Estudio preliminar sobre el relleno geológico de radón en el área de Gejiu, Yunnan
(Centro Nacional de Pruebas Experimentales Geológicas, Beijing 100037)
Liu Qingcheng
(Instituto de Geología del Este de China, Linchuan, Jiangxi 344000)
Liu Haisheng
(Instituto Langfang de Exploración Geofísica y Geoquímica, Ministerio de Tierras y Recursos, Langfang 065000, Hebei)
Yao Shuxiang
(Empleado de Gejiu Tin Industry Company, Yunnan Gejiu Hospital 661000)
Es un método eficaz y económico para estudiar y predecir áreas potenciales de riesgo de radón a partir del contexto geológico. Muchos países han llevado a cabo sucesivamente estudios geológicos de radón. cartografía con fines sanitarios. Este artículo describe el primer trabajo piloto de mapeo geológico de radón llevado a cabo en Gejiu, Yunnan, un área típica de alta incidencia de cáncer de pulmón en mi país, y estudia el método de medición de mapeo geológico de radón que combina la medición de radón del suelo, la medición del espectro de energía del suelo 7 y el radón terrestre. investigación de la tasa de elución. Combinando los resultados de las mediciones reales y el análisis de antecedentes geológicos, se encontró que las áreas de distribución de minerales de granito y óxido de estaño en esta área son áreas potenciales con alto contenido de radón, y el área de Gejiu se dividió en tres niveles diferentes de áreas con potencial geológico de radón según la Potencial geológico del radón.
Mapeo del radón; potencial geológico
El radón es uno de los 65.438+09 principales carcinógenos anunciados por la Organización Mundial de la Salud (OMS), y ocupa el segundo lugar después de los cigarrillos. de cáncer de pulmón. Por lo tanto, desde la década de 1980, muchos países han llevado a cabo investigaciones exhaustivas sobre prevención y vigilancia de los peligros del radón. El radón en el aire proviene principalmente de las rocas y el suelo. Por lo tanto, es un método eficaz y económico para estudiar y predecir áreas potencialmente peligrosas por radón en función de los antecedentes geológicos. En la actualidad, muchos países del mundo han completado tareas de mapeo geológico de salud del radón a nivel nacional o regional, pero nuestro país todavía está en blanco al respecto. 65438-0998, el antiguo Instituto de Tecnología de Pruebas de Rocas y Minerales del Ministerio de Geología y Recursos Minerales (Centro Nacional de Pruebas Experimentales Geológicas) emprendió la tarea de mapeo geológico de radón en Gejiu, Yunnan, un área típica de mi país, marcando el inicio formal inclusión del mapeo geológico del radón en el plan nacional. Gejiu tiene una de las tasas de incidencia de cáncer de pulmón más altas de China. Aunque la población era sólo de 360.000 habitantes, a finales de 1990 el número de personas que morían por cáncer de pulmón había llegado a 1.200. La investigación a largo plazo sobre la etiología del cáncer de pulmón en la zona minera de estaño de Gejiu realizada por expertos médicos chinos y extranjeros muestra que una de las principales razones de la alta incidencia de cáncer de pulmón en esta zona es la inhalación excesiva de radón y sus descendientes. Por lo tanto, realizar un mapeo geológico de radón en un área tan típica con una alta incidencia de cáncer de pulmón y luego explorar un conjunto de métodos de mapeo geológico de radón a pequeña y mediana escala es de gran importancia para el estudio de métodos de predicción rápida de niveles altos de radón. áreas peligrosas y la prevención y control de los peligros del radón.
1 Servicio Geológico del Área de Trabajo
Estudio Geológico 1.1
La ciudad de Gejiu está ubicada en la parte central de la Prefectura Autónoma Honghe Hani y Yi y también es la sede de la capital de la prefectura autónoma. Es famosa tanto en el país como en el extranjero por su rica producción de estaño.
El desarrollo estructural de esta zona, la extensión de la corteza regional durante los períodos varisco e indosiniano y el flujo de basalto alcalino a lo largo de grandes fallas son los principales preludios de la geoquímica de mineralización del área de Gejiu. La intrusión de magma de granito refundido a finales del período Yanshan es la clave para las actividades de mineralización en el área minera de Gejiu y es también la principal fuente de radón. La falla de Honghe al noroeste y la falla de Ailaoshan pasan por la parte sur de Gejiu, y la falla de Gejiu de norte a sur atraviesa esta área. Limitada por esta falla, la zona minera de estaño de Gejiu se encuentra al este. La litología principal es piedra caliza con juntas y fisuras desarrolladas. El granito del Yanshaniano tardío se encuentra debajo del fondo de la piedra caliza. La altitud en el oeste es menor y la litología es principalmente granito porfídico y granito equigranular. Además, múltiples fallas paralelas con orientación este-oeste y noreste en el área de trabajo, así como estructuras de fallas y juntas grandes y pequeñas derivadas, proporcionan buenos canales para la migración del radón (Figura 1). Los estratos del Triásico en esta zona están relativamente completos, mientras que faltan los estratos del Jurásico y del Cretácico. Los estratos premesozoicos son escasos, pero hay afloramientos esporádicos de la Formación Longtan del Pérmico Superior en la parte sur del área minera. El Cenozoico se distribuye ampliamente en cuencas intermontañosas y cuencas de fallas.
1.2 Antecedentes geoquímicos de los elementos radiactivos
La distribución del uranio y el radio, elementos padres del radón, afecta directamente a la distribución del radón. Los contenidos de uranio y torio en varias rocas en esta área son significativamente más altos que los del este de China (Tabla 1), y el contenido de uranio es más alto que el valor de Clark del este de China y la corteza global. El granito en esta área pertenece al granito refundido de la corteza rico en álcalis sobresaturado con aluminio de Yanshanian tardío, y su contenido de uranio es mayor que el del granito de Caledonia del sur de China (1,77 mg/kg), el granito de Indosinia (4,72 mg/kg) y granito Yanshaniano temprano (6,90 mg/kg). El contenido de uranio en los minerales de sulfuro es relativamente bajo, pero los minerales oxidados formados después de la erosión contienen altos niveles de uranio y radio. Los minerales oxidados se distribuyen principalmente en la parte oriental del área. Aquí se han realizado anteriores trabajos de exploración de uranio. Aunque no se descubrieron depósitos de uranio, se descubrieron algunas anomalías esporádicas.
Aunque el contenido de uranio en las rocas carbonatadas no es alto, las grietas y uniones ampliamente desarrolladas en el granito y la piedra caliza del Yanshaniano tardío subyacentes a las rocas carbonatadas, así como la adsorción de uranio, radio y otros elementos radiactivos por los minerales de óxido, son responsables de la Emisión de radón en túneles de minas de estaño El principal factor de alta concentración. Si se analizan los antecedentes geológicos y geoquímicos de toda la región, las fuentes potenciales de radón en las rocas y suelos de la región son abundantes.
Tabla 1 Comparación de contenidos de uranio, torio y radio en diversas rocas y minerales
①Citado de Yan y Chi Qinghua (1997); ②Citado de Wedepohl (1995);
Figura 1 Mapa geológico del área de Gejiu, Yunnan
2 Selección de métodos de trabajo
2.1 Bases para la selección del método
El objetivo principal Uno de los objetivos de este mapeo es explorar métodos para el mapeo geológico del radón. El llamado mapeo geológico del radón tiene como objetivo estudiar la distribución potencial geológica regional del radón basándose en los antecedentes geológicos y geoquímicos, y predecir y determinar áreas potenciales de alto riesgo para el radón. El método utilizado para estudiar las leyes del potencial geológico del radón es la clave para la eficacia del mapeo geológico del radón. Teniendo en cuenta que mi país es un país en desarrollo con una fuerza económica limitada, es aconsejable elegir un método económico, eficaz y rápido para realizar el mapeo geológico regional del radón en mi país. El radón se produce por la desintegración de su elemento padre, el uranio. Según la teoría de la desintegración del elemento radiactivo, si entendemos la distribución del uranio en el medio, también podemos entender la distribución de su elemento hijo radón. La relación teórica entre el uranio en rocas y suelo y su hijo el radón es la siguiente:
c(Rn)= 2,64×10-2ρw(U)KP a(Bq cm-3s-1)
En la fórmula: c (rn) - la concentración de radón en las rocas y el suelo; p - la densidad de las rocas y el suelo; KP - el coeficiente de equilibrio entre uranio y radio; - emisividad de rocas y suelos.
La fórmula teórica anterior muestra que midiendo la distribución de uranio (radio) en rocas y suelo, se puede determinar rápidamente la distribución de radón en el suelo. En la actualidad, el trabajo geológico ha completado exploraciones geoquímicas regionales de 1:200.000 y 1:500.000 de casi 6 millones de km2, así como una serie de datos de medición de espectrometría de energía gamma aerotransportada, y ha obtenido una gran cantidad de áreas con elementos radiactivos como uranio, torio y potasio. Datos distribuidos. Debido a que el método de mapeo geológico del radón seleccionado debe ser rentable, es factible en teoría y práctica aprovechar al máximo el contenido de elementos radiactivos existentes y los datos de medición del espectro de energía 7 en rocas y suelos. El trabajo de investigación se centra principalmente en mediciones del espectro energético, obtención de datos sobre elementos radiactivos en rocas y suelos, y también en la realización de mediciones de radón en suelos. Al comparar los datos de medición de los dos métodos, se encontró la correspondencia espacial entre los dos parámetros. Comparar las diferencias en la distribución espacial de los elementos radiactivos uranio y torio entre los datos reales de medición del espectro de 7 energías y los datos de exploración geoquímica regional. A través de estas comparaciones, estudiamos el uso de datos de medición del espectro de 7 energías para reemplazar los datos de distribución de elementos radiactivos; en datos de exploración geoquímica regional, combinados con la concentración de gas radón en el suelo. La viabilidad de realizar mapas geológicos de radón con datos de distribución de elementos radiactivos.
2.2 Método de trabajo in situ
(1) Ubicación del punto de medición: De acuerdo con la ruta geológica planificada previamente, utilice un mapa topográfico 1:50.000 y un sistema de posicionamiento global (GPS) para determinar la ubicación del punto de medición.
(2) Determinación del contenido de uranio, torio y potasio del suelo: el espectrómetro de energía gamma portátil de cuatro canales FD-3022, avanzado a nivel nacional, se utiliza para determinar rápidamente el contenido de elementos radiactivos uranio, torio y potasio en el suelo. suelo. Para garantizar la comparabilidad de los datos entre diferentes métodos de medición, se llevaron a cabo mediciones del espectro de energía en interiores en múltiples puntos dentro de un radio de 50 m alrededor del punto de medición, y se analizaron y compararon los contenidos de uranio, radio, torio y potasio con los datos del espectro de energía de campo. para uso directo en el futuro. Los datos del espectro energético explican las leyes del potencial geológico del radón. Al mismo tiempo, se recogieron algunas muestras de sedimentos de ríos para realizar análisis del espectro energético en interiores con el fin de comprender las similitudes y diferencias en los niveles de contenido y los patrones de distribución de elementos radiactivos en el suelo y los sedimentos de los ríos en las mismas condiciones paisajísticas.
(3) Medición de radón en el suelo: utilice el medidor de radón FD-3017RaA para medir la concentración de radón en el suelo. Primero, taladre un orificio de 40 a 50 cm de profundidad e inserte el muestreador en el orificio; coloque la muestra en la caja de muestreo, extraiga el aire, luego agregue alta presión negativa para recolectar la hija de radón (RaA) y luego extraiga la muestra. y colóquelo en la caja de medición del instrumento. Las medidas se realizan en.
Figura 2 Mapa de distribución geoquímica del contenido de uranio en sedimentos fluviales en áreas antiguas (datos proporcionados por el Equipo de Exploración Geoquímica de Yunnan). Unidad del mapa de contorno: microgramo/g)
Figura 3 Unidades del mapa de contorno del radón del suelo en áreas antiguas: Bq/m3.
Resultados preliminares de tres antiguos mapeos geológicos del radón
3.1 Divisiones del potencial geológico del radón en el área de Gejiu
A partir de los resultados obtenidos, se puede observar que la radiactividad en Área de Gejiu La distribución de elementos está obviamente controlada por factores geológicos. Las áreas de alto valor de elementos radiactivos son básicamente consistentes con los cuerpos de granito expuestos a gran escala, ubicados en la granja forestal Jiasha-Shangzhichang-Baiyunshan. Consulte el mapa de distribución geoquímica del uranio en el área de Gejiu (Figura 2) y el mapa de distribución de la concentración de radón en el suelo en el área de Gejiu (Figura 3). A nivel regional, el rango de distribución de las concentraciones de radón coincide con el rango de distribución de las concentraciones de uranio. La superficie en la parte oriental del área de estudio es principalmente roca carbonatada y el nivel del elemento radiactivo uranio es más bajo que el del granito en el oeste, pero la concentración de radón sigue siendo alta. Esto se debe a que la base de la roca carbonatada es granito y se desarrollan grietas y juntas en la piedra caliza. Hay una gran cantidad de mineral de óxido de estaño rico en uranio en la piedra caliza, lo que resulta en una alta concentración de radón en el suelo que recubre el carbonato. roca. La relación entre el radón y su elemento principal, el uranio (radio), se explica a partir de la teoría de la desintegración radiactiva. El análisis estadístico de los datos medidos en la zona también muestra que el radón tiene una buena correlación con su elemento principal. La ecuación de regresión es la siguiente:
Tierra
Tierra
Esto muestra que es factible estudiar el potencial geológico del radón basándose en los datos de distribución del radón. elementos radiactivos originales, pero también debe combinarse con la geología. Se explican los antecedentes y las condiciones geoquímicas del paisaje.
El análisis de los antecedentes geológicos y los datos medidos del área de trabajo muestran que el área de exposición al granito y el área de distribución de minerales de óxido son áreas potenciales de alta concentración de radón. Sobre esta base, combinado con las propiedades físicas de las rocas y el suelo de la zona, el potencial geológico del radón en la zona de Gejiu se divide en tres zonas (véase el Cuadro 2).
Tabla 2 Zonificación preliminar del potencial geológico del radón en zonas antiguas
3.2 Verificación preliminar de la zonificación del potencial geológico del radón
Si los resultados de la zonificación del potencial geológico del radón pueden señalar potencial Para áreas con alto riesgo de radón, seleccionamos diferentes puntos en diferentes zonas para su verificación.
(1) El punto de verificación 1 está ubicado en el área de exposición a sienita nefelina al norte de Jiasha en el Área I. La concentración promedio de radón en el suelo es de 371,989 bq/m3, que es más alta que el promedio mundial de radón en el suelo de 7400 bq/m3 50,27 veces. La concentración promedio de radón en interiores medida por el método SSNTD es de 7389,5 Bq/m3, 200 bq más que el estándar nacional.
(2) El punto de verificación 2 está ubicado en el área de exposición a monzonita desde Jiasha hasta Fenqiang y Wujiaozhai en el Área I. La concentración promedio de radón en el suelo es de 36969 bq/m3, y el nivel medido de concentración de radón en interiores es de 12 residentes es de 517,3 bq/m3, superando el estándar en 2,6 veces.
(3) El punto de verificación 3 está ubicado en el área de exposición de piedra caliza de Laochang-Kafang en el Área II, con estructuras bien desarrolladas. La concentración media de radón en el suelo es de 23.088 Bq/m3, y la concentración media de radón en interiores de 116 hogares es de 419,57 Bq/m3, superando la norma en 2,1 veces.
(4) El punto de verificación 4 está ubicado en el área de exposición a piedra caliza y dolomita de Zhadian en la Región III. La concentración promedio de radón en el suelo es de 8362 Bq/m3, que es solo 1,13 veces la concentración promedio de radón en el suelo en el mundo. . La concentración media de radón en interiores es de 250,9 Bq/m3, 1,25 veces superior a la norma nacional.
Los resultados de la verificación anterior muestran que la zonificación geopotencial de radón en el área refleja básicamente el grado de peligro del radón, y también muestra que el método de zonificación geopotencial de radón basado en los datos de distribución de los elementos radiactivos originales del radón es factible.
4 Posdata
Bajo la dirección del investigador Li Jiaxi y el profesor Cheng Yexun, el plan se implementó con el apoyo del Departamento de Tierras de la antigua Comisión Nacional de Planificación, el Departamento de Finanzas de el antiguo Ministerio de Geología y Recursos Minerales y la Oficina de Estudios Geológicos. La Oficina Provincial de Geología y Recursos Minerales de Yunnan y el Equipo 308 de la Oficina de Exploración Geológica del Suroeste de la Compañía de Metales No Ferrosos proporcionaron datos geológicos. Yao Shuxiang, Huang, Ma Ningdong, Zhang Xiang y otros camaradas de la Oficina de Servicio Laboral de la Compañía Yunxi participaron en el trabajo in situ. El Dr. Qiao del Instituto de Oncología de Beijing, Liu, director del Centro de Investigación de Geoquímica Bioambiental de la Academia China de Ciencias Geológicas, y otros han realizado un gran trabajo de organización y coordinación. Durante el proceso de redacción de este artículo, recibí la orientación del investigador Huang Huaizeng. Du y Qu Wenjun del Instituto de Tecnología de Pruebas de Rocas y Minerales del Ministerio de Geología y Recursos Minerales completaron el análisis del espectro de energía interior de muestras geológicas de 238U, 232Th, 226Ra y 40K, y están muy agradecidos.
Referencia
Yang, Zhu Li, Chen Yuelong. Geoquímica ambiental moderna. Beijing: Geology Press, 1999.
Lu Wei. Efectos cancerígenos y prevención del radón en los hogares. Beijing: Geology Press, 1995.
Compañía de Exploración Geológica Metalúrgica del Suroeste del Ministerio de la Industria Metalúrgica. Geología de la mina de estaño Gejiu. Beijing: Prensa de la industria metalúrgica, 1984.
Liu Qingcheng, Cheng Yexun, Zhang Ye. Predicción de la concentración de radón en el aire.
Exploración Física y Geoquímica, 1995, No. 6.
Wu Huishan, Lin Yufei, Bai Yunsheng, etc. Métodos y aplicaciones de medición del radón. Beijing: Atomic Energy Press, 1990.
Cheng Yexun, Zhang Ye, Liu Qingcheng. Factores que influyen y características de distribución del radón en interiores. Exploración Geofísica y Geoquímica, 1995, No. 1
Informe resumido sobre el estudio nacional de radón residencial. Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, 1992
Alexander E. Gates y Linda C.S. Gurdersen, Geological Controls of Raddn. Sociedad Geológica de América, Colorado, 1992
Metro (abreviatura de metro) Reardan y Myers et al. proceso de reunión. Radon 2000, Londres, 26 y 27 de marzo (1992). Radi, en, Prot. Dosim 42(1992)
Estimación del potencial de Raddn en la región del Pacífico noroeste utilizando datos geológicos. Servicio Geológico de EE. UU. Reston, VA 22092