WPŁYW JAKOŚCI GAZU ZIEMNEGO NA STĘŻENIE RADONU W MIESZKANIACH

Danuta MICKIEWICZ-WICHŁACZ: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Oddzial w Poznaniu, Zakład Badania Zanieczyszczeń Środowiska

Andrzej PAWUŁA: Uniwersytet im.A.Mickiewicza w Poznaniu, Instytut Geologii

Materiały Konferencyjne Polskiego Towarzystwa Badań Radiacyjnych im. Marii Skłodowskiej-Curie                                                          Zakopane, 22 - 26 września 1997

    Badania statystyczne nad źródłami radonu w atmosferze wewnątrz budynków mieszkalnych wykazały dominujacą rolę podłoża gruntowego [Tabela 1]. W mniejszym stopniu za stężenie radonu w budynkach odpowiedzialne są materiały budowlane i powietrze atmosferyczne na zewnątrz budynku. Spalany w gospodarstwach domowych gaz ziemny, według danych komitetu naukowego ONZ [8], zajmuje dalszą pozycję w tej statystyce.

Tabela 1. Źródła radonu w powietrzu wewnątrz budynku (statystycznie reprezentacyjnego), przy założeniu wymiany powietrza co godzinę [4]

Źródło radonu

% udzialu

podłoże gruntowe

77,9

materiały budowlane

12,0

powietrze atmosferyczne (zewnętrzne)

9,3

woda

0,2

gaz naturalny (ziemny)

0,6

Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. UNSCEAR, New York, 1988.

    Należy jednak uwzględnić zmienność składu chemicznego gazu ziemnego i jego radioaktywności. W zależności od typu złoża, w gospodarstwach domowych spalany jest albo czysty gaz wysokometanowy albo t.zw. gaz zaazotowany, który obok azotu zawiera często siarkowodór, tlenki węgla, związki rtęci oraz elementy radioaktywne.  Przykładem gazu ziemnego o niskich parametrach jakościowych jest gaz ze złóż wielkopolskich. Gaz ze złoża Tarchały, koło Odolanowa, zawiera tylko 55,73% metanu, natomiast aż 43,51% azotu i 0,45% helu [5]. W złożu Niemierzyce-Piekary-Strzepin, na SW od Poznania, skład gazu jest w przybliżeniu następujący - metan 80%, azot 18%, hel 0,14% i CO2 0,05%. W jednostkach masy zawartość helu wynosi około 0,25 g/Nm3. Ponadto w gazie ziemnym występują pary rtęci i rtęć metaliczna w ilościach od 0,045 do 0,23 mg/Nm3. rtęć jest wprawdzie usuwana w procesie technologicznym, ale występują przypadki użytkowania gazu nieoczyszczonego.

    Gaz ziemny "zaazotowany" obok zanieczyszczeń chemicznych może wykazywać podwyższony poziom radioaktywności, występują w nim bowiem radionuklidy ciężkie pochodzenia geologicznego. Wskaźnikiem zagrożenia radiologicznego wydaje się być zawartość helu, bowiem hel He-4 jest produktem przemian promieniotwórczych typu alfa. W warunkach naturalnych hel He-4 powstaje w następujących typach rozpadów promieniotwórczych:

U-238 ÷  Pb-206 + 8 He-4

U-235  ÷  Pb-207 + 7 He-4

Th-232  ÷  Pb-208 + 6 He-4

Sm-147  ÷   Nd-143 + 1 He-4

    Dla kilku złóż gazu z zachodniej Wielkopolski uzyskano następujące wyniki radioaktywności i stężenia helu [5]:

Tabela 2. Analizy radioaktywności gazu ziemnego

złoże

gazu ziemnego

ogólna aktywność beta [*]

Bq/Nm3

ogólna aktywność gamma [*]

Bq/Nm3

koncentracja radonu [**]

Bq/Nm3

zawartość helu

[*] [***]

% obj.

Buk

7,018

32 090

?

0,1606

Steszew

1,01

9 138

107,3

0,012

Szewce

?

6240

96,2

?

Niemierzyce -

Piekary - Strzepin

 

?

 

5 886

 

170,2

 

0,14

[*] IMGW, Zakład Badania Zanieczyszczeń Środowiska, Poznań

[**] PHZ, Zakład Radiobiologii i Ochrony Radiologicznej, Warszawa

[***] ZZGNiG, Laboratorium, Zielona Góra

    Dla porównania w złożu gazu ziemnego Brant-Onondage w Kanadzie (Ontario), przy zawartości helu od 0,25 do 0,33 % obj. stwierdzono stężenie radonu w przedziale od 4.810 do 29.600 Bq/Nm3 [1].  Z powyższego wynika, że nawet przy umiarkowanych stężeniach helu można oczekiwac w gazie ziemnym wysokich koncentracji radonu.

    Mimo iż w budynkach mieszkalnych, woda i gaz ziemny stanowia generalnie podrzedne źródła emisji radonu to w pewnych warunkach te wlasnie źródła moga powodowac niebezpieczny poziom jego stężenia. według danych komitetu naukowego ONZ do spraw skutków radioaktywności [7], stężenie radonu w mieszkaniach zależy od funkcji pomieszczenia. Na przykład w powietrzu pomieszczeń kuchennych stwierdzano koncentracje do 8.500 Bq/m3 , w łazienkach do 3.000 Bq/m3, natomiast maksymalne stężenia radonu w pokojach mieszkanych wynosiły do 200 Bq/m3.

    Z przedstawionych danych wynika, że wysokie koncentracje radonu i jego pochodnych w powietrzu budynków mieszkalnych, zależą od jakości mediów i sposobu ich użytkowania. Wprowadzanie do mieszkań gazu o podwyższonej radioaktywności jest skażeniem sztucznym. Tak więc należy skorygować pogląd, że dawka promieniowania jonizujacego ze źródel naturalnych, jest zjawiskiem naturalnym.

    W odniesieniu do gazu ziemnego "zaazotowanego", ze względu na zagrożenie toksyczne i wybuchowe, należałoby wykluczyć jego dystrybucję poprzez osiedlową sieć gazową i wykorzystywać ten gaz w turbinach gazowych do produkcji energii elektrycznej. Takie działanie powinno przyczynić się do obniżenia dawki promieniowania jonizującego w środowisku człowieka.

    Według kryterium radiobiologicznego koncentracja radonu-222 w powietrzu nie powinna przekraczać 10-6 Ci/dm3, czyli 37 Bq/Nm3 [2]. Tymczasem nowo wprowadzona norma [9] 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. Przyjęta norma wydaje się być zbyt tolerancyjną, zwłaszcza że radionuklidy z szeregu uranowo-radowego mają silne działanie kancerogenne i zaliczane są do pierwiastków osteoporowych o działaniu kumulatywnym.

Bibliografia

1. Faul H.:Nuclear Geology, J. Wiley & Sons, New York, 1954

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

3.Niewiadomski T., Waligórski M.: Radon jako społeczny problem zdrowotny. BJiOR, Biul. Infor. Nr 23, P.A.A., 1995.

4.Pachocki K.: Radon w środowisku. Fund. Ekologia i Zdrowie, Warszawa, 1995

5.Pawuła A.: Wstępne badania radioaktywności gazu ziemnego ze złóż zachodniej Wielkopolski. Przegl. komunalny, nr 2 (53), 1996.

6.Protas A., Skoczylas J.: Rozwój poszukiwń ropy naftowej i gazu ziemnego w Wielkopolsce. ZPNiG Piła - UAM Poznań, 1993.

7.UNSCEAR, Radiation, Doses, Effects, Risks. United Nations Environment Programme, 1985.

8.UNSCEAR, Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. New York, 1988.

9.Zarządzenie Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki z dnia 31 marca 1988 r. w sprawie dawek granicznych promieniowania jonizującego i wskaźników pochodnych określających zagrożenie promieniowaniem jonizującym (nowelizacja 1995) [M.P. Nr. 14, poz.124, 1988 oraz M.P. Nr 35, poz.419, 1995]

[Temat finansowany z programu badawczego Phare, umowa PL 9209/95/04.02.1/120]

_________________________________________________

Tekst artykulu w edytorze WORD:  radon2.doc
Adres do korespondencji: pawula@main.amu.edu.pl