Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Identification of hazards for water environment in the Upper Silesian Coal Basin caused by the discharge of salt mine water containing particularly harmful substances and radionuclides

Bondaruk J., Janson E., Wysocka M., Chałupnik S.

Journal of Sustainable Mining

|

2015

|

Vol. 14, iss. 4

179--187

EN

The Upper Silesian urban-industrial agglomeration is one of the most industrialized areas in Europe. The intense industrialization should be attributed mostly to the presence of coal and other minerals deposits and its extraction. Mining areas of hard coal mines comprise approximately 25% of the total catchment area of watercourses in the area of Upper Silesian Coal Basin, including the river basin of the Upper Oder River and the Little Vistula River. The mining, its scope and depth, duration of mining works, extraction systems being used and the total volume of the drainage fundamentally affect the conditions of groundwater and surface water in the studied area. In this paper, an overall characteristics of the coal mining industry in the area of USCB was made, including the issues of its influence on water environment in the light of the requirements of the Water Framework Directive (WFD) and its guidelines transposed into Polish law. An analysis of the collected data, obtained from collieries, relating to the quantity and quality of water flowing into the workings and discharged to surface watercourses, was performed. An approach to the requirements for wastewater discharge into the environment by these enterprises was presented regarding the physicochemical parameters, possible harmful substances and radionuclides measured in mine waters. The main goal of the paper is to recognize the condition of surface water bodies in the area of Upper Silesian Coal Basin and to make the assessment of the biological condition using Ecological Risk Assessment and bioindication methods.

2

The applicability of C-14 measurements in the soil gas for the assessment of leakage out of underground carbon dioxide reservoirs

Chałupnik S., Wysocka M.

Nukleonika

|

2014

|

Vol. 59, No. 1

3--7

EN

Poland, due to the ratification of the Kioto Protocol, is obliged to diminish the emission of greenhouse gases. One of the possible solutions of this problem is CO2 sequestration (CCS – carbon capture and storage). Such an option is a priority in the European Union. On the other hand, CO2 sequestration may be potentially risky in the case of gas leakage from underground reservoirs. The most dangerous event may be a sudden release of the gas onto the surface. Therefore, it is very important to know if there is any escape of CO2 from underground gas reservoirs, created as a result of sequestration. Such information is crucial to ensure safety of the population in areas located above geological reservoirs. It is possible to assess the origin of carbon dioxide, if the measurement of radiocarbon 14C concentration in this gas is done. If CO2 contains no 14C, it means, that the origin of the gas is either geological or the gas has been produced as a result of combustion of fossil fuels, like coal. A lot of efforts are focused on the development of monitoring methods to ensure safety of CO2 sequestration in geological formations. A radiometric method has been tested for such a purpose. The main goal of the investigations was to check the application possibility of such a method. The technique is based on the liquid scintillation counting of samples. The gas sample is at first bubbled through the carbon dioxide adsorbent, afterwards the adsorbent is mixed with a dedicated cocktail and measured in a low-background liquid scintillation spectrometer Quantulus. The described method enables measurements of 14C in mine and soil gas samples.

3

Zasady kontroli zagrożenia radiacyjnego w kopalniach

Michalik B., Skubacz K., Chałupnik S., Wysocka M., Krajewski P.

Wiadomości Górnicze

|

2013

|

R. 64, nr 1

28-32

PL

Radon obecny w atmosferze kopalni oraz wody i osady zawierające izotopy radu są czynnikami powodującymi zagrożenie dla zatrudnionych w podziemnych wyrobiskach górników. Zagrożenie to, na mocy ustawy Prawo geologiczne i górnicze, zostało zaliczone do zagrożeń naturalnych występujących w kopalniach i od początku lat osiemdziesiątych XX wieku podlega systematycznej kontroli na podstawie przepisów wykonawczych do tej ustawy. W artykule zaproponowano zmiany w przepisach prawnych, pozwalających na unifikację kontroli zagrożenia radiacyjnego powodowanego obecnością wzmożonego promieniowania naturalnego z ogólnymi zasadami ochrony radiologicznej.

EN

Radon present in the atmosphere of the mine, water and sludges containing radium isotopes are factors casing the of risk for workers in underground miners. This hazard, under the Mining and Geological Law, has been classified to natural hazards occurring in the mines and from the beginning of the eighties of the twentieth century, is subject to regular inspection under executive regulations issued to the aforementioned Law. The article proposes changes in legal regulations, allowing the unification of the control of radiation hazard caused by the presence of intensified natural radiation with the general principles of radiation protection.

4

Obserwacje zmian ekshalacji radonu w rekultywowanym osadniku kopalnianych wód dołowych

Wysocka M., Chałupnik S., Molenda E., Brown J., Sidhu R.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 1

93-102

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów ekshalacji 222Rn z osadów dennych likwidowanego osadnika wód dołowych. Badania prowadzono podczas wszystkich etapów likwidacji, tj. od osuszania, poprzez przykrywanie warstwami uszczelniającymi, aż po działania agrotechniczne i nasadzeniowe. Wyniki badań wykazały, że wykonana rekultywacja osadnika zaowocowała obniżeniem ekshalacji radonu do wartości typowych dla terenów naturalnych. Stwierdzono jednocześnie, iż w przypadkach uszkodzenia lub rozszczelnienia warstw przykrywających osady denne, dojdzie do wzmożonej ekshalacji radonu.

EN

In this paper, results from an investigation concerning the exhalation of the radioactive gas radon 222Rn from bottom deposits in a reclaimed settling pond are presented. The measurements were performed at different stages of reclamation, starting from an initial step when bottom sediments were left to dry, then during the process of covering deposits with isolation layers and soil, and finally when agrotechnical measures were applied. The obtained results have shown that due to reclamation, the radon risk caused by radon exhalation from bottom sediments has been reduced significantly. Levels have decreased to those typical for undisturbed and unpolluted areas. However, on a cautionary note, any damage of the isolation layers may lead to a significant increase of radon emission from confined sediments.

5

Nuklidy promieniotwórcze w wodach pitnych na Śląsku

Chmielewska I., Chałupnik S., Mielnikow A., Hudzik G., Czapla B.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2011

|

nr 2

29-38

PL

W kopalniach węgla Górnośląskiego Zagłębia Węglowego występują słone wody o podwyższonej promieniotwórczości naturalnej, związanej z występowaniem w nich izotopów radu. Wody te mogą powodować między innymi skażenie środowiska naturalnego, a efekty skażeń są od wielu lat przedmiotem badań i problem ten jest stosunkowo dobrze rozpoznany. Jednocześnie wody z płytko zalegających warstw wodonośnych są wodami o niskiej mineralizacji i niskich, a nawet bardzo niskich, stężeniach nuklidów promieniotwórczych. W niektórych przypadkach takie wody po uzdatnieniu są wykorzystywane jako wody pitne czy technologiczne w kopalniach. Wydawać by się mogło, że w tych przypadkach nie pojawią się żadne problemy związane z promieniotwórczością naturalną. Jednakże, długotrwała filtracja wód zawierających nawet bardzo niskie stężenia takich nuklidów promieniotwórczych, jak izotopy radu czy uranu, może prowadzić do ich adsorpcji w materiałach filtracyjnych stacji uzdatniania wód i powstawania substancji o podwyższonej promieniotwórczości naturalnej. Problemy takie stwierdzono już w kilku krajach europejskich (Finlandii, Szwecji czy Austrii), a wstępne wyniki badań filtrów piaskowych ze stacji uzdatniania wód w kopalniach GZW potwierdzają istnienie takiego zjawiska. Dodatkowo, wody podziemne mogą zawierać podwyższone stężenia radonu, który w procesach uzdatniania jest zazwyczaj uwalniany do powietrza w stacji uzdatniania, co może powodować znaczący wzrost narażenia radiacyjnego pracujących tam ludzi. Takie procesy są długotrwałe i dlatego jest wskazane prowadzenie badań przez okres kilku lat, przede wszystkim w stacjach uzdatniania wód przy kopalniach węgla.

EN

Drinking Water Directive of European Union requires a monitoring of the quality of drinking waters in Member States, also measurements of natural radioactivity. Although only for H-3 the permissible level has been established directly (100 Bq/l), for other radionuclides the Total Indicative Dose (TID) due to its intake is 0.1 mSv/year. For the monitoring of the drinking water quality a complex of methods for chemical preparation and measurements have been developed and implemented. It consists of following steps – at first, tritium analysis is done as well as gross alpha and gross beta activity is measured for each sample. For both of latter measurements liquid scintillation spectrometry with use of low level LS spectrometer Quantulus is applied. Afterwards, radium analysis is made, measurements are done for Ra-226 and Ra-228 simultaneously in LS spectrometer, preceded by chemical separation of radium from water sample with barium carrier. Simultanously to radium measurement, Pb-210 analysis is done in all samples, after coprecipitation with stable lead carrier the resulting precipitate is mixed with gelling scintillator and measurement is performed with use of Quantulus. Also uranium determination is done, at first uranium is retained at anionic ion exchange resin, than purified by means of UTEVA resin (Triskem). Finally the electrodeposition of uranium is performed and resulting sample is measured by alpha spectrometry.

6

Możliwości wykorzystania pomiarów 14C w badaniach nad czystymi technologiami węglowymi

Chałupnik S., Wysocka M., Lubowicz A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2011

|

nr 2

17-28

PL

Radiowęgiel 14C, to promieniotwórczy izotop węgla, rozpadający się przez emisję promieniowania beta, a jego czas połowicznego rozpadu wynosi 5730 š 40 lat. Radiowęgiel 14C jest rozproszony równomiernie w atmosferze. Pod postacią dwutlenku węgla przedostaje się, w wyniku fotosyntezy, do organicznego obiegu węgla w przyrodzie. Tak długo jak żyje organizm, wymienia materię z materią z otoczenia. W związku z tym proporcje węgla radioaktywnego do stabilnego w materii żywej są podobne jak w atmosferze. Zawartość izotopu 14C w pozostałościach zawierających węgiel jest wykorzystywana do szacowania wieku przedmiotów metodą datowania radiowęglowego. Obecnie jego aktywność wynosi w przybliżeniu 0,225 Bq 14C/g węgla. Paliwa kopalne, ze względu na wiek, nie zawierają zupełnie radiowęgla 14C. Tym samym powstający podczas ich spalania dwutlenek węgla także nie zawiera tego izotopu. Tak więc zarówno gaz, jaki ma być składowany w utworach geologicznych, jak i gaz powstający w czasie podziemnego zgazowania, nie będą również zawierać 14C. Gaz glebowy, w którym dwutlenek węgla jest efektem procesów biologicznych (oddychanie organizmów żywych czy procesy rozkładu, czy fermentacji), będzie jednak zawierał ten izotop. W przypadku zarówno sekwestracji dwutlenku węgla w utworach geologicznych, jak i podczas prowadzenia podziemnego zgazowania węgla, pewne niebezpieczeństwo stanowi możliwość ucieczki tego gazu i jego niekontrolowany wypływ na powierzchnię, co może stanowić zagrożenie dla ludzi i środowiska. Dlatego ważnym elementem tego typu badań jest monitoring zawartości dwutlenku węgla w skałach i glebie w rejonie zbiornika dwutlenku węgla czy reaktora, w którym zachodzi zgazowanie. Mierząc stężenie 14C w gazie glebowym można stwierdzić, czy jest on pochodzenia biologicznego czy geologicznego (w tym także czy pochodzi ze spalania paliw kopalnych). Problemem, który podjęto się rozwiązać, było opracowanie metody wykonywania pomiarów stężenia 14C w gazach kopalnianych i powietrzu glebowym, bazując na możliwościach aparaturowych Laboratorium Radiometrii GIG.

EN

Radiocarbon 14C his is a radioactive nuclide of carbon, with half-life equals to 5730 š 40 years. This nuclide is produced in the atmosphere as a result of the interaction of nitrogen with cosmic radiation and therefore is homogenously spread in the air. It is necessary to point out very important issue, related to radiocarbon presence. Fossil fuels contain no radiocarbon 14C, due to its age. Therefore after combustion of such fuels resulting carbon dioxide contains no radiocarbon as well. It means, that CO2 introduced into the strata during sequestration or produced during coal gasification will have no traces of 14C. On the contrary the soil gas contains carbon dioxide, produced during biological processes (like respiration, fermentation etc.) and therefore 14C is present there. Measuring radiocarbon content in the soil gas it is possible to estimate the origin of the gas (geological or biological). On the other hand, it is very important to know if there is any escape of CO2 from underground gas reservoirs, created as a result of sequestration. Such information is crucial to ensure the safety of the population in areas located above geological reservoirs. The described method enables measurements of 14C in gas samples. The technique is based on the liquid scintillation counting of samples, made out of carbon dioxide adsorbent, mixed with a dedicated cocktail and measured afterwards in the low background liquid scintillation spectrometer Quantulus.

7

Intercomparison of radon CR-39 detector systems conducted in CLOR's calibration chamber

Mamont-Cieśla K., Stawarz O., Karpińska M., Kapała J., Kozak K., Grządziel D., Chałupnik S., Chmielewska I., Olszewski J., Przylibski T. A., Żebrowski A.

Nukleonika

|

2010

|

Vol. 55, No. 4

589-593

EN

Six radon laboratories, which perform indoor radon measurements to jointly investigate temporal variations of radon concentration in houses in a couple of regions in Poland, participated in the intercomparison exercise. There are involved three commercially available Hungarian RadoSys systems and four own laboratory methods. All of them are based on the etched-track CR-39 detectors. The intercomparison was conducted in a calibration laboratory of the Central Laboratory for Radiological Protection (CLOR), Warsaw, Poland, accredited by the Polish Center for Accreditation (previously AP 101, at present AP 057). Comparison measurements were performed during three expositions in the CLOR’s radon calibration chamber under controlled normal climatic conditions and steady radon concentration. The results were referred to the value of the radon concentration determined by AlphaGUARD monitor traceable to the primary 222Rn standard in Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunchweig, Germany. The mean performance ratio defined as a ratio of the reference to participant’s result range from 0.88 to 1.31.

8

Ochrona radiologiczna w polskich kopalniach - system monitoringu i kontroli narażenia

Wysocka M., Skubacz K., Michalik B., Chałupnik S., Mielnikow A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2008

|

Wyd. spec. nr 7

317-331

PL

Narażenie radiacyjne spowodowane ekspozycją na naturalne izotopy promieniotwórcze, a w szczególności na krótkożyciowe produkty rozpadu radonu, jest znaczącym składnikiem narażenia, zarówno w środowisku naturalnym, jak i w miejscach pracy. Dawką skuteczna, powodowana ekspozycją na radon, a szczególnie jego krótkożyciowe pochodne, przekracza 50% średniej dawki dla przeciętnego człowieka od wszystkich źródeł promieniowania jonizującego. W specjalnych warunkach, takich jak praca w miejscach o ograniczonej wentylacji (piwnice, tunele, wyrobiska górnicze w kopalniach) rola tego czynnika narażenia jest zazwyczaj jeszcze większa. Innym źródłem narażenia radiacyjnego w kopalniach węgla mogą być izotopy radu, obecne w solankach i osadach, które z tych solanek wytrącają się, wskutek czego powstają osady o podwyższonych stężeniach radu. Powoduje to wzrost mocy dawki promieniowania gamma w miejscach ich wytrącania, jak też może powodować skażenia wewnętrzne organizmu na skutek wchłaniania czy wdychania rozpylonych solanek czy osadów o podwyższonej promieniotwórczości. W polskim górnictwie węglowym narażenie radiacyjne, powodowane przez naturalne izotopy promieniotwórcze, jest traktowane jako jedno z zagrożeń naturalnych. Jego badania rozpoczęto we wczesnych latach 70. ubiegłego stulecia. Wieloletnie prace badawcze umożliwiły pod koniec lat 80. wydanie pierwszych przepisów, regulujących to zagadnienie - wydana została Polska Norma, w której określono wielkości limitów dawek, wymagania dotyczące zakresu i częstotliwości kontroli tego czynnika narażenia. W latach późniejszych, na bazie tejże normy, w poszczególnych gałęziach przemysłu wydobywczego, a szczególnie w górnictwie węglowym, przygotowane zostały i wdrożone przepisy wewnętrzne, dotyczące stosowanych metod monitoringu, jego zakresu, jak i metod ograniczania narażenia radiacyjnego. System ochrony przed promieniowaniem w podziemnych zakładach górniczych jest obligatoryjny od 1989 roku. Obecnie problemy kontroli narażenia radiacyjnego w górnictwie reguluje kilka ustaw - w tym Prawo atomowe, Prawo geologiczne i górnicze oraz akry wykonawcze z tego zakresu. Ich stosowanie jest kontrolowane przez Wyższy Urząd Górniczy we współpracy z innymi agendami rządowymi (głównie z Państwową Agencją Atomistyki - PAA). Monitoring i ograniczanie zagrożenia musi być prowadzone nie tylko w działających kopalniach ale także w nieczynnych zakładach górniczych, które są wykorzystywane np. jako muzea czy uzdrowiska balneologiczne. Tak kompleksowe rozwiązanie Systemu ochrony radiologicznej w górnictwie nieuranowym jest unikalne na świecie.

EN

The radiation risk due to the exposure to natural radionuclides. especially to short-lived radon progeny, is a component of the radiation hazard, common in the natural environment and working environment of people. The effective dose, caused by the exposure to radon (radon progeny), exceeds 50% of the average dose for a man from all sources of the ionising radiation. Under specific circumstances, for example as a result of working in confined space with low ventilation rate (cellars, underground galleries, tunnels, mines). the riskcaused by radon and its progeny can be enhanced and can reach significant levels. In Polish mining industry the radiation hazard, caused by natural radionuclides is one among many other natural hazards. It is worth to be point outthat besides radonanother source of radiation hazard in coal mines is radium, present in underground brines. Sediments. precipitated out from such waters, have enhanced radium content and may cause the increase of external gamma radiation dose rate as well as internal contamination due to accidental ingestion or inhalation. Investigation of that specific problem has been started in hard coal underground mines in Poland in early 1970's. At the end of 1980's first regulations were issued: the national standard have been prepared, in which dose limits and requirements of the radiation monitoring have been established. In following years in some branches of underground mining (mainly in coal mining industry) internal regulations for monitoring and mitigation measures were developed on the basis of the Polish standard. Due to being in force regulatory acts - Geological and Mining Law, Decree of the President of State Mining Authority and Decree of the Ministry of Economy - the monitoring and prevention against natural radiation is obligatory in all Polish underground mines since 1989. This duty is strictly supervised by local offices of Stale Mining Authority in co-operation with other governmental agencies. Monitoring and mitigation measures are obligatory not only for active mines but also for mines, excluded from the exploitation. and used for other purposes as museums, balneotherapy spas etc. Such solution is unique in non-uranium mining.

9

Zagrożenia radiacyjne w podziemnych zakładach górniczych

Wysocka M., Skubacz K., Michalik B., Mielnikow A., Chałupnik S.

WUG : bezpieczeństwo pracy i ochrona środowiska w górnictwie

|

2007

|

nr 5

20-31

PL

Zagrożenie radiacyjne związane z występowaniem naturalnych izotopów promieniotwórczych w podziemnych zakładach górniczych podlega systematycznej kontroli prowadzonej przez służby kopalniane przy współpracy z Laboratorium Radiometrii GIG. Artykuł zawiera posumowanie wyników pomiarów wszystkich czynników zagrożenia radiacyjnego uzyskanych w 2006 roku. Ponadto artykuł zawiera omówienie nowych przepisów prawnych, które zostały wprowadzone w połowie 2006 roku.

EN

The radiation hazard connected with the occurrence on natural radioactive isotopes in underground mining operation units is subject to a systematic inspection procedure conducted by the Mine's Service unit concerned in cooperation with Radiometry Laboratory of GIG. The article contains a summary of measurement results for all the factors of radiation hazards obtained in 2006. Besides, the article includes a discussion of the new legal regulations that were enforced in the mid-2006.

10

Możliwości wykorzystania metod radiometrycznych w badaniach wyrzutów skał i gazów

Wysocka M., Lebecki K., Chałupnik S., Michalik B., Skubacz K.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2006

|

nr 4

53-62

PL

W latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia podjęto próby wykorzystania wybranych metod radiometrycznych do wspomagania prognozy wystąpienia wyrzutów skał i gazów w wałbrzyskich kopalniach węgla kamiennego (Lebecka i inni 1988, 1990, 1991). Przez analogię do metody przewidywania trzęsień ziemi na podstawie zwiększonego wydzielania radonu z wód podziemnych, postawiono hipotezę o zmienności emanacji radonu w pokładach zagrożonych wyrzutami. Opracowano metodykę prowadzenia obserwacji zmian stężenia radonu w górotworze z wykorzystaniem aparatury, jaką w tym czasie dysponował Główny Instytut Górnictwa. Na podstawie wyników pomiarów stwierdzono, że zmiany stężenia radonu w górotworze zależą od poziomu zagrożenia wyrzutowego. Zaobserwowano, że przed wyrzutem następował gwałtowny spadek stężenia radonu, natomiast po wyrzucie stężenie stosunkowo szybko wzrastało. Związek między zmianami stężenia radonu a zagrożeniem wyrzutami, najlepiej uwidaczniał się, jeśli był przedstawiony w funkcji postępu przodka. Rezultaty badań były na tyle obiecujące, że rozpoczęto obserwacje zmian stężenia radonu w kopalniach miedziowych i węglowych w strefach zagrożonych tąpaniami. W tym przypadku korelacja występowania obu zjawisk była mniej wyraźna. Analiza wyników prowadzonych dotychczas badań, skłania do podjęcia obserwacji zmian stężeń radonu w górnośląskich kopalniach węglowych zagrożonych wyrzutami. W Głównym Instytucie Górnictwa znajduje się nowa, doskonalsza aparatura, umożliwiająca ciągłe pomiary radonu. Możliwe, że uda się opracować "radonowy wskaźnik wyrzutowości", wspomagający inne metody przewidywania wystąpienia groźnych zjawisk geodynamicznych.

EN

In 80's and 90's of twentieth century research activity toward an application of radiometric methods for supporting of outbursts' prediction in Lower Silesian mines has been undertaken. It was stimulated by an analogy to application of radon changes in water and soil gas for earthquakes, therefore a hypothesis was created, that similar phenomena may occur in coal seams before and during outbursts of gas and coal. In the Laboratory of Radiometry of the Central Mining Institute a technique of radon measurements in boreholes has been developed and applied for his purpose. An analysis of results showed that changes of radon concentration in the strata were correlated with the level of an outburst's hazard. Prior to the outburst a rapid decrease of radon concentration was often observed, while radon level grew quickly after the release of gas and coal. The best correlation between radon changes and outbursts' occurrence obtained when radon changes were shown as a function of the heading advance. Results of these investigations were very promising, therefore investigations of possible connections of radon changes and tremors have been started in coal and copper mines in Poland. In this case results and correlation weren't very clear and significant. In the meantime, Lower Silesian collieries have been abandoned and no further investigations were possible. Due to increase of outburst hazard in some of Upper Silesian coal mines is the inspiration for further investigations in these collieries. The Central Mining Institute has got a modern instrumentation for continuous measurements of radon concentration in the strata. Therefore we hope that it would be possible to develop a "radon outburst's indicator" to support other methods of prediction of very dangerous geodynamic phenomena.

11

Wtórne wymywanie radu z osadów kopalnianych

Chałupnik S.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2005

|

nr 2

83-93

PL

Celem badań, omówionych w artykule, było stwierdzenie, w jakim stopniu rad, zaadsorbowany z wód radowych na różnego typu odpadach górniczych, może być uwalniany do środowiska naturalnego. W ostatnim czasie zainteresowanie tą tematyką na świecie jest dość znaczne; prowadzone są badania występowania naturalnych izotopów promieniotwórczych w środowisku i w odpadach przemysłowych. Tematyka NORM i TENORM (Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials), od kilku lat, stanowi poważną część prac badawczych w zakresie promieniotwórczości. Na obszarze Górnego Śląska badania nad występowaniem radu w środowisku wokół kopalń są prowadzone od wielu lat W ostatnim okresie stały się jeszcze bardziej istotne ze względu na zamykanie kopalń i planowane rekultywacje terenów składowisk i osadników. Stanowią one podstawę do opracowania metod zaradczych przeciw występowaniu wtórnych skażeń środowiska na terenach pogórniczych. Opisane badania są kontynuacją badań rozpoczętych w latach 1999-2000, wykonywanych w celu określenia jaka ilość radu może pojawiać się w wodach gruntowych w sąsiedztwie zbiornika Bojszowy po jego rekultywacji. Badania te wykazały również, że skażenia mogą występować w kopalniach, w których na powierzchnię były odprowadzane wody o minimalnej promieniotwórczości (np. z kopalni „Rymer"), a mimo to osady denne z osadników charakteryzują się podwyższoną promieniotwórczością. Problem ten może dotyczyć także filtrów piaskowych z zakładów uzdatniania wód pitnych, jednak szczególną uwagę należy zwrócić na likwidowane i rekultywowane osadniki kopalniane.

EN

Saline waters occurring in underground coal mines in Poland often contain natural radioactive isotopes, mainly 226Ra from uranium series and 228Ra from thorium series. Approximately 40% of total amount of radium remains underground in a form of radioactive deposits, but 225 MBq of 226Ra and 400 MBq of 228Ra are released daily to the rivers with mine effluents through surface settling ponds. Very peculiar situation is observed in coal mines, where as a result of precipitation of radium from radium-bearing waters radioactive deposits are formed. Sometimes natural radioactivity of such materials is very high, in case of scaling from coal mines radium concentration may reach 400 000 Bq/kg - similar activity as for 3% uranium ore. Usually such deposits can be found underground, but sometimes co-precipitation of radium and barium takes place on the surface, in settling pond and in rivers. Therefore maintenance of solid and liquid waste with technologically enhanced natural radioactivity (TENORM) is a very important subject. Lately another problem appeared - due to the decrease of the production of Polish coal industry and dismantling of several coal mines, also the ground reclamation should be done in their vicinity. But in several cases deposits in the ponds contain enhanced levels of radium concentration. Therefore laboratory tests were done to investigate a possibility of the re-entry of radium into groundwater or river waters from such deposits. Results show, that in case of insoluble barium and radium sulphates co-precipitated out from waters type A, re-entry ratio is very small. Different situation can be observed in case of radium, adsorbed on bottom sediments from waters type B, because re-entry ratio is much higher. Nevertheless, this phenomenon seems to be not so important and significant for the further pollution of the adjacent areas of the settling ponds in the future.

12

Dyrektywa Europejska dotycząca wód pitnych. Austriackie podejście do jej stosowania, zastosowanie niskokotłowej spektrometrii ciekłoscyntylacyjnej dla zapewnienia jej wymagań

Schonhofer F., Maringer F.-J., Chałupnik S.

Postępy Techniki Jądrowej

|

2005

|

z. 4

12-17

PL

Dyrektywa Unii Europejskiej, dotycząca jakości wód pitnych "Drinking Water Directive", zobowiązuje kraje członkowskie do monitoringu wód pitnych z uwzględnieniem dużej liczby potencjalnych czynników zanieczyszczających. W przypadku izotopów promieniotwórczych ustalony został dopuszczalny limit stężenia trytu 3H oraz wskaźnikowa dawka efektywna od pozostałych radioizotopów. W Austrii została opracowana norma dla celów weryfikacji zgodności Dyrektywy dla wód pitnych oraz odpowiadającym jej austriackim przepisom prawnym. Wzięto w niej pod uwagę budowę geologiczną kraju, możliwe źródła izotopów promieniotwórczych, jak też dokonano przeglądu dotychczas istniejących danych. Zgodnie z przewidywaniami, naturalne izotopy promieniotwórcze wnoszą największy udział do dawki od wód pitnych. Dlatego szczególnie ważne było opracowanie metod pomiarowych, charakteryzujących się prostą preparatyką, szybkich i nie wymagających dużego nakładu pracy dla oznaczenia 226Ra, 228Ra (oraz 210Pb), z zastosowaniem technik ciekłoscyntylacyjnych (LSC). Także tryt i radon (222Rn) mogą, w razie potrzeby, być łatwo mierzone z wykorzystaniem techniki LSC. W Polsce opracowano w latach ubiegłych normy dotyczące pomiarów radioizotopów w wodach mineralnych i pitnych, ale nie są one dostosowane do wymogów nowej Dyrektywy. Stąd rozważenie wprowadzenia podobnego podejścia w Polsce wydaje się być dobrym rozwiązaniem.

13

Dyrektywa Europejska dotycząca wód pitnych. Austriackie podejście do jej stosowania, zastosowanie niskokotłowej spektrometrii ciekłoscyntylacyjnej dla zapewnienia jej wymagań

Schonhofer F., Maringer F.-J., Chałupnik S.

Postępy Techniki Jądrowej

|

2005

|

z. 4

12-17

PL

Dyrektywa Unii Europejskiej, dotycząca jakości wód pitnych "Drinking Water Directive", zobowiązuje kraje członkowskie do monitoringu wód pitnych z uwzględnieniem dużej liczby potencjalnych czynników zanieczyszczających. W przypadku izotopów promieniotwórczych ustalony został dopuszczalny limit stężenia trytu 3H oraz wskaźnikowa dawka efektywna od pozostałych radioizotopów. W Austrii została opracowana norma dla celów weryfikacji zgodności Dyrektywy dla wód pitnych oraz odpowiadającym jej austriackim przepisom prawnym. Wzięto w niej pod uwagę budowę geologiczną kraju, możliwe źródła izotopów promieniotwórczych, jak też dokonano przeglądu dotychczas istniejących danych. Zgodnie z przewidywaniami, naturalne izotopy promieniotwórcze wnoszą największy udział do dawki od wód pitnych. Dlatego szczególnie ważne było opracowanie metod pomiarowych, charakteryzujących się prostą preparatyką, szybkich i nie wymagających dużego nakładu pracy dla oznaczenia 226Ra, 228Ra (oraz 210Pb), z zastosowaniem technik ciekłoscyntylacyjnych (LSC). Także tryt i radon (222Rn) mogą, w razie potrzeby, być łatwo mierzone z wykorzystaniem techniki LSC. W Polsce opracowano w latach ubiegłych normy dotyczące pomiarów radioizotopów w wodach mineralnych i pitnych, ale nie są one dostosowane do wymogów nowej Dyrektywy. Stąd rozważenie wprowadzenia podobnego podejścia w Polsce wydaje się być dobrym rozwiązaniem.

14

Unikatowa instalacja oczyszczania wód dołowych z radu - doświadczenia i perspektywy funkcjonowania

Chałupnik S., Krella J., Mielniczuk L., Molenda E.

Wiadomości Górnicze

|

2004

|

Vol. 55, nr 11

490-494

PL

Autorzy opisali wykonaną w Kopalni Węgla Kamiennego "Piast" unikatową, pierwszą w świecie instalację (stację) do oczyszczania wód dołowych z naturalnych zanieczyszczeń promieniotwórczych bezpośrednio na dole kopalni, na poziomie wydobywczym. Instalacja jest rozwiązaniem całkowicie nowatorskim, opracowanym przez polskich naukowców z Akademii Górniczo-Hutniczej i Głównego Instytutu Górnictwa przy współpracy projektantów i pracowników kopalni. Celem wdrożenia przedsięwzięcia było sprostanie wymaganiom wynikającym z ochrony środowiska i ograniczenie skażenia promieniotwórczego wód powierzchniowych i terenów do nich przylegających w wyniku odprowadzania zasolonych wód dołowych. Instalacja eksploatowana jest od lipca 1999 r. i oczyszcza wody dołowe z poziomu 650 najbardziej zasolone i o największych stężeniach izotopów radu [izotop Ra 226] i [izotop Ra 228].

EN

The authors described a unique, first in the World installation (station) at "Piast" hard coal mine for treatment of underground waters consisting in removal of natural radioactive impurifications directly in the underground of the mine, at extraction horizons. The installation is a completely novel solution worked out by Polish scientists from the Academy of Mining and Metallurgy and the Central Mining Institute in co-operation with designers and the employees of the mine. The objective of implementation of this venture consisted in meeting the requirements resulting from environment protection and limitation of radioactive contaminations of surface waters and the terrains adjacent to such water courses resulting from disposal of underground saline waters onto the surface.The installation is operated from July of 1999 and treats most saline underground waters from the horizon of 650 m, having also the highest concentration of radium isotopes [isotope Ra 226] and [isotope Ra 228].

15

Transfer izotopów radu z wodami kopalnianymi

Chałupnik S.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2004

|

nr 2

65-78

PL

Praca jest próbą odpowiedzi na pytanie, dlaczego słone wody w kopalniach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego dzieli się na dwa typy w zależności od stosunku stężeń izotopów radu (226Ra i 228Ra), co prawdopodobnie jest związane z obecnością lub brakiem jonów baru. Poza tymi cechami wody te charakteryzują się brakiem lub obecnością jonów siarczanowych (co jednoznacznie można łączyć z obecnością czy brakiem baru) i są to jedyne różnice w ich składzie chemicznym. Wody bez jonów baru zawierają znacząco mniej izotopów radu od wód, w których jony baru występują. Wydaje się, że spowodowane to jest różnicami we wtórnej sorpcji radu na powierzchni ziaren fazy stałej w warstwie wodonośnej, a nie ma to nic wspólnego z szybkością przechodzenia radu z fazy stałej do ciekłej (odrzutem jąder radu przy ich powstawaniu wskutek rozpadu izotopów toru). Należy podkreślić, że występowanie zwiększonych stężeń radu w wodach kopalnianych, czy nawet gruntowych, nie ma zazwyczaj żadnego związku ze zwiększonymi stężeniami uranu czy toru w skałach, tworzących warstwę wodonośną, czy w ich sąsiedztwie (de Jezus 1984). Można to natomiast wiązać ze zwiększoną mineralizacją wód (Kraemer i inni 1984, Dickson 1985), a zwłaszcza obecnością baru (Martin i Akber 1999, Langmuir i Riese 1985). Drugim aspektem problemu jest fakt, że okres połowicznego zaniku 228Ra (około 6 lat) pozwala na znaczące ograniczenie czasu zachodzących zjawisk. Potwierdza on, że przechodzenie tego izotopu radu do wód zachodziło w okresie co najwyżej kilkunastu czy kilkudziesięciu lat od chwili obecnej. Nie można jednak wykorzystywać tego zjawiska do prób interpretacji pochodzenia słonych wód kopalnianych (Pluta i Zuber 1989).

EN

In the paper, a theoretical approach to the problem of radium presence in mineralized mine water, is presented. Two main types of radium-bearing waters have been found in Polish coal mines. In type A waters, radium isotopes are present together with barium, while concentrations of sulphate ions are very low. Additionally, in these waters a ratio of 226Ra:228Ra activity is usually higher than 1. In type B waters, no barium can be fund, but radium together with sulphate ions. Contrary, in such waters the isotopic ratio of radium 226Ra:228Ra is below 1, and activities of both isotopes of radium are lower as in type A waters. No other differences in chemical composition of mine waters have been observed. Analysis shows, that the activity ratio of radium isotopes is related to the dynamics of radium adsorp-tion on the grains of solid phase in the aquifer. During analysis must be taken into account, that the radium build up in formation water due to recoil effect, is stable in time. Additionally, no correlation with elevated concentrations of uranium and thorium in rocks, have been observed. Therefore the enhanced radium content in formation waters must be caused by its mineralization. The relatively short half life of 228Ra (6 years) shows, that the process of radium transfer from solid into liquid phase is a short term process for geological scale. Therefore radium content in mine waters must be related to the concentration of natural radionuclides in the close vicinity of the aquifer or the water reservoir.

16

Theoretical study of radium behavior in aquifers

Chałupnik S.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2004

|

nr 1

126-126

17

Radium removal from mine waters - underground treatment installation

Wysocka M., Chałupnik S., Molenda E.