PRIRODNA RADIOAKTIVNOST TERMALNIH IZVORA U HRVATSKOJ

Транскрипт

1 HR PRIRODNA RADIOAKTIVNOST TERMALNIH IZVORA U HRVATSKOJ Gordana MAROVIĆ, Jasminka SENČAR i Dobroslav CESAR Institut za medicinska istraživanja i medicinu rada, Jedinica za zaštitu od zračenja Ksaverska cesta 2, p.p. 291, Zagreb (Tel: Faks: marovic@imi.hr) UVOD dzemne vode važno su prirodno bogatstvo svake zemlje, ali dok su sjedne strane značajne za očuvanje i poboljšanje kvalitete života čovjeka, s druge strane ih je potrebno proučavati i pratiti kao mogući izvor dodatne izloženosti prirodnoj radioaktivnosti. dručje sjeverozapadne Hrvatske bogato je izvorima podzemnih voda (termalnih, geotermalnih, mineralnih), a kvaliteta pojedinih izvora (količina vode, temperatura, kemijska i fizikalna svojstva) određuje namjenu takve vode. Tijekom godina razvili su se brojni lječilišni centri i toplice bazirani na brojnim prednostima prirodnih termalnih izvora i ljekovitog blata za terapiju, rekreaciju, piće, te aktivni odmor. Zbog takvog širokog raspona korištenja, istraživanja prirodne radioaktivnosti termalnih izvora pokazala su se opravdana, osobito stoga što istraživanja pojedinih izvora u toplicama u Republici Hrvatskoj potvrđuju da pojedine vode sadrže koncentracije nekih radionuklida daleko iznad onih dopuštenih za pitke vode. (1,2) U Jedinici za zaštitu od zračenja Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada u Zagrebu, provode se istraživanja prirodne radioaktivnosti izvorskih voda u toplicama (3). Cilj ovoga rada bio je odrediti ukupnu koncentraciju prirodnih radionuklida ( 226 Ra i 228 Ra, kao i njihovih potomaka) u izvorskim vodama toplica diljem Republike Hrvatske. Zbog popularnosti toplica i primjene voda pojedinih izvora od rekreativnog kupanja do posebnih medicinskih terapijskih tretmana, važno je procijeniti dozu zračenja koju dobije pacijent ili turist tijekom boravka u toplicama kako bi se ograničili mogući štetni učinci ionizirajućeg zračenja na čovjeka. METODE RADA Uzorci termalnih voda (50 litara) sakupljani su u razdoblju od nekoliko posljednjih godina. Uzorci su upareni na 1 litru, zapakirani u nepropusne posude, ostavljeni stajati šezdeset i šest dana prije mjerenja da se u njima postigne radioaktivna ravnoteža radijevih potomaka. Svi uzorci obrađeni su visokorezolucijskom gamaspektrometrijom: Ge(Li)detektorom ORTEC rezolucije 1,78 kev na 1,33 MeV 60 Co i relativne efikasnosti od 16,8% na 1,33 MeV 60 Co, povezanim s 4096 kanalnim analizatorom i osobnim računalom. Vrijeme mjerenja svakog uzorka bilo je sekundi. IV. simpozij HDZZ 207

2 REZULTATI I RASPRAVA Rezultati istraživanja termalnih izvora u Republici Hrvatskoj odnose se na odabrane toplice. Vode pojedinih izvora razlikuju se po kemijskom sastavu, stupnju mineralizacije, sadržaju sumpora, temperaturi, radioaktivnosti i drugim osobinama. Gamaspektrometrijskom analizom uzoraka dobivene su specifične aktivnosti pojedinih radioaktivnih potomaka ^Ra i ^Ra te 40 K. 226 Ra ima trinaest radioaktivnih potomaka, a 228 Ra devet. 40 K je radioaktivni izotop kalija, a ima ga u prirodnom kaliju 0,012%. Ukupne specifične aktivnosti 226 Ra i 228 Ra te 40 K u izvorskim vodama prikazane su na slici S- K-40 u 6 a a Jjxi mmmm Ra-228 niz Ra-226 niz 1000 la lb 2 1 Bizovačke toplice la Slavonka lb Bizovka 2 Daruvarske toplice 3 Istarske toplice 4 Krapinske toplice 5 Split 6 Stubičke toplice 7 Topusko 8 Tuheljske toplice 9 Varaždinske toplice Slika 1. Ukupne specifične aktivnosti 226 Ra i 228 Ra, te 40 K u termalnim izvorima Promatranjem omjera aktivnosti 226 Ra i 228 Ra u vodama pojedinih izvora (slika 2.) vidi se da su u svim izvorima osim u onima u Bizovcu vrijednosti specifičnih aktivnosti 226 Ra veće od onih 228 Ra. U termalnim vodama koje sadrže veće specifične aktivnosti 226 Ra vrijednosti omjera kreću se od 1,0 1 do 8,50 osim u Istarskim toplicama gdje je specifična aktivnost 226 Ra čak 93,24 puta veća od one 228 Ra. IV. simpozij HDZZ 208

3 100 OJ CM OJ 10 CM la Slika 2. Omjeri specifičnih aktivnosti Ra i Ra u izvorskim vodama Osnovni pokazatelj izloženosti ljudi ionizirajućem zračenju i učinkovitosti toga zračenja je ekvivalentna doza. Kako je izračun te doze iz izvorskih voda u toplicama vrlo složen posao i uključuje mnoge pretpostavke s mnogo alternativa odlučili smo se za drugačiji način procjene potencijalne učinkovitosti zračenja. služili smo se izvedenim koncentracijama za pitku vodu to jest za niskoaktivni tekući radioaktivni otpad. Maksimalna dopuštena granica radioaktivne kontaminacije pitke vode određena je za svaki radionuklid u Bqm" 3 kao izvedena koncentracija za pitku vodu za skupinu pojedinaca iz stanovništva (4). Iz podataka o izvedenim koncentracijama (IK) u Bqm" 3 i vremenima poluraspada svih radionuklida koji se nalaze u izvorskim vodama iz toplica (tablica 1.) vidljivo je da radionuklidi za koje nije definirana vrijednost IK imaju vrlo kratko vrijeme poluraspada. Koristeći vrijednosti IK i vrijednosti specifičnih aktivnosti radionuklida uz pretpostavku da su radioaktivni nizovi 226 Ra i 228 Ra u radioaktivnim ravnotežama izračunati su postotni udjeli u IK za svaki pojedini radionuklid. Temeljem tih podataka izračunati su i ukupni postotni udjeli za svaki termalni izvor. Na slici 3. prikazani su ukupni postotni udjeli u izvedenim koncentracijama promatranih radionuklida u izvorima. Kako se u toplicama obradom (pročišćavanje, miješanje s hladnom vodom) tople izvorske vode ne povećava specifična aktivnost prirodne radioaktivnosti to se

4 ekvivalentna doza ionizirajućeg zračenja od te vode ne uključuje u zakonom propisanu granicu doze. Zbog toga nisu zakonski ograničene ni specifične aktivnosti tih voda, to jest za njih ne postoje granice izvedenih koncentracija. Tablica 1. Izvedene koncentracije (IK) u Bqm' 3 i vremena poluraspada nekih prirodnih radionuklida Nuklid IK /Bqm 3 Nuklid IK / Bqm 3. T lfl 226 Ra 1E god 228 Ra 2E+3 5,8 god 222 Rn 3,8235 d 228 Ac 2E+6 6,1 h p b 6E+6 3,05 min 26,8 min 228 Th 224 Ra 1E+6 6E+3 22 h 3,66 d 2!8 At 2s 220 Rn 55,6 s 2I4 Bi 19,7 min 2l6 1.5E-1 s 218 Rn 3,5E-4 s 212 Pb 6E+4 10,6 h 2I4 l,6e-4s 212 Bi 4E+6 60,6 min 2]Oyi 1,3 min 2I2 3,05E-7 s 21 Pb 4E+2 22,3 god 208npi 3,07 min 210 Bi 6E+5 5,0 d 2M Hg 7,5 min 210 2E+3 138,4 d 206^1 4,2 min 2E+5 1.3E+9 god Prema zakonskim propisima izvedene koncentracije vode za piće su ujedno i granice niskoaktivnog radioaktivnog otpada. Kako je iz slike 3. vidljivo daje ne mali broj podataka %EK. veći od 100% znači da se takva voda ne bi smjela koristiti za piće i trebalo bije smatrati niskoaktivnim radioaktivnim otpadom kojeg se ne bi smjelo ispustiti u kanalizaciju ili u vodotokove. No, kako termalne vode spadaju u prirodne radioaktivne tvari to se spomenute zakonske odredbe ne odnose na njih. Unatoč tome smatramo da o radioaktivnosti tih voda treba voditi brigu. Da izvorske vode iz toplica nisu prirodne radioaktivne tvari tada bi sve vode čije su vrijednosti ukupnih aktivnosti veće od vrijednosti izvedenih koncentracija bile proglašene niskoaktivnim tekućim radioaktivnim otpadom koji zahtijeva odgovarajuću obradu. To su vode iz Daruvara, Krapinskih toplica, Splita, Topuskog, Bizovke i Istarskih toplica. Ostali izvori promatranih toplica nalaze se unutar zakonom dopuštenih granica izvedenih koncentracija za pitke vode.

5 Budući daje termalna voda uglavnom našla svoju primjenu u sklopu toplica, izmjerene aktivnosti prirodnih radionuklida upućuju na potrebu neprestanog praćenja ne bi li se što je moguće više smanjio neželjeni učinak na korisnike. To je posebno važno u onim toplicama u kojima se termomineralna voda koristi za piće kontinuirano ili u sklopu medicinskih terapijskih tretmana. 1DDOO I 1ODD 100 ; 100 % 10 la lb A 5 Lokacija Slika 3. Ukupni postotni udjeli specifičnih aktivnosti pojedinih izvora u izvedenim koncentracijama POPIS LITERATURE 1. IAEA, The environmental behaviour of radium, Technical Reports Series No. 3lO.Vol.l. Vienna, Marović G., Senčar J., Bauman A.: 226 Ra in drinking water in the Republic of Croatia. Arh hig rada toksikol, 1994,45: Marović G., Senčar J., Franić Z., Lokobauer N. Radium-226 in Thermal and Mineral Springs of Croatia and Associated Health Risks. J. Environ. Radioactivity 1996;33: Zakon o preuzimanju saveznih zakona iz oblasti zdravstva koji se u Republici Hrvatskoj primjenjuju kao republički zakoni, Narodne novine, Službeni list Republike Hrvatske, br

6 NATURAL RADIOACTIVITY OF THERMAL SPRINGS IN CROATIA Gordana MAROVIĆ, Jasminka SENČAR i Dobroslav CESAR Institute for Medical Research and Occupational Health, Radiation Protection Unit Ksaverska cesta 2, P.O.Box 291, Zagreb (Tel.: Faks: maroviczimi.hr) The Republic of Croatia is rich in thermal and mineral springs, which are widely popular for medical therapy, tourism, recreation, rehabilitation and drinking. Considering the popularity of the spas and the habits of our population to use the beneficial effects of these springs it is of interest to estimate the radiation doses received by patients or tourists staying in the spas. In view of this, the Radiation Protection Unit of the Institute for Medical Research and Occupational Health in Zagreb has been engaged in a research programme dealing with the natural radioactivity concentration in the Croatian thermal and mineral waters. The aim of this paper was to estimate total natural radioactivity (Ra, Ra decay) in thermal and mineral waters from the several spas in Croatia. On basis of the obtained data the Ra and Ra activity ratio was calculated for each investigated spa. In this study possible effects of natural radioactivity were determined for each radionuclide using a derived concentration (DC) for a group of individuals for municipal drinking water supplies. Values exceeding DC represent radionuclide concentrations for radioactive waste. Total percentage ratio for each spring was also calculated. Since natural radioactivity in some spas exceeds DC value the practise of using these waters should be regularly estimated and monitored in order to avoid any possible health effects.