Andrzej PAWUŁA

WSTĘPNE BADANIA RADIOAKTYWNOŚCI GAZU ZIEMNEGO ZE ZŁÓŻ ZACHODNIEJ WIELKOPOLSKI

Przegląd Komunalny, 1996, 2 (53), 9 - 10

PROBLEM RADIOAKTYWNOŚCI GAZU ZIEMNEGO

Badania radioaktywności złóż gazu ziemnego, występujacych w okolicach Poznańia w piaskowcach czerwonego spągowca (sakson) pod szczelną pokrywą soli cechsztyńskich [Rys. 1], zostały podjęte przy okazji rutynowych opracowań ekologicznych. Wykonane analizy ogólnej aktywności beta i gamma oraz zawartości radonu dały wynik pozytywny [Tabele 1 i 2]. Przyjęto hipotezę, że radionuklidy występujące w gazie ziemnym mogą być odpowiedziałne za wysoką dawkę promieniowania jonizującego w budynkach mieszkalnych. Dane statystyczne wykazują bowiem, że  około 60% efektywnego równoważnika dawki promieniowania pochodzi z promieniowania radonu i promieniowania gamma wewnątrz budynków. Średni efektywny równoważnik dawki otrzymywany przez statystycznego mieszkańca Polski wynosił w 1992 roku 3,6 mSv */ [1].

Porównanie otrzymywanej dawki promieniowania z danymi z końca lat 50-tych, gdy dawka ze źródeł naturalnych wynosiła 0,8 - 1,8 mSv/rok, wskazuje na alarmujący wzrost promieniowania jonizującego w ciągu ostatnich 30 lat. Problem jest tym bardziej istotny, że wysoka od wielu lat dawka promieniowania jonizującego przekracza maksymalnie dopuszczalną dawkę genetyczną, określoną przez Międzynarodową Komisję Ochrony Radiologicznej (CIPR) na 50 mSv/30 lat, czyli średnio 1,67 mSv/rok [2].

Według kryterium radiobiologicznego koncentracja radonu-222 nie może przekraczać 10-6 mCi**/ na litr powietrza, czyli 37 Bq/Nm3 ***/ [3]. Tymczasem nowo wprowadzona norma [4] ustala dopuszczalną zawartość radonu w powietrzu, wewnątrz budynków na poziomie 200 Bq/Nm3 oraz dopuszcza w starych budynkach i na okres przejściowy do 1 stycznia 1998 r. w nowobudowanych domach, stężenie radonu 400 Bq/Nm3 [5]. Przyjęta norma wydaje się być zbyt tolerancyjna, zwłaszcza że radionuklidy z szeregu uranowo-radowego [Tabela 3] zaliczane są do pierwiastków osteoporowych o działaniu kumulatywnym. Badania statystyczne wykazują ponadto korelacje między podwyższonymi stężeniami radonu a zachorowalnością na białaczką [6].

Radionuklidy z szeregów uranowo-radowego i torowego są pochodzenia geologicznego, dlatego nazywa się je radionuklidami naturalnymi. Większość z nich, w tym także radon, cechuje się promieniowaniem korpuskularnym alfa, którego produktem ubocznym jest hel. Udział promieniowania jonizującego że źródeł naturalnych w równowaznej dawce promieniowania jest znacznie wyższy niż skażeń ze źródeł sztucznych. Nie należy sądzic, że koncentracja radionuklidów naturalnych w środowisku człowieka jest zjawiskiem naturalnym. Należy zdać sobie sprawę, że wzrost skażeń promieniotwórczych ze źródeł naturalnych wynika w dużej mierze z działalności gospodarczej. Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem wzrostu promieniowania jonizującego w środowisku człowieka jest intensywna eksploatacja złóż surowców mineralnych i energetycznych, w tym także złóż gazu ziemnego.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1. Mapa ropo- i gazonośności permu w zachodniej Wielkopolsce (wg. K.Dyjaczyńskiego i T. Żolnierczuka)

Legenda:

1 - zasięg utworów saksonu                          2 - spąg osadów cechsztynu (głębokość w metrach)

3 - ekrany litologiczne złóż                             4 - złoża gazu w saksonie

5 - złoża gazu w wapieniu cechsztynskim    6 - złoża ropy w dolomicie głównym

źródło: A.Protas, J.Skoczylas: Rozwój poszukiwań ropy naftowej i gazu ziemnego w Wielkopolsce. ZPNiG Pila - UAM Poznań, 1993.

Tabela 1. Analizy radioaktywności gazu ziemnego

Złoże gazu ziemnego

Zawartość helu    [% obj.]

Koncentracja radonu [Bq/Nm3]

Ogólna aktywność gamma [Bq/Nm3]

Ogólna aktywność beta [Bq/Nm3]

Buk SE

0,1606 [1]

?

32 090 [2]

7,018 [2]

Steszew

0,012 [2]

107,3 [3]

9 138 [2]

1,01[2]

Szewce

?

96,2 [3]

6240 [2]

?

Niemierzyce (gaz zbiorczy)

 

170,2 [3]

5 886 [2]

?

Brant-Onondage [Ontario-Kanada]

 

4 810  -  29 600 [4]

?

?

Panhadle [Teksas - USA]

 

370  -  25 900 [4]

?

?

Tabela 2. Analizy radioaktywności wody złożowej

Złoże gazu  ziemnego

Koncentracja radonu [Bq/m3]

Ogólna aktywność gamma [Bq/m3]

Ogólna aktywność beta [Bq/m3]

Buk SE

?

163 600 [2]

29 430 [2]

Stęszew

4 162 [3]

127 600 [2]

80 200 [2]

Szewce

9 803 [3]

229 400 [2]

68 530 [2]

Niemierzyce

3 189 [3]

172 400 [2]

236 070 [2]

Strzepin

6 382 [3]

96 500 [2]

90 470 [2]

Piekary

19 423 [3]

229 900 [2]

332 820 [2]

źródło danych:

[1] Zielonogórski Zakład Górnictwa Nafty i Gazu, Laboratorium, analiza nr 89/94

[2] Zakład Badania Zanieczyszczenia Środowiska IMGW w Poznaniu, analizy z 1995 r.

[3] Zakład Ochrony Radiologicznej i Radiobiologii PZH w Warszawie, analizy z 1995 r.

[4] A.Polański: Geochemia izotopów, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 1961 r.

Tabela 3. Radioizotopy naturalne: szereg uranowo - radowy

Izotop

Rodzaj przemiany

Energia rozpadu [MeV]

Okres półrozpadu

U -238                   Uran I

alfa

4,15 - 4,20

4,47× 109 lat

Th-234                  Tor

beta, gamma

0,10 - 0,20

24,1 dni

Pa-234                   Protaktyn

beta, gamma

2 - 3

1,17 min

U -234                   Uran II

alfa

4,72 - 4,78

2,45× 105 lat

Th-230                  Tor

alfa , (gamma )

4,62 - 4,69

7,54× 104 lat

Ra-226                   Rad

alfa , (gamma )

4,60 - 4,78

1,622× 103 lat

Rn-222                 Radon

alfa

5,49

3,82 dni

Po-218                   Polon

alfa

6

3,11 min

Pb-214                   Ołów

beta, gamma

0,67 - 0,72 - 1,02

26,8 min

Bi-214                    Bizmut

beta

3,27 - 1,54 - 1,50

19,9 min

Po-214                   Polon

alfa

7,69

1,64 × 10 -4 s

Pb-210                   Ołów

beta

0,02 - 0,06

22,3 lat

Bi-210                    Bizmut

beta

1,16

5,01 dni

Po-210                  Polon

alfa , (gamma )

5,30

138 dni

Pb-206                   Ołów    

trwały

Tabela 4. Radioizotopy naturalne: szereg torowy

Izotop

Rodzaj przemiany

Okres półrozpadu

Th-232               Tor

alfa

1,39× 1010 lat

Ra-228                Rad

beta

6,7 lat

Ac-228               Aktyn

beta, gamma

6,13 godz

Th-228                Tor

alfa

1,9 lat

Ra-224                 Rad

alfa, gamma

3,64 dni

Rn-220                Radon

alfa

54,5 s

Po-216                 Polon

alfa

0,158 s

Pb-212                 Ołów

beta, gamma

10,6 godz

Bi-212                  Bizmut

alfa , beta

60,5 min

Po-212                 Polon

alfa

3× 10 -7 s

Pb-208                 Ołów  

trwaly

HIPOTEZY I WNIOSKI

Bibliografia

[1] Ochrona Środowiska, Dział 6. Promieniowanie jonizujące. Hałas. G.U.S., Warszawa, 1994.

[2] Z.Szepke: Problemy promieniotwórczych skażeń otoczenia i skażeń wewnętrznych. Postępy Techniki Jądrowej, Seria: Ochrona przed promieniowaniem, nr 33 (248), 1965.

[3] M.Haissinsky: Chemia jądrowa i jej zastosowanie. PWN, Warszawa, 1959, (str.454)

[4] Zarządzenie Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki z dnia 31 marca 1988 (znowelizowane w 1995 r.)

[5] T.Niewiadomski, M.Waligórski: Radon jako społeczny problem zdrowotny. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna. Biul.Inf. nr 23, P.A.A., Warszawa, 1995.

[6] J.Denis-Lempereur: Radon et leucemies, nouveaux soupcons. Science & Vie, 1993, No 914, 28-35.

[7] A.Protas, J.Skoczylas: Rozwój poszukiwań ropy naftowej i gazu ziemnego w Wielkopolsce. ZPNiG Piła - UAM Poznań, 1993.

[8] J.Pokorski: Mapy paleotektoniczne czerwonego spągowca w Polsce. Kwartalnik Geologiczny, z.32, nr 1.

[9] M.Laakkonen, P.Kurikka (Simens Oy, Helsinki, Finland): Combined Cycle Systems. Vuosaari B turns up the heat in Helsinki. MPS Modern Power Systems, March 1995, England.

________________________________________

Tekst artykulu w edytorze WORD:  abrys4.doc

Adres do korespondencji: pawula@main.amu.edu.pl