238U) bestimmt. Ihre Aktivitätskonzentrationen waren meistens um eine Größeordnung niedriger als die Aktivitätskonzentrationen von Radisotopen. In der Suche nach einer zeitsparenden und billigeren Methode der Aktivitätskonzentrations- bestimmung von 234,238U und 226Ra hat man die durch die Firma Sarad hergestellten, mit Mangan- dioxid überzogenen U/Ra Platten getestet. Die Testergebnisse zeigen, dass diese Methode für niedrig- und mittelmineralisierte Wässer angewandt werden kann. 254 Zusammenfassung In Polen gibt es zahlreiche Haushalte, in denen natürliches Grundwasser täglich gebraucht wird. Der Maximalwert der mit den im Wasser enthaltenen Radisotopen belasteten effektiven Dose beträgt 25,6 mSv/70 Jahre, was einer Hälfte des Grenzwertes entspricht. In der Dose befin- den sich aber auch andere langlebige Radionuklide, die in den Organismus mit der Nahrung oder Luft aufgenommen werden. Die, mit den mit dem Wasser eingenommenen und auf die Knoch- enfläche einwirkenden Radisotopen äquivalenten Dosen sind über eine Größeordnung höher als die effektiven Belastungsdosen. Die vorliegende Arbeit ist die erste komplexe Monografie über natürliche Radioaktivität der Berggrundwässer. Redaktor Barbara Todos-Burny Projektant okładki Beata Zadrożny Redaktor techniczny Małgorzata Pleśniar Korektor Mirosława Żłobińska Copyright © 2009 by Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego Wszelkie prawa zastrzeżone ISSN 0208-6336 ISBN 978-83-226-1807-3 (wersja drukowana) ISBN 978-83-8012-783-8 (wersja elektroniczna) Wydawca Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego ul. Bankowa 12B, 40-007 Katowice www.wydawnictwo.us.edu.pl e-mail: wydawus@us.edu.pl Wydanie I. Ark. druk. 16,0. Ark. wyd. 18,5. Przekazano do łamania w listopadzie 2008 r. Podpisano do druku w styczniu 2009 r. Papier offset. kl. III, 90 g Cena 32 zł (+ VAT) Łamanie: Pracownia Składu Komputerowego Wydawnictwa Uniwersytetu Śląskiego Druk i oprawa: EXPOL, P. Rybiński, J. Dąbek, Spółka Jawna ul. Brzeska 4, 87-800 Włocławek
Pobierz darmowy fragment (pdf)

Gdzie kupić całą publikację:

Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski
Autor:

Opinie na temat publikacji:


Inne popularne pozycje z tej kategorii:


Czytaj również:


Prowadzisz stronę lub blog? Wstaw link do fragmentu tej książki i współpracuj z Cyfroteką: