Zależność stężeń radonu od warunków geologiczno-górniczych na terenie Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Radon, promieniotwórczy gaz szlachetny, może być przyczyną zwiększonego ryzyka zachorowań na raka płuc i górnych dróg oddechowych. Stężenia tego gazu w budynkach mieszkalnych nierzadko osiągają wartości znacznie przekraczające dopuszczalny limit, czyli 200 Bq/m3. W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu stwierdzenie, czy w obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) występują rejony o podwyższonym potencjale radonowym oraz wskazanie zależności między poziomem stężeń radonu a lokalnymi warunkami geologicznymi i działalnością górniczą. W czasie realizacji badań wykonano ponad 900 długoterminowych (trwających do 6 miesięcy) pomiarów stężeń radonu w budynkach mieszkalnych usytuowanych na całym obszarze GZW. Podstawową metodą pomiarową była metoda pasywna pomiarów radonu z wykorzystaniem detektorów śladowych cząstek alfa. Ponadto prowadzono wstępne krótkoterminowe pomiary stężenia tego gazu za pomocą detektorów z węgla aktywnego. W celu dokładniejszego wyjaśnienia mechanizmów wpływających na migrację i przenikanie radonu do budynków wykonano pomiary stężenia radonu w powietrzu glebowym i jego ekshalacji z gleby. Budowę warstwy przypowierzchniowej w wybranych miejscach, charakteryzujących się podwyższonym potencjałem radonowym określono na podstawie badań geofizycznych (elektrooporowych). Wyniki badań oraz analiza danych geologicznych i górniczych pozwoliła na stwierdzenie, że średnie stężenie radonu w budynkach na obszarze GZW wynosi 46 Bq/m3, istnieje jednak zależność stężeń tego gazu od regionalnych i lokalnych warunków geologicznych. Niskie koncentracje radonu stwierdzono w obszarze występowania ilastych osadów miocenu, czyli w południowej i zachodniej części GZW. Wyższy poziom radonu obserwowano w obszarze pozbawionym izolującej warstwy iłów trzeciorzędowych. Najwyższe stężenia radonu występują w obrębie triasowych niecek (rys. 1 i 2). Stwierdzono, że utworami szczególnie sprzyjającymi migracji i ekshalacji radonu są dolomity kruszconośne, tworzące rozległe wychodnie na powierzchni. Na podstawie pomiarów terenowych, laboratoryjnych, opracowano schemat migracji i ekshalacji radonu z wychodni różnych utworów geologicznych (rys. 5). Analiza wyników pomiarów na tle działalności górniczej wskazała na istnienie związków między eksploatacją rud i węgla kamiennego a poziomem koncentracji radonu w budynkach. Bezpośrednią przyczyną występowania podwyższonych stężeń radonu w budynkach są rozluźnienia skał i gruntów oraz naruszenia budynków, ułatwiające wnikanie gazów do ich wnętrz. W obszarach intensywnej działalności górniczej, a przede wszystkim w rejonach nakładania się wpływów płytkiej i głębokiej eksploatacji węgla i rud, poziom stężeń radonu w budynkach znacznie przekracza wartości średnie dla GZW (rys. 4). Współczesny rozwój procesów krasowych, wywołanych przez wpływy eksploatacji górniczej zarówno dawnej, jak i współczesnej, jest zjawiskiem dodatkowo ułatwiającym migrację gazów. Procesy fizyczne i chemiczne powodujące odnowienie krasu, szczególnie intensywnie zachodzą w środowisku skał węglanowych. Stwierdzono, że w obrębie miast Piekary Śląskie i Jaworzno lokalne warunki geologiczne i górnicze szczególnie sprzyjają migracji i ekshalacji radonu.

Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka