A Boltív-forrás radon tartalmának lehetséges eredete - Hogyan jut a Boltív-forráshoz radon?

A Budai Termálkarszt területén fakadó források már a római idők óta szolgálják az embereket. Az itt felszínre bukkanó vizeket főként balneológiai célokra hasznosítják. A Rózsadomb előterében található Boltív-forrás egyike a ma is természetesen megcsapolódó forrásoknak. Langyos vizének (21 °C) egy részét a Lukács-fürdő hasznosítja, túlnyomórészt azonban hasznosítás nélkül folyik a Dunába (CSORDÁS J.- PATAKI L. 2012). Dolgozatomban a Boltív-forrás vizében mérhető radon eredetének hidrogeológiai azonosítása a célom. A forrás a Malom-tóval és a Molnár János-barlanggal közös hidrogeológiai rendszert alkot: a forrás a barlang egy hasadékán keresztül tör a felszínre és a Malom-tavat táplálja. A területen zajlott korábbi vizsgálatok alapján (BARADÁCS et al. 2002, VÁRHALMI M. 2004, ERŐSS A. et al. 2012a; NAGY H. É. 2012, CSORDÁS J.- PATAKI L. 2012; BODOR P.-LOVRITY V. 2014; BODOR P. 2014; RESTÁS-GÖNDÖR A. 2015) a Boltív-forrás jóval magasabb radon tartalommal rendelkezik (átlagosan 44 Bq/l), mint a többi vizsgált barlangi mérési pont (átlagosan 18,6 Bq/l). Feltételezhető tehát, hogy a magasabb radontartalom eredete a korábbi mintavételi pontok és a forráskilépés közötti barlang szakaszon keresendő. Mivel a radon egy olyan radioaktív elem a felszín alatti vizekben, amely rövid felezési idővel rendelkezik és nemesgázként nem lép reakcióba sem a vízzel, sem a víztartóval, kitűnően használható természetes nyomjelzőként. Mindezek alapján a dolgozat célja az, hogy a Boltív-forrásból és a Molnár János-barlang forráshoz közelibb részén olyan térbeli eloszlásban vegyünk mintát, hogy a forrás magas radontartalmának eredetét a barlang járatrendszereiben is követni tudjuk, illetve annak hidrogeológiai áramlási eredetének útvonalát meghatározhassuk. A radon mellett még a felszín alatti vizekben természetes konzervatív nyomjelzőként megjelenő elem, a klorid-ion eloszlását is vizsgáltam, melynek segítségével szintén a rendszerben megmutatkozó különbségek mutathatók ki. A radon tartalom lehetséges forrásaként korábbi vizsgálatok (ERŐSS 2010; ERŐSS ET AL., 2012A) a barlangban lokálisan megjelenő vas-oxihidroxidos biofilmet azonosították, mely jó rádium adszorbensként működik. A biofilm előfordulása a különböző áramlási pályákon mozgó, eltérő hőmérsékletű, oldott anyag tartalmú és redox állapotú vizek keveredéséhez köthető, mely egyúttal az aktív barlangképződési zónák indikátora is (ERŐSS 2010). A magasabb radon koncentrációjú helyek tehát az aktív keveredési korróziós zónákra is utalnak. A vizsgálatokhoz összesen 42 mintavétel történt, melyeknél a helyszínen mértem a pH-t, a hőmérsékletet, a fajlagos elektromos vezetőképességet, laboratóriumban a radon tartalmat illetve általános vízkémiai elemzés is készült. Mindezeken túl nyomjelzéses kísérlettel igazoltuk két mintavételi helyszín kapcsolatát. A vizsgálatok az ELTE TTK Általános és Alkalmazott Földtani Tanszékén az OTKA NK 101356 pályázathoz (MÁDLNÉ SZŐNYI, 2012) kapcsolódóan folytak

Refining the conceptual model for radionuclide mobility in groundwater in the vicinity of a Hungarian granitic complex using geochemical modeling

Groundwater is an important freshwater resource, which can be affected by geogenic radionuclide contamination. To make decisions regarding the use and management of groundwater, understanding the controls of radionuclide mobility is critical. In the southern foreland of a granitic outcrop in Hungary, high gross alpha activity concentration was measured in drinking water wells, related probably to the presence of uranium. It has been suggested that understanding of the groundwater flow system may be a key aspect to understand uranium mobility in groundwater. The goal of the present work was to elucidate the conceptual model of radionuclide mobility in the study area, focusing in particular on the geochemical controls of uranium. For this purpose, water samples were collected and nuclide-specific measurements for 226Ra and radon isotopes were carried out, in addition to 234U+238U measurements, to increase the range of radionuclides and better understand their mobility. A geochemical modeling analysis involving redox-controlling kinetic reactions and a surface complexation model was developed to support the conceptual model. The results from the sampling indicate that excess of 234U+238U (3–753 mBq L−1) contribute to the natural radioactivity measured in drinking water to a large degree. 226Ra was measured in relatively low activity concentrations (<5–63 mBq L−1) with the exception of three specific wells. Notable radon activity concentration was measured in the springwaters from Velence Hills (1.01–3.14 × 105 mBq L−1) and in interrelation with the highest (285–695 mBq L−1) 226Ra activity concentrations. The geochemical model suggests that uranium distribution is sensitive to redox changes in the aquifer. Its mobility in groundwater depends on the residence time of groundwater compared to the reaction time controlling the consumption of oxidizing species. The longer the flow path from the recharge point to an observation point where U is measured, the more likely it is that reducing conditions will be found in the aquifer and the elemental concentration U will be low

Integration of a Shallow Soda Lake into the Groundwater Flow System by Using Hydraulic Evaluation and Environmental Tracers

Lake Velence is a shallow soda lake whose water level and water quality show a severely deteriorating tendency in recent years. Until recently, the groundwater component in the lake’s water budget has not been taken into consideration. To integrate the lake into the groundwater flow system at the regional scale, methods of “basin hydraulics” were applied. In addition, 17 water samples were collected for δ 2H and δ 18O, and for ΣU, 226Ra and 222Rn activity measurements to use these parameters as environmental tracers of groundwater contribution. Groundwater mapping revealed that groundwater recharges in Velence Hills and the local elevations south of the lake, whereas discharge occurs by the lake’s shoreline and along surface watercourses. The results indicated that Lake Velence is the discharge point of local groundwater flow systems known to be more sensitive to climate changes and anthropogenic activities (e.g., contamination, overexploitation). Groundwater and lake water have similar uranium activity concentrations serving as another sign of groundwater inflow into the lake. Therefore, it is necessary to consider both the groundwater component in the lake’s water management and its vulnerability regarding local and short-term changes in the catchment area

Natural Radioactivity in Drinking Water in the Surroundings of a Metamorphic Outcrop in Hungary: The Hydrogeological Answer to Practical Problems

Groundwater quality constantly evolves through rock–water interactions, which can enrich groundwater with undesirable elements such as naturally occurring radionuclides. The aim of this study was to understand the cause of gross alpha activity exceeding the screening value of 0.1 Bq L−1 measured in groundwater-derived drinking water in the vicinity of a metamorphic outcrop in Hungary. As groundwater quality is strongly dependent on the properties of groundwater flow systems, environmental tracers (δ2H and δ18O composition, 226Ra, 222Rn, total U activity concentration, and 234U/238U ratio) and hydraulic evaluation were applied to understand groundwater dynamics. The collected groundwater samples had total U activities up to 540 mBq L−1, which translates into an indicative dose below the drinking water parametric value. However, in the presence of dissolved uranium, the δ2H (−52.6–(−83.4)) and δ18O (−7.17–(−11.96)) values led to the conclusion that local flow systems were sampled that are known to be most vulnerable to any changes in their recharge area. The results confirm that the groundwater flow system approach involving environmental tracers and hydraulic evaluation is a powerful tool for identifying the cause of natural radioactivity in groundwater-derived drinking water