Radon-koncentráció dinamikájának és forrásának vizsgálata a budapesti Pálvölgyi-barlangban * UNIV. BUDAPESTINENSIS DE EÖTVÖS NOM. * FACULTAS SCI. NAT. Nagy Hedvig Éva Környezeti földtudomány program, II. évfolyam Témavezetők: Szabó Csaba Horváth Ákos
Bevezetés Kiemelkedően nagy radon-koncentráció barlangokban barlangászokat ért dózis radon mint radioaktív nyomjelző (Hakl et al., 1997, Duenas et al., 1999, Kávási et al., 2010) Radon mérések a Pál-völgyi-barlangban Célok: meghatározni a radon-koncentráció időfüggését és forrását
Vizsgált terület Szépvölgyi Mészkő Formáció Budai Márga Formáció 1. karsztosodó kőzetek (triász, eocén); 2. vízzáró üledéksor (oligocén); 3. kavicsos üledék (felső miocén-pliocén); 4. mésztufa (felső miocén-pliocén); 5. mésztufa (pleisztocén); 6. folyami üledék (kora-holocén); 7. karsztforrás; 8. jelentős barlang (Sásdi, 1992).
Mintavétel Hosszú távú radonkoncentráció monitorozásra a 2. mérési pontot jelöltük ki
Minták Fúrásból vett agyagos kitöltés (2. pont: 125 cm, 5. pont: 200 cm mélységből) Agyagos kitöltés a felszínről nedves szitálás szeparált szemcsék a 0,250-0,125 mm-es frakcióból vékonycsiszolat Kitöltés pórusainak radonkoncentrációja (mintavételi szonda) vízminták
Vizsgált paraméterek 222 Rn-koncentráció a levegőben 222 Rn-koncentráció a barlangi üledék pórusaiban Oldott 222 Rn-koncentráció vízben 222 Rn, 220 Rn exhaláció 226 Ra, 232 Th és 40 K tartalom Hőmérséklet Páratartalom Légnyomás Barlangi üledék összetétele Helyszíni mérések
Radon-koncentráció időfüggése Mérés ideje 2009.10.27-2011.02.22 Radon-koncentráció barlangokra jellemző szezonális váltakozása
Korreláció analízis Rn (Bq/m3) RPress (mbar) RHum (%) RTemp ( C) IPress. (hpa) IHum (%) ITemp. ( C) OPress. (hpa) OHum (%) OTemp. ( C) Rn (Bq/m3) RPress (mbar) -0.025 RHum (%) 0.201-0.058 RTemp ( C) 0.580-0.114-0.061 IPress. (hpa) -0.096 0.993-0.068-0.204 IHum (%) 0.200-0.030 0.224 0.029-0.039 ITemp. ( C) 0.354-0.077-0.458 0.675-0.059 0.231 OPress. (hpa) -0.061 0.896-0.129-0.204 0.984-0.119-0.140 OHum (%) -0.239-0.143 0.086-0.023-0.113 0.255-0.269-0.195 OTemp. ( C) 0.762-0.037 0.192 0.693-0.151 0.521 0.765-0.089-0.451 RPress RHum RTemp IPress IHum ITemp OPress OHum OTemp Barlangon belül, bejárattól távol (radon monitor által mért értékek) Barlangon belül, bejárathoz közel Barlangon kívül
Radon-koncentráció térbeli eloszlása
Minta Fizikai vizsgálatok/1 Talajokban lévő radionuklid koncentrációk világátlaga (Unscear, 2008): 226 Ra: 32 Bq/kg 226 Ra (Bq/kg) 232 Th: 45 Bq/kg 232 Th (Bq/kg) 40 K: 412 Bq/kg 40 K (Bq/kg) Radon exhaláció : 222 Rn (Bq/kg) mészkő: <0.5 Bq/kg kalcit: <0.4 Bq/kg 220 Rn (Bq/kg) 2. Pont 26.9±3.6 21.3±1.3 239.3±8.0 1.6 1.0 mészkő 3. Pont 25.7±3.7 22.3±1.3 264.5±8.6 1.9 0.6 5/1. pont 37±4.5 30.8±1.7 386.1±11.3 1.9 2.4 5/2. pont 35.1±4.1 29.9±1.4 276.2±8.4 5.4 3.1 márga 6. Pont 31.6±3.7 25.8±1.4 315.3±9.1 11.9 1.6
Minta Minta Fizikai vizsgálatok/2 Fúrásból vett agyagos kitöltés radon fajlagos és 40 toron K, 226 Ra exhalációjának és 232 Th meghatározása aktivitásának meghatározása 2. és 5. mérési pont, mészkő 2. pont 0-40 cm 40-100 cm 100-125 cm K-40 Ra-226 Th-232 40 K aktivitás (Bq/kg) 0 100 200 300 400 0 20 40 60 80 226 Ra, 232 Th aktivitás (Bq/kg) 5. pont 40 K aktivitás (Bq/kg) 0 100 200 300 400 0-10 cm 10-30 cm 30-145 cm 145-180 cm 180-200 cm K-40 Ra-226 Th-232 0 20 40 60 80 226 Ra, 232 Th aktivitás (Bq/kg)
Radon-koncentráció (Bq/l) Csepegő vizek oldott radontartalma Beszivárgó vizek radonkoncentrációja Mintavétel ideje: 2010. 02.26., 2011. 02.22, 2011.04.08. 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 2010.02.26 2011.02.22 2011.04.08
Barlangi üledék pórusaiban lévő levegő radon-koncentrációja
Irányított röntgen pordiffrakciós vizsgálat alapján az üledék főleg kvarcból, kaolinitből, dolomitból, helyenként aragonitból és 10 Å-ös rétegszilikátokból áll. Agyagos kitöltés összetételének vizsgálata kvarc Al, Fe, Mg, Ti vas Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat alapján kalcit, kvarc, pirit, agyagásványok, Fe-, Mn-, Al-,Ti-oxid található az üledékben. bakteriopirit kvarc pirit
Összefoglalás/1 Radon-koncentráció időfüggése A radon-koncentráció évi átlagos értéke 1884±85 Bq/m 3 volt a vizsgált barlangban
Összefoglalás/2 Radon-koncentráció dinamikája A barlangi üledék radioaktív izotóptartalma átlagos talajokra jellemző értékeket mutat. A barlangi üledékből vett minták közül a Budai Márgának van a legnagyobb radon exhalációja. Ezzel összhangban, az ugyanabban az időben történt mérések során a barlang Budai Márgába nyúló szakaszán a radonkoncentráció értéke kétszerese volt a Szépvölgyi Mészkőben található szakaszon mért érteknek. Az eredmények alapján a Budai Márga és a Budai Márgából származó agyagos kitöltés erősebb radonforrásnak tekinthető.
Szakmai tevékenység 2010/2011 Konferenciákon való részvétel: VII. Kárpát-medencei Környezettudományi Konferencia, 2011. 03. 24-27, Kolozsvár, előadás magyar nyelven XLII. Ifjú Szakemberek Ankétja, 2011. 03. 25-26, Győr, előadás magyar nyelven, Magyarhoni Földtani Társulat Különdíja XIII. Bányászati, Kohászati és Földtani Konferencia, 2011.03.31-04.03, Gyergyószentmiklós, előadás magyar nyelven VI. Radon Fórum, 2011.05.16-17, Veszprém, előadás angol nyelven Elfogadott absztrakt: XI. Isotope Workshop, 4-8. 07. 2011, Budapest Rövidkurzuson való részvétel Isotope Geology by Ladislav Palinkas (University of Zagreb), April 11-15, 2011, Budapest Oktatási tevékenység 2010/2011 őszi félév: Sugárzások Fizikája Laboratóriumi Gyakorlatok 2010/2011 tavaszi félév: Környezetfizikai Módszerek Laboratóriumi Gyakorlat
Szakmai tevékenység 2010/2011 Konferencia kiadvány Nagy, H.É., Szabó, Cs., Horváth, Á. (2011) Radonkoncentráció dinamikájának és forrásának vizsgálata a budapesti Pál-völgyi-barlangban, VII. Kárpát-medencei Környezettudományi Konferencia, 114-118, ISSN 1842-9815 Völgyesi, P., Nagy H. É., Szabó Cs. (2011) Közép-magyarország egyes településein használt építőanyagok radiometriai és környezetgeokémiai vizsgálata, VII. Kárpát-medencei Környezettudományi Konferencia, 119-123, ISSN 1842-9815 Nagy, H.É., Szabó, Cs., Horváth, Á., Kiss, A. (2011) A radon-koncentráció dinamikájának és forrásainak vizsgálata a budapesti Pál-völgyi-barlangban, XIII. Bányászati, Kohászati és Földtani Konferencia, 238-241, ISSN 1842-9440 Publikáció Nagy, H.É., Breitner, D., Horváth, Á. & Szabó, Cs. (2011) Study of a passive radon mitigation process and indoor radon concentration s time dependence after mitigation. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 6, 143 149.
Köszönetnyilvánítás Munkám során nyújtott segítségéért köszönettel tartozom: Kiss Attilának, Farkas Izabellának, Szabó Ábelnek, Völgyesi Péternek, Szabó Zsuzsannának, Kármán Krisztinának, Hatvani Istvánnak, Csorba Ottónak, Breitner Dánielnek, Barossné Szőnyi Angélának és az LRG minden tagjának.
Köszönöm a figyelmet!