radonul in apele subterane din romania

7/12/2019 Radonul in Apele Subterane Din Romania

http://slidepdf.com/reader/full/radonul-in-apele-subterane-din-romania 1/11

RADONUL ÎN APELE SUBTERANE DIN ROMÂNIA

C. Cosma, C. Baciu, D. Ristoiu, Gh. Moisa, T. Jurcu*, S. Morcovescu

Universitatea “Babes-Bolyai”, Facultatea de Fizica, 3400- Cluj – Napoca

* Universitatea Oradea, Facultatea de Stiinte, 3700-Oradea

1. INTRODUCERE

Concentraiile de radon în apă variază în limite foarte largi. Sursele

de apă pot fi clasificate în mare ca: ape de suprafaă, ape freatice şi ape de

foraj. În timpul condensării şi formării picăturilor de ploaie o mică

contribuie este adusă de radonul din atmosferă ( aproximativ 50 Bq/m3 ).

Apele de suprafaă conin mai puin de 2.000 Bq/m3

radon, în timp ce apelefreatice, în funcie de viteza de regenerare a depozitului şi de cantităile de

Ra şi U din apă şi sol, pot conine radon dizolvat în limitele 20.000 –

44.000 Bq/m3 . Un studiu al alimentarii cu apă, incluzând peste 3.000 de

probe din 42 de state, a dat o medie geometrică de 5.180 Bq/m3 cu o

deviaie standard de 3.530 Bq/m3. Un alt studiu, efectuat tot pe un număr

similar de probe, a obinut o valoare medie (medie geometrică) de 6.920

Bq/m3.

După cum se observă din Tabelul 1 concentraiile de radon din

cele trei categorii de ape diferă foarte mult de la o categorie la alta şi pot să



122

difere mult chiar în cadrul aceleiaşi categorii. Gradul de utilizare a acestor

ape diferă de asemenea mult în funcie de categorie şi de ară.

Tabelul 1. Concentraii medii de radon în sursele de apă şi procentajul de

utilizare al acestor surse

Categoria surseiConcentraia Bq/m3 Utilizare % Valori de referină

( Bq/m3 )SUA Anglia SUA AngliaApe de suprafaă

Ape freaticeApe de foraj

1.10011.500

208.000

1.00030.000

1.000.000

503218

66341

1.000 ( 60% )10.000 ( 30% )

100.000 ( 10% )

Radonul din apă este îndepărtat încet prin difuzie moleculară, rate

mari de ieşire înregistrându-se la încălzirea şi agitarea acesteia. Deşi în

unele utilizări gospodăreşti cantitatea de radon ieşit din apă este mare, până

la 98% la utilizarea duşurilor şi spălatul vaselor, contribuia la radonul de

interior (40 Bq/m3) este estimată ca fiind de numai 0,5 – 3%.

În ceea ce priveşte radonul din apa mărilor şi oceanelor acesta este

în general la echilibru cu 226Ra, aproximativ 4 Bq/m3 cu excepia stratului

de la suprafaă, atunci când acesta este agitat de valuri care se sparg.

Procesul de evaporare contribuie de asemenea la sărăcirea stratului

superficial marin. Această cantitate mică de radon din apa oceanelor face caatmosfera corespunzătoare să aibă concentraii de radon, mai mici decât 1%

din cea a aerului continental.

Izvoarele naturale care prezintă concentraii de radon relativ

constante în timp pot fi utilizate ca mijloace de prevedere a cutremurelor,

înaintea unui astfel de eveniment înregistrându-se variaii mari a

concentraiei de radon a apelor izvoarelor din zona epicentrului.

2. METODA EXPERIMENTALĂ



123

Metoda experimentală folosită este bazată pe detecia particulelor α

emise prin dezintegrarea radioactivă a 222Rn utilizând un aparat de

provenienă cehă LUK 3A. Principiul de funcionare al acestui aparat se

bazează pe determinarea concentraiei de radon din apă prin extragerea lui

în aer care va fi supus operaiei de măsurare folosind celule Lucas şi poate

fi folosit pentru măsurători ale concentraiei de radon din sol, apă şi din

interioare (pentru valori de peste 200 Bq/m3).

Aparatul este portabil fiind alimentat de 6 acumulatori reâncărcabili

de NiCd care totalizează 1,5 Ah şi poate asigura o funcionare continuă a

aparatului timp de 60 de ore. Rezultatele măsurătorilor sunt afişate pe un

ecran şi pot fi stocate în memoria internă a aparatului, iar de acolo pot fi

transferate intr-un computer. Un fotomultiplicator intern dotat cu cristale de

NaI(Tl) este folosit pentru detecia scintilaiilor produse de particulele α

rezultate din dezintegrarea radonului.

Microprocesorul aparatului LUK 3A controlează procesul de

măsurare permiând efectuarea a patru tipuri de determinări:

- Counter Mode – folosit pentru măsurarea radonului în apă sau în

interioare;

- Radon Fast – recomandat când se ştie că avem o concentraie mică de

toron;

- Radon-Toron plus – folosit pentru concentraii mari ale torului;

- Radon-Toron minus – folosit pentru concentraii mici ale torului.

Tipul de determinare folosit în cazul acestui studiu este “Counter

Mode”. La această metodă se utilizează o probă de apă cu volumul de 0,3

litri introdusă într-un vas de sticlă care se agită un minut pentru ca radonul

dizolvat în apă să fie difuzat în cantitatea de aer din partea superioară a



124

vasului de sticlă. Acesta va fi conectat, o parte la celula Lucas vidată în

prealabil, iar cealaltă parte la o seringă de 150 ml ce conine apă distilată.

Montajul este reprezentat în Figura 1.

Figura 1. Dispozitivul de introducere a gazului extras din probe de apa in celulele Lucas

Astfel, o parte din aerul din vas pătrunde după deschiderea

robinetului în celula Lucas. Se fac 3 măsurători, cu specificaia că fiecare

măsurătoare durează 100 secunde. Vom obine 3 valori, semnificând

numărul de impulsuri /100 sec din a căror medie aritmetică se scade

valoarea de fond a celulei Lucas, măsurată în prealabil. Concentraia de

radon din apă se va determina cu formula:

C = k ⋅ N [Bq/l]unde k = 10 este constanta de calibrare a aparatului şi N se măsoară în

impulsuri / sec.

3. REZULTATE SI CONCLUZII

3.1. Radonul în apele subterane din zona Oaş – Baia Mare

În Figura 2 sunt prezentate rezultatele măsurătorilor asupraconinutului de radon din ape subterane (izvoare si fântâni) din zona

Celula Lucas

Robinet

Vas de sticla

Apa de proba

Apa distilata( 150 ml)

( 300 ml)



125

Oaşului şi Baia Mare. Rezultatele arata o distribuie log-normala cu o

medie geometrica GM= 5,78 Bq/l apropiata de valoarea medie MV=6,57

Bq/l, în timp ce media aritmetica AM este de 8,67 Bq/l.

Figura 2. Distribuia log-normala a concentraiilor de radon din zona de nord a ării3.2. Radonul în apele subterane din Valea Someşului

Au fost efectuate măsurători pe 104 probe de apă recoltate din

zona aluvionară a Someşului Mic (93 probe) şi din satele Baciu şi Feleac

(11 probe), sate aflate în vecinătatea municipiului Cluj-Napoca. Un număr

de 25 de probe au fost prelevate din izvoare naturale, iar restul de 79 de

probe au avut ca sursă apa utilizată în unele gospodări din Valea Someşului

Mic (apă de fântână). Rezultatele măsurătorilor sunt trecute în Tabelul 2. Tabelul 2. Radonul în ape subterane din Valea Someşului (izvoare si

fântâni)



126

Localitatea Distana

(km)

Nr. probelor Valoaremedie(Bq/l)

DeviaieStatistică

Domeniude variaie

(Bq/l)Izvoare fântâni

1 Racătău –Someşul Rece

10 (2-20) 2 6 89.9 90 35-30

2 Gilău 25 0 6 51.7 12 43-723 Floreşti 35 2 12 45.1 11 21-524 Cluj-Napoca/

Someşeni45 9 2 41.3 57 6-210

5 Apahida 57 2 6 19.6 10.9 12-406 Jucu 64 0 6 14.5 3.6 10-217 Bonida 75 0 6 10.1 2.1 8-148 Gherla 90 0 10 9.6 4.5 6-199 Dej 105 9 15 8.8 5.6 2-18

Total/ medie 1-105 24 69 30,18 - 2-21010 Baciu 40 0 5 7.0 4.6 3-1511 Feleacu 45 1 6 9.6 10.9 3-30

Reprezentând grafic concentraia de radon în funcie de distana

faă de Muntele Mare – zona izvoarelor râului Someşul Mic – (Figura 3.)

observăm o descreştere a concentraiei de radon pe măsură ce ne

îndepărtăm de zona Muntele Mare.

C o n ce n t ra t ia d e R n (B q / l )

8 9 . 9

7 9 . 6

8 . 8

9 . 6

1 0 . 1

1 4 . 5 1 9

. 6 4 1

. 3 4 5 . 1 5 1

. 7

0

2 0

4 0

6 08 0

1 0 0

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0

K m

R n

c o n c .

( B q / l )

Figura 3. Concentratia de radon în apele subterane din bazinul hidrografic al Somesului.



127

Se evideniază astfel existena unei legături între radon şi rocile

granitice – constituentul principal al regiunii Muntele Mare.

3.3. Măsurători asupra radonului din ape în zona municipiului

Cluj-Napoca

S-au inut sub observaie, pe o perioadă de aproximativ 4 luni, zece

surse de apă utilizate frecvent de către populaie. Trei dintre ele sunt surse

de apă potabilă care alimentează clădirea centrală a UBB, clădirea

Facultăii de Chimie şi, respectiv, zona gării; două sunt izvoare situate la

periferia municipiului – Izv. Sf. Ion şi Izv. Elisabeta; celelalte cinci surse

sunt izvoare minerale situate în zona Someşeni – izvoarele nr. 1, nr. 2, nr. 3,

nr. 8 şi nr. 15 – utilizate atât ca surse de apă potabilă cât şi pentru tratarea

unor afeciuni. Măsurătorile au fost efectuate la intervale de 4-10 zile, iar

rezultatele obinute sunt trecute în Tabelul 3.

Tabelul 3. Concentraia radonului în apele din zona municipiului Cluj-

Napoca

Nr. SURSA Valorile extreme (Bq/l) Valoarea medie

Bq/lmin Max123456789

10

Someşeni Nr. 1Someşeni Nr. 2Someşeni Nr. 3Someşeni Nr. 8

Someşeni Nr. 15Izvorul Sf. Ion

Izvorul EisabetaReea Fac. ChimieReea zona gării

Reea UBB

17,729,1

196,932,822,318,520,68,71,66,8

39,439,5

269,943,639

23,932,222,95,4

30,1

33,4834,98232,9637,7832,0921,5227,5218,22,81

18,09

Calculând valoarea medie a concentraiei de radon din apele dinzona municipiului Cluj-Napoca se obine o valoare de circa 25,16 Bq/l. În



128

acest caz s-a exclus izvorul nr.3 Someşeni datorită neutilizării de către

populaie a apelor sale.

Variaia în timp a concentraiei de radon a acestor surse de apă este

prezentată (în funcie de zonă) în figurile de mai jos:

Figura 4. Variaia concentraiei de radon a apelor din zona Sf. Ion

După cum se poate observa din Tabelul 3. valorile medii a

concentraiei de radon a acestor izvoare este de 21,52 Bq/l pentru izvorul

Sf. Ion şi de 27,52 Bq/l pentru izvorul Elisabeta. Aceste valori sunt cu puin

mai mari decât concentraiile de radon a apelor de la fântânile din zonă.

Variaiile în timp a concentraiei de radon a acestor izvoare esteprezentată în Figura 4. Din acest grafic se poate observa că există variaii

relativ mici în timp ale concentraiei de radon a acestor izvoare de unde se

poate trage concluzia că traseul lor subteran este suficient de lung, iar

concentraiile de radon nu sunt influenate de debitul izvoarelor.

Diferena de 6 Bq/l dintre valorile medii ale concentraiilor de

radon ale celor două izvoare se datorează straturilor de roci puin diferite pe

1 5 . 0 0

1 7 . 0 0

1 9 . 0 0

2 1 . 0 0

2 3 . 0 0

2 5 . 0 0

2 7 . 0 0

2 9 . 0 0

3 1 . 0 0

3 3 . 0 0

3 5 . 0 0

1 . 0 0 6 . 0 0 1 4 . 0 0 2 6 . 0 0 3 4 . 0 0 4 1 . 0 0 4 9 . 0 0 5 5 . 0 0 6 3 . 0 0 7 0 . 0 0 7 8 . 0 0 8 4 . 0 0

T i m p u l [ z i l e ]

R n [ B q / l ]

0 ,00

5 ,00

1 0 , 0 0

1 5 , 0 0

2 0 , 0 0

2 5 , 0 0

3 0 , 0 0

1 , 0 0

1 5 , 0 0

1 9 , 0 0

2 1 , 0 0

3 1 , 0 0

3 3 , 0 0

4 1 , 0 0

4 9 , 0 0

5 6 , 0 0

6 4 , 0 0

7 0 , 0 0

7 8 , 0 0

8 8 , 0 0

9 6 , 0 0

1 0 2 , 0 0

1 1 7 , 0 0

Timp ul [ z i le ]

R n

( B q / l )

Retea fa c. Ch im ie

R e t e a zo n a g a r i i

R e t e a U BB



129

care le străbat cele două izvoare.

Figura 5. Variaia în timp a concentraiei de radon la reelele de apă din municipiul Cluj-Napoca

Municipiul Cluj-Napoca este alimentat cu apă potabilă de

suprafaă (de la exploatarea Gilău) a cărei concentraie de radon este de

aproximativ 1 Bq/l şi cu apă potabilă subterană (exploatată în zona Floreşti)

a cărei concentraie de radon este de aproximativ 30-40 Bq/l.

Cele trei reele de apă potabilă, a căror variaie a concentraiei de

radon a fost urmărită în perioada februarie – mai 2000, prezintă concentraii

de radon diferite una faă de alta.

Se observă că reeaua de apă potabilă din zona gării are un

coninut redus de radon, valoarea medie a concentraiei de radon fiind de

2,81 Bq/l. Această valoare relativ mică a concentraiei de radon în apa

potabilă din reeaua din zona gării se datorează alimentării în prezent a

acestei reele cu apă potabilă de suprafaă. Valoarea de 2,81 Bq/l, mai mare

decât valoarea obijnuită pentru apele de suprafaă (1Bq/l), se datorează

radiului depus pe conducte datorită alimentării în trecut cu apă potabilă

subterană.

Reeaua de apă potabilă care alimentează clădirea centrală a

Universităii Babeş-Bolyai şi cea care alimentează clădirea Facultăii deChimie au valori medii ale concentraiei de radon în jur de 18 Bq/l. Se

poate trage concluzia că aceste reele sunt alimentate cu un amestec de apă

potabilă provenit de la Gilău (ape de suprafaă) şi de la Floreşti (ape de

subteran).

După cum se poate vedea din Figura 5., aceste două reele prezintă

variaii mari ale concentraiei de radon. Aceste variaii pot avea drept cauză

concentraiile diferite de ape potabile de suprafaă sau de subteran carecontribuie la alimentarea acestor reele.



130

Figura 6. Variaia în timp a concentraiei de radon a izvoarelor din zona Someşeni

După cum se poate observa din Tabelul 3. există diferene foartemari a concentraiei de radon între diferite izvoare din zona Someşeni.

Izvorul Nr.3, care prezintă o concentraiei mare de radon nu mai

este utilizat de o perioadă de timp deşi are indicaii terapeutice.

Concentraia de radon ridicată pe care o are acest izvor se datorează

adâncimii mari de la care porneşte sau datorită traversării unei roci bogate

în radiu, elementul “părinte” al radonului.

Conform ultimelor cercetări, privind atât radioactivitatea apelor

minerale de la Someşeni cât şi structura geologică a zonei respective, apele

minerale de la Someşeni urmează un singur circuit, infiltraia producându-

se prin intermediul stratelor permeabile din formaiunile neogene (tufuri,

nisipuri, gresii) într-o zonă de alimentare aflată la o altitudine mai ridicată.

Această ipoteză poate explica debitele apreciabile ale apelor

minerale din zona Someşeni (cc. 330.000 l/zi de la un număr însemnat de

izvoare concentrate pe o suprafaă ce nu depăşeşte un hectar).

20 , 00

25 , 00

30 , 00

35 , 00

40 , 00

45 , 00

1 ,00 18 ,00 27 ,00 33,00 42 ,00 47 ,00 5 4,00 64 ,00 68,00 76 ,00 81,00 8 8,00 96,00 101 ,00 117,00

Timpul (z i le )

C o n c

e n t r a t i a d e r a d o n ( B q / l )

Iz v N r.1 Iz v N r.2

Iz v N r.8 Iz v N r.1 5



131

Se presupune, de asemenea, că radioactivitatea acestor ape nu este

determinată de aluviunile Someşului, neexistând un contact însemnat între

apă şi această formaiune. Încărcătura de elemente radioactive provine din

rocile fundamentului, cu care apele care circulă la profunzimi mari probabil

că intră în contact datorită unor situaii structurale particulare (ex. Ridicare

a fundamentului). Potenialul radioactiv al rocilor care alcătuiesc bordura

Gilăului a fost pus în evidenă de Atanasiu şi confirmată de cercetările

ulterioare.

BIBLIOGRAFIE

1. C. Cosma, T. Jurcut, Radonul si mediul inconjurator, Ed. Dacia, Cluj-Napoca, 1996

2. G. Akerblom,Radon legislation and national Guidelines, SRPI, Special

Report, ISSN-0282, Stokholm,1999

radonul in apele subterane din romania

Documents