TALAJMINTÁK RADIOAKTIVITÁSÁNAK VIZSGÁLATA PEST MEGYÉBEN

Átírás

1 TALAJMINTÁK RADIOAKTIVITÁSÁNAK VIZSGÁLATA PEST MEGYÉBEN SZABÓ KATALIN ZSUZSANNA KÖRNYEZETTUDOMÁNY SZAKOS HALLGATÓ Témavezetők: Szabó Csaba, ELTE TTK, Kőzettani és Geokémiai Tanszék, Litoszféra Fluidum Kutató Laboratórium Horváth Ákos, ELTE TTK, Atomfizikai Tanszék

2 Az előadás vázlata Bevezetés, célkitűzések A vizsgált terület és minták Alkalmazott vizsgálati módszerek Radonpotenciál meghatározás Eredmények Összefoglalás

3 Bevezetés Természetes radioaktivitás talaj/kőzet víz levegő Beltéri radon koncentráció előrejelzése nehéz, függ: az épület alatt fekvő geológiai képződmények az építkezés típusa a lakók életmódja az időjárás napszakos és évszakos változása RADONPOTENCIÁL

4 Radonpotenciál Németország talajgáz radonkoncentráció alapján kicsi (<10 kbq/m3) közepes ( kbq/m3) növekvő ( kbq/m3) nagy (>00 kbq/m3) permeábilitás radonpotenciál: 6 kategória Institute of Geology University of Bonn, 1998

5 Célok Pest megyei talajok természetes radioaktív elemtartalmának meghatározása 43 talajszelvény alapján uránkoncentráció térkép tóriumkoncentráció térkép káliumkoncentráció térkép Radioaktivitás geológiai eredetének vizsgálata Radonpotenciál meghatározása (Pest megye) radonkockázati térkép

6 A vizsgált talajminták Tanulmányozott minták: 1992-es mintavételezés 43 TIM (Talaj Információs Monitoring Rendszer) pont Pest megye területéről Talajszelvények 60 vagy max. 10 cm mélységig 118 db talajminta TIM szelvény talajmintái 43 db TIM pont Budapest

7 Vizsgálati módszerek Gamma spektroszkópia (HPGe detektor) U (226 Ra), 232 Th, 40 K koncentráció - A (Bq/kg) 238 U (226 Ra): 186 kev (radioaktív egyensúly U-Ra) 232 Th: 911 kev és 2614 kev 40 K: 1460 kev 238 Radonexhaláció mérése RAD7 radonmonitorral és radonkamrával radonkamra levegőjének radon-aktivitáskoncentrációja fajlagos radonexhaláció - E (1/s/kg) Exhalációs együttható (%) számítása: kijutás valószínűsége a mintából ε=e/a

8 Radonpotenciál meghatározás Talajgáz radonkoncentráció becslése Térfogattömeg (ρv) + sűrűség (ρ) porozitás 1-ρ/ρV=porozitás Fajlagos radonexhaláció + porozitás talajgáz radonkoncentráció Radonpotenciál meghatározása Talajgáz radon-aktivitáskoncentrációból Kemski et al. (2001) után kategorizálva kicsi (<10 kbq/m3) közepes ( kbq/m3) növekvő ( kbq/m3) nagy (>00 kbq/m3)

9 Eloszlás térképek Talajok Talajok232382KU Th tartalma tartalma tartalma Átlag: Átlag: Átlag: 82, m/m% ppm ± 12m/m% 8 ppm Tórium koncentráció 0-30 (ppm) Urán koncentráció 0-30 cm (ppm) Kálium koncentráció 0-30 cmcm (m/m%) E1413 E1313 S8113 E1213 I1913E1113 E113I113 I2213 I2113 I E0813 I2313 I2013 E I213 I213 I0813 E0713 I2613 S7613 I I4213 I4113 E1613 I2413 I I313 I313 I3413 I3413 I6013 I6013 I3313 I3313 I4613 I3113 I3213 I3213 I3613 I913 I913I3613 I6113 I6113 I713 I713 S7913 I813 I813 E0413 I6313 I6313 E Urán koncentráció cm(ppm) (ppm) Kálium koncentráció cm (m/m%) Tórium koncentráció cm E1413 E1413 E14 E1313 E1313 E13 S8113 S8113 S81 E1213 E1213 E12 E11 I1913 I1913 I19 E1113 E113 E1 I113 I1 I2213 I22 I2113 I21 I1413 I E0813 E0813 E08 I2313 I23 I2013 I20 E0213 E I213 I2 I0813 I0813 I08 E0713 E0713 E07 I2613 I26 S7613 S76 I4313 I I4213 I42 I4113 I4113 I41 E1613 E1613 E16 I2413 I24 I4913 I4913 I I3 I3413 I34I313 I6013 I60 I3313 I33 I4613 I46 I3113 I31I3213 I32 I36 I913 I9 I3613 I6113 I61 I713 I7 S7913 S79 I813 I8 E0413 E04 I6313 I63 E013 E0 I6713 I6713 I6713 I

10 Uránkoncentráció-földtani formáció függés Keleti rész: negyedidőszaki lösz, agyag és homok - 37 db TIM pont Nyugati rész: mezozoós dolomit, mészkő, kainozoós homokkő, és vulkáni kőzetek 6 db TIM pont homok n=18 Urán koncentráció (ppm) Turczi et al, , 8 6, 6, 4 4, 2 3 lösz n=16 1, 8 6 Budapest Minták száma Urán koncentráció földtani formáció függése

11 Uránkoncentráció-talajtípus függés TIM pontok száma a talajtípusokon: barna erdőtalajok: 22 csernozjom talajok: 14 homok: 3 egyéb: BET n=22 9 csernozjom n= , 6,, 4, 3, 2, 1, 0 Budapest Minták száma Uránkoncentráció talajtípus függése Urán koncentráció (ppm) AGROTOPO

12 Exhalációs együttható Exhalációs együttható talajtípus függése Exhalaciós együttható földtani formáció függése 14 homok n=18 20 lösz n=16 12 Minták száma csernozjom n= E013 Exhalációs együttható mélységfüggése E0713 E I4113 I913 I I4913 I I6313 I6713 S Mélység (cm) átlag teljes szelvény átlag össz Exhalációs együttható Exhalációs együttható Exhalációs együttható BET n= Minták száma 30

13 Pest megye radonpotenciál térképe 43 pont alapján < 10 kbq/m3 Kicsi kbq/m3 Közepes Mintavételi pont Becsült talajgáz radonkoncentráció 0-30cm: 3-73 kbq/m cm: 3-40 kbq/m Átlaguk (0-60cm) kategorizálása RADONPOTENCIÁL

14 Összefoglalás 43 szelvény 118 talajminta urán-, tórium- és kálium-tartalma átlagos urán-tartalom 2, ppm, a tórium-tartalom 4,9 ppm, kálium-tartalom 8 m/m% megfelelnek a talajokra jellemző U-, Th- és Kkoncentrációknak Talajmintáknak fajlagos radon-exhalációja átlagos értéke 3,7 1/s/kg megfelel a magyarországi talajok átlagos radon-exhalációjának U, Th és K izovonalas eloszlástérképek 2 különböző mélységközre: 0-30 és cm nincs különbség az átlagértékekben

15 Összefoglalás Az U, Th és K eloszlásában a földtani kategóriáknak (az alapkőzetnek) nagyobb hatása van, mint a talajtípusoknak Exhalációs együtthatók mélységfüggését 11 TIM pont esetében éles csökkenés volt tapasztalható 100 cm mélységben talajszerkezet Becsült talajgáz radon-aktivitáskoncentráció értékek meghatározása 0-60 cm-ben kockázati kategóriákba sorolása Pest megye radonpotenciál térkép Pest megye területén kis és közepes kockázatú területek találhatók

16 Köszönöm a figyelmet! Köszönettel tartozom Témavezetőimnek: Horváth Ákosnak és Szabó Csabának Csorba Ottónak Bakacsi Zsófiának (TAKI) Pásztor Lászlónak (TAKI) Szabó Józsefnek (TAKI) Családomnak LRG valamennyi tagjának

17

18 Talajgáz radon-koncentrációjának becslése p (porozitás) = Vpórus /Vösszes ρ (térfogattömeg) = tömeg/vösszes ρsz (sűrűség) = tömeg/(vösszes -Vpórus ) ρ/ρsz = m/vösszes (Vösszes -Vpórus )/m = (Vösszes -Vpórus )/Vösszes 1-Vpórus /Vösszes = 1-p p = 1-(ρ/ρsz ) ε = E/m A = E = ε m A/Vpórus = E/Vpórus = E/m m/vpórus ε m/p Vösszes = ε ρ/p = ctalajgáz

19 Radonpotenciál USA geológia radioaktivitás (légi gamma) talaj tulajdonságok (permeábilitás, nedvességtartalom) beltéri radonkoncentráció épület típus kicsi (<74 Bq/m3) közepes ( Bq/m3) nagy (>148 Bq/m3) US Geological Survey

20 Légi radiometriai felmérés Tyhomirov, TIM pont esik erre a területre: található 0-2 ppm-es területen 9 található 2-4 ppm-es területen 2 található 4-6 ppm-es területen Budapest Átlagos urántartalom a hazai talajokban (UNSCEAR 2000) 238 U: 1-6 ppm Átlag: 2,3 ppm