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
Az előadás vázlata Bevezetés, célkitűzések A vizsgált terület és minták Alkalmazott vizsgálati módszerek Radonpotenciál meghatározás Eredmények Összefoglalás
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
Radonpotenciál Németország talajgáz radonkoncentráció alapján kicsi (<10 kbq/m3) közepes (10-100 kbq/m3) növekvő (100-00 kbq/m3) nagy (>00 kbq/m3) permeábilitás radonpotenciál: 6 kategória Institute of Geology University of Bonn, 1998
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
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 300000 TIM szelvény talajmintái 43 db TIM pont 280000 260000 240000 Budapest 220000 200000 180000 640000 660000 680000 700000 720000
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
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 (10-100 kbq/m3) növekvő (100-00 kbq/m3) nagy (>00 kbq/m3)
Eloszlás térképek Talajok Talajok232382KU Th tartalma tartalma tartalma Átlag: Átlag: Átlag: 82, m/m% ppm ± 12m/m% 8 ppm 300000 280000 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 I1413 260000 E0813 I2313 I2013 E0213 240000 I213 I213 I0813 E0713 I2613 S7613 I4313 220000 I4213 I4113 E1613 I2413 I4913 200000 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 E013 14 7 2.1 213 6. 1.9 612 1.8. 1.7 11 1.6 10 1. 4. 9 1.4 1.3 4 8 1.2 3. 7 1.1 3 1 6 0.9 2. 0.8 2 0.7 4 0.6 1. 3 0. 1 0.4 2 0. 0.3 1 0.2 0 300000 300000 280000 280000 Urán koncentráció 30-60 cm(ppm) (ppm) Kálium koncentráció 30-6030-60 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 I14 260000 260000 E0813 E0813 E08 I2313 I23 I2013 I20 E0213 E02 240000 240000 I213 I2 I0813 I0813 I08 E0713 E0713 E07 I2613 I26 S7613 S76 I4313 I43 220000 220000 I4213 I42 I4113 I4113 I41 E1613 E1613 E16 I2413 I24 I4913 I4913 I49 200000 200000 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 I67 180000 620000 2.1 7 14 2 6. 13 1.9 6 1.8 12 1.7. 11 1.6 1. 10 4. 1.4 9 1.3 4 8 1.2 3. 1.1 7 3 1 6 0.9 2. 0.8 2 0.7 4 1. 0.6 3 1 0. 0.4 2 0. 0.3 01 0.2 180000 180000 640000 660000 680000 700000 700000 720000 720000 740000 740000 620000 620000 640000 640000 660000 660000 680000 700000 720000 740000
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 16 14 12 10 8 6 4 2 0 homok n=18 Urán koncentráció (ppm) Turczi et al, 200 9 7, 8 6, 6, 4 4, 2 3 lösz n=16 1, 8 6 Budapest Minták száma Urán koncentráció földtani formáció függése
Uránkoncentráció-talajtípus függés TIM pontok száma a talajtípusokon: barna erdőtalajok: 22 csernozjom talajok: 14 homok: 3 egyéb: 4 1 12 BET n=22 9 csernozjom n=14 6 3 7, 6,, 4, 3, 2, 1, 0 Budapest Minták száma Uránkoncentráció talajtípus függése Urán koncentráció (ppm) AGROTOPO
Exhalációs együttható Exhalációs együttható talajtípus függése Exhalaciós együttható földtani formáció függése 14 homok n=18 20 lösz n=16 12 Minták száma 2 1 10 csernozjom n=14 8 6 4 2 E013 Exhalációs együttható mélységfüggése E0713 E1613 1 I4113 I913 I4313 1 I4913 I813 01 I6313 I6713 S7913 001 0 20 40 60 80 100 Mélység (cm) 120 140 160 átlag teljes szelvény átlag össz 6 6 2 48 44 4 36 32 28 24 2 16 12 04 77 7 63 6 49 42 3 28 21 Exhalációs együttható Exhalációs együttható Exhalációs együttható 14 08 0 07 BET n=22 10 0 Minták száma 30
Pest megye radonpotenciál térképe 43 pont alapján < 10 kbq/m3 Kicsi 10-100 kbq/m3 Közepes Mintavételi pont 300000 Becsült talajgáz radonkoncentráció 0-30cm: 3-73 kbq/m3 30-60cm: 3-40 kbq/m3 280000 260000 Átlaguk (0-60cm) kategorizálása 240000 220000 RADONPOTENCIÁL 200000 180000 620000 640000 660000 680000 700000 720000 740000
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 30-60 cm nincs különbség az átlagértékekben
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
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
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
Radonpotenciál USA geológia radioaktivitás (légi gamma) talaj tulajdonságok (permeábilitás, nedvességtartalom) beltéri radonkoncentráció épület típus kicsi (<74 Bq/m3) közepes (74-148 Bq/m3) nagy (>148 Bq/m3) US Geological Survey
Légi radiometriai felmérés Tyhomirov, 196-66 16 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