Радон в пещерах СНГ



Скачать 390.5 Kb.
Дата13.11.2016
Размер390.5 Kb.
Климчук А.Б., Наседкин В.М.(Киевский карстолого-спелеологический центр)

РАДОН В ПЕЩЕРАХ СНГ

//Свет. Киев, 1992. № 4 (6). С. 21-35
РЕЗЮМЕ: В работе обобщены и представлены все доступные данные по

радону и его дочерним продуктам в пещерах различных регионов бывшего

СССР. Эти данные включают измерения, выполненные Британской

экспедицией в 1990 году в Западной Украине, на массивах Арабика

(Грузия) и Кырктау (Узбекистан), и результаты исследований,

проведенных авторами в 1991-1992 годах в Крыму, Западной Украине, на

Северном Кавказе (Россия) и хребте Кугитанг (Туркменистан). В

большинстве пещер сделаны маршрутные измерения, а в пещере Мраморной

была реализована годичная программа режимных исследований,

позволившая выявить закономерности пространственной и сезонной

изменчивости радона.

В пещере Мраморной концентрации радона варьируют от 156 до 39300

Бк м-3, демонстрируя большую пространственную изменчивость и

отчетливый сезонных ход с летним максимумом и зимним минимумом.

Показано, что радонометрические исследования являются незаменимым

средством микроклиматического зонирования и выявления структуры

воздухообмена в крупной пещерной системе.

Наивысшие концентрации радона выявлены в пещере Геофизическая на

хребте Кугитанг: до 68110 Бк м-3. В данном случае это связано с

повышенным содержанием урана в коренных породах или вторичных

отложениях, что подтверждается повышенным гамма-фоном. Высокие

уровни радона характерны и для других пещер региона, а также для

пещер Западной Украины и пещеры Мраморной в Крыму.

В работе рассмотрены также практические (вопросы радиационной

безопасности для спелеологов и персонала пещер) и научно-методические

аспекты радонометрических исследований в пещерах.

ABSTRACT: This paper summarizes all available data on radon gas

and radon daughters concentrations in caves of various regions of the

former USSR. These data include measurements of radon daughters made

by British expedition in 1990 in the Western Ukraine, Arabika Massif

(Georgia) and Kyrktau Massif (Uzbekistan), and measurements of radon

gas made by authors in 1991-1992 in Crimea, Western Ukraine, North

Caucasus (Russia) and Kugitang Ridge (Turkmenistan). Whilst in most

caves only occasional measurements were made, in Marble Cave, Crimea,

one-year-long radon monitoring program has been executed in order to

study in detail spatial and temporal variations.

In Marble Cave instantaneous concentrations range from 156 to

39,300 Bq m-3 showing significant spatial variations and clear

seasonal trend with highest values in summer and lowest values in

winter. It is confirmed that radon study is an invaliable tool for

recognition of microclimate zones in the large cave system.

The highest radon concentration was recorded in Geophyzicheskaya

Cave, Kugitang Ridge, Turkmenistan: 68,110 Bq m-3. High radon level

in this case is related to the source of radon that is confirmed by

elevated gamma-radiation. Presence of uranium-bearing minerals was

previously reported for this cave. High radon levels are

characteristic also for the caves of the Western Ukraine and for

Marble Cave in Crimea.

Practical (radiation doses and risks) and scientific

implications of radon studies are also discussed in the paper.



Введение

Радон - природный радиоактивный инертный газ, бесцветный, не

имеющий запаха, в 7,5 раз тяжелее воздуха. Он имеет три изотопа,

наиболее важный среди которых Rn-222 с периодом полураспада 3,82 сут.

Радон является одним из продуктов распада урана-238, широко

распространенного в тех или иных концентрациях (обычно малых) в

почвах и породах земной коры. Диффундируя в открытую атмосферу,

радон быстро рассеивается, но в замкнутых объемах подземных полостей

и наземных помещений может накапливаться до существенных и даже

высоких концентраций.


Радон является альфа-активным изотопом и при распаде образует

дочерние продукты: короткоживущие изотопы полония, свинца, висмута. В

отличие от радона, который является газом, его дочерние продукты

образуют твердые частицы, присоединяющиеся к аэрозолям воздуха.


Радон вносит наибольший вклад (от 54 до 75% по разным оценкам) в

нормальный естественный фон радиоактивности и признан одним из

ведущих канцерогенных факторов среды (Hanson, 1989). В плане риска

для здоровья человека главную опасность представляет не столько сам

радон, сколько его дочерние продукты, вдыхаемые человеком и оседающие

в легких. В ходе продолжающегося альфа- и бета-распада дочерних

продуктов радона легкие получают существенную дозу радиации.

Установлено, что увеличенные концентрации дочерних продуктов радона

повышают риск заболевания раком легких, а также раком крови

(миелоидной лейкомией) (Beckman, 1980; Gunn et al., 1991; Lundin et

al., 1983; Hanson, 1989).

Проблема радона в закрытых помещениях была осознана и активно

исследовалась в ряде западных стран в 60-70-х годах. В 70-е годы в

США были начаты систематические исследования радона и альфа-радиации

в естественных пещерах и подземных выработках, продолженные затем в

Англии, Венгрии, Италии, Чехословакии, Югославии, Японии. Было

установле- но, что повышенные уровни радона характерны для пещер,

причем нередко концентрации радона могут достигать высоких значений,

требующих применения мер радиационной безопасности. В СССР проблема

радона была малоизвестна. Лишь в последние год-два в ряде

государств СНГ ее значение начинают осознавать и разрабатывать

соответствующие программы. Год назад авторы сделали первую попытку

привлечь внимание спелеологов к проблеме воздушной альфа-радиации в

пещерах, опубликовав обзор ее состояния, выполненный по зарубежным

исследованиям (Наседкин, Климчук, 1991). Первоочередными задачами

были названы рекогносцировочное обследование основных (типичных)

пещер в карстовых районах СНГ для общей оценки ситуации и разработка

рекомендаций для спелеологической общественности, а также специальное

обследований действующих или намечаемых к освоению экскурсионных

пещер.


В 1991-1992 годах Киевским карстолого-спелеологическим центром

предприняты целенаправленные усилия по изучению радона в пещерах ряда

регионов Украины и других государств СНГ. Полученные результаты

представляют большой научный и практический интерес и позволяют

сделать важные оценки и выводы. В настоящем обзоре, помимо наших

результатов, использованы также данные маршрутных измерений

содержания радона и его дочерних, выполненные британскими

спелеологами в некоторых пещерах СНГ во время экспедиции 1990 года

(Gunn, 1991).
Единицы измерения и методы

Для получения концентрации радона и его дочерних продуктов

используют их радиоактивные свойства. Концентрацию радона обычно

выражают в беккерелях на метр кубический (Бк м-3), а концентрацию

дочерних продуктов радона - в "рабочих уровнях" (Working Levels; WL).

Единица WL определяется как любая комбинация дочерних продуктов

распада радона в 1 литре воздуха, которая неизбежно высвободит 1,3 10

МэВ энергии в виде альфа-излучения в ходе распада до Pb-210

(Yarborough, 1977).

Для перевода концентрации газа радона в концентрацию его

дочерних продуктов необходимо учитывать фактор равновесия.

Равновесным эквивалентом концентрации радона в 3700 Бк м-3 является

концентрация его дочерних в 1 WL. Однако фактор равновесия может

варьировать от 0,1 в хорошо проветриваемых пещерах до 0,9 в пещерах

со слабым воздухообменом.

Концентрации радона могут быть измерены непосредственно

переводом пробы воздуха в эманационную камеру и измерением

альфа-активности при помощи сцинтилляционного радиометра. Этот метод

дает моментные концентрации радона. Непрямой ("трековый") метод

состоит в использовании специальной пленки, чувствительной к

альфа-частицам. Ее размещают в точке измерения на некоторое время,

затем обрабатывают в лаборатории, выявляя количество следов

альфа-частиц и приводя результаты в единицы измерения активности по

калиброванным образцам и с учетом времени экспозиции. Этот метод

дает среднюю концентрацию радона за период экспозиции пленки.

Концентрация дочерних продуктов распада радона может быть

измерена непосредственно методом "Кузнец": 100 л воздуха

прокачиваются с фиксированной скоростью через стеклянную трубку с

фильтром; активность пробы измеряется в сцинтилляционной камере,

причем измерения проводятся не ранее 40 мин. и не позднее 90 мин. с

момента отбора пробы. В западных странах часто используется также

"радоновый снифер" - портативный измеритель "рабочих уровней",

выпускаемый фирмой Thompson & Nielson.

Во всех наших исследованиях производились непосредственные

измерения концентрации радона в пробах воздуха, вводимых в

эманационную камеру через систему напуска, обеспечивающую очистку

от дочерних продуктов распада радона. В качестве альфа-радиометра

использовался сцинтилляционный радиометр NC-482B (Венгрия).

При маршрутном обследовании пещеры в ней намечаются точки

измерений, охватывающие различные морфологические элементы пещеры, с

учетом очевидных или вероятных особенностей воздухообмена и

микроклиматического зонирования. Серию измерений, от которой

ожидается характеристика пространственного распределения радона в

пещере, следует производить в возможно более короткий период времени,

при неизменной микроклиматической ситуации. Однако наиболее

представительным является режимный мониторинг, нацеленный на

выявление сезонной и короткопериодичной изменчивости уровней радона в

пещере.


Радиационная безопасность: дозы и пороговые уровни

Дозы радиации, получаемые от радона и его дочерних продуктов,

определяются активностью, умноженной на время экспозиции. Дозу

обычно выражают в миллизивертах (mЗв) или в единицах WLh (Working

Level hours). Доза в 1 WLh соответствует одному часу экспозиции при

концентрации дочерних продуктов распада радона, равной 1 WL. Для

перевода дозы в миллизиверты используется соотношение 1 WLh =

0,0735 mЗв.

В бывшем СССР критерии радиационной безопасности по радону были

разработаны слабо. В сборнике НРБ-87 отсутствуют какие-либо

упоминания о радоне и продуктах его распада.

По рекомендации Международной комиссии по радиационной защите

(МКРЗ) предельно допустимая концентрация радона в воздухе рабочих

помещений составляет 3 10 Ки л-1, или 1110 Бк м-3. Равновесная

концентрация дочерних продуктов радона составит 0,3 WL.

Значительно более детально разработаны критерии радиационной

безопасности по радону и его дочерним продуктам в ряде западных

стран, причем в ряде случаев нормируются различные пороговые уровни

специально для экскурсионных пещер (Yarborough, 1980; Gunn, Fletcher,

Prime, 1991). Ниже приведены основные критерии и пороговые уровни,

которые могут быть использованы при оценке ситуации в изученных нами

пещерах.


В Британии такие критерии и уровни (таблица 1) определены Сводом

Правил по Ионизирующей Радиации 1985 и Кодексом Практики

(госстандартом) от 1988 года.
Таблица 1
Пороговые концентрации дочерних продуктов радона

по британским стандартам

╔═════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ ║


║ 0,03 WL - Концентрация, выше которой действуют Правила по ║

║ Ионизирующей Радиации ║

║ ║

║ 0,05 WL - Уровень правительственных действий для радона ║



║ в домах ║

║ ║


║ 0,10 WL - Уровень, при превышении которого должна быть ║

║ обозначена контролируемая зона ║

║ (Работы в контролируемой зоне могут проводиться ║

║ только квалифицированными радиационными работниками,║

║ или прочим персоналом под руководством инструктора ║

║ по радиационной защите и с письменным планом работ) ║

╚═════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Этими же документами установлены предельно допустимые годовые дозы

для различных категорий людей:

Таблица 2
╔═════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Категория │ Допустимая годовая доза ║

║ │___________________________║

║ │ мЗв WLM WLH ║

║ ────────────────────────────────────│───────────────────────────║

║ 1. Квалифицированные радиационные │ 50 4,0 680 ║

║ работники │ ║

║ │ ║


║ 2. Прочий персонал (служащие) │ 15 1,2 204 ║

║ │ ║


║ 3. Все прочие лица (публика) │ 5 0,4 68 ║

║ │ ║


╚═════════════════════════════════════════════════════════════════╝

Согласно упомянутому Кодексу Практики все экскурсионные пещеры и

подземные выработки должны обследоваться на содержание радона и

продуктов его распада.


В США ряд нормативов по радону установлен специально для

экскурсионных пещер Службой Национальных Парков. В частности,

установлены следующие критерии для радиационного мониторинга пещер:

Таблица 3

Критерии радиационного мониторинга пещер

Службы Национальных Парков США

╔════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Концентрация дочерних │ Режим мониторинга ║

║ продуктов радона, WL │ ║

║──────────────────────────│─────────────────────────────────────║

║ 0 - 0,1 │ - Никаких действий ║

║ 0,1 - 0,2 │ - Ежегодные замеры ║

║ 0,2 - 0,3 │ - Ежеквартальные замеры ║

║ свыше 0,3 │ - Еженедельные замеры и учет ║

║ │ накопленной дозы для всех ║

║ │ служащих, занятых под землей ║

║ свыше 1,0 │ - Обязательно использование ║

║ │ респираторов ║

║ свыше 2,0 │ - Запрещается посещение ║

║ │ таких участков персоналом ║

╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
Правилами Службы Национальных Парков США установлено требование

учета доз, получаемых персоналом экскурсионных пещер, и определена

предельно допустимая годовая доза в 50 mЗв, т.е. на уровне

классифицированного радиационного персонала по Британским правилам.



Основные закономерности поведения радона в пещерах

Исследованиями, проведенными в США, Англии и некоторых других

странах, выявлены некоторые важные закономерности формирования и

поведения радона в пещерах.

Повышенное по сравнению с наружной атмосферой содержание радона

и его дочерних продуктов является атрибутивным свойством пещер.

Уровни альфа-радиации в пещерах обычно превышают атмосферные в 10-300

раз, но могут превышать и на 4 порядка. Обычные концентрации

дочерних продуктов радона в атмосфере - 0,001 WL, в пещерах - в

пределах 0,03-3,0 WL, тогда как максимальная измеренная в пещерах

концентрация составляет почти 42 WL (или 155400 Бк м-3 эквивалентная

равновесная концентрация радона) в пещере Джайантс Хоул, Англия

(Gunn, Fletcher, Prime, 1991; Yarborough, 1980 и др.).

Производство и высвобождение радона из вмещающих пород и

вторичных отложений определяется содержанием в них исходного радия,

структурой матрикса (Bottrell, 1991), а также атмосферным давлением.

Повышение атмосферного давления уменьшает, а понижение давления

увеличивает эманацию радона (Ahlstrand, Fry, 1977; Yarborough, 1977).

Подземные воды не характеризовались в качестве важного источника

радона в пещерах, однако иногда они имеют высокие концентрации радона

и могут служить его поставщиком в некоторых пещерах.

Многими исследованиями показано, что формирование и

распределение концентраций радона в пещерах в наибольшей степени

контролируется воздухообменом с наружной атмосферой, который в свою

очередь определяется топологией пещерной системы и различиями в

плотности пещерного и наружного воздуха (Ahlstrand, Fry, 1977;

Atkinson, Smart, Wigley, 1983; Yarborough, 1977; 1980; Middleton et

al., 1991; Prime, O'Hara, 1991). Однако в некоторых крупных и

изолированных от наружной атмосферы пещерных системах внутренний

воздухообмен и распределение радона мало зависят от взаимоотношений с

наружной атмосферой и определяются конвективной воздушной

циркуляцией, вызванной температурными различиями между зонами

пещерной системы (Cunningham, LaRock, 1991).

Упомянутая сложная комбинация контролирующих факторов

обуславливает большие пространственные и временные вариации уровней

радона в пещерах. Они могут сильно (на несколько порядков)

различаться в пещерах одного региона, и в различных участках одной

пещеры (Yarborough, 1980; Gunn, Fletcher, Prime, 1991).

Наиболее общей закономерностью временной изменчивости

концентраций радона в пещерах является сезонный тренд с наибольшими

значениями в летний период и наименьшими - в зимний. Главной

причиной являются выраженные сезонные изменения воздушной циркуляции,

однако проявляются они по разному в двух основных типах пещер,

приводя к одинаковому сезонному тренду в концентрациях радона

(Yarborough, 1977).

В восходящих пещерах (полости расположены выше входа) летний

максимум радона обуславливается вытеканием более плотного пещерного

воздуха наружу, что вызывает "вытягивание" воздуха из периферийных

участков и трещинного пространства и соответствующее поддержание высо-

ких концентраций радона в основных объемах.

В нисходящих пещерах (полости расположены ниже входа) в летний

период интенсивность воздухообмена уменьшается и застойная ситуация

способствует возрастанию концентраций радона.

Формированию сезонного тренда радона должно способствовать также

наличие закономерного сезонного хода атмосферного давления, который

над материками характеризуется зимним максимумом и летним минимумом.

Это должно вызывать общее зимние уменьшение и летнее усиление

эманации радона. Во всяком случае, в работах американских

(Ahlstrand, Fry, 1977) и британских (Middleton et al., 1991)

исследователей было показано, что смена атмосферных систем (циклонов

и антициклонов) в районе пещеры определяла суточные вариации радона.
Радон в пещерах массива Чатырдаг (Крым)

На массиве Чатырдаг, сложенном верхнеюрскими известняками,

известно около 140 пещер. В наиболее крупной из них - пещере

Мраморной - проведены режимные радонометрические исследования в

течение года.

Общая протяженность пещеры 2025 м, объем 125,2 тыс. м3. С 1989

года пещера благоустроена и эксплуатируется в качестве экскурсионного

объекта, принимая ежегодно свыше 200 тыс.посетителей. Пещера вытянута

в плане с севера на юг, пологонаклонна в разрезе, залегая

субпараллельно склону массива (рис.1).

По микроклиматическим особенностям в пещере могут быть выделены 4

участка:


1. Зал Сказок: привходовая галерея; уравнивающая зона,

испытывающая влияние наружной атмосферы. Колебания температуры

воздуха в пределах от 7,6 до 8,3 С.

2. Тигровый Ход располагается в стороне от основного пути

воздухообмена и является наиболее теплым участком пещеры (8,6 С).

3. Главная галерея вплоть до южного окончания и галереи нижнего

яруса до уступа перед залом Шоколадка. Температура воздуха стабильна

(8,4 С).


4. Дальняя (крайняя северная) часть нижнего яруса. Температура

воздуха составляет 8,0 С, что на 0,4 С ниже, чем в смежном участке 3.

Это может быть связано с более активным воздухообменом с поверхностью

в этом неглубоко заложенном участке, при сохранении зимней

охлажденности в условиях "холодного мешка".

Радонометрические исследования проводились путем измерений

концентраций радона по фиксированной сети из 22 точек, повторяемых в

различные сезоны года. Серия измерений выполнялась в пределах 1-2

дней при однородной микроклиматической ситуации. Всего выполнено 5

серий: в декабре 1991 г., в феврале, апреле, июле, ноябре 1992 г.

Результаты измерений представлены на рис.2. Измеренные

концентрации радона варьируют от 156 до 39300 Бк м-3 (концентрации

дочерних продуктов от 0,02 до 5.31 WL при принятом факторе равновесия

0,5), демонстрируя высокую пространственную и сезонную изменчивость.

Средняя концентрация радона в пещере составляет 8673 Бк м-3 (ЭКДП -

эквивалентная концентрация дочерних продуктов равна 1,2 WL).

Пространственная изменчивость содержания радона определяется,

главным образом, условиями воздухообмена различных участков пещеры с

наружной атмосферой. На рис.2 и 3 результаты сгруппированы по

морфологическим участкам пещеры. Рис.2 представляет все измеренные

разновременные концентрации на каждой точке, тогда как на рис.3

даны средние содержания радона на точках. Хорошо видно, что уровни

радона в пределах участков весьма однородны, за исключением отдельных

точек, и существенно отличаются от уровней на смежных участках.

Наиболее низкие концентрации наблюдаются в зале Сказок - самом

проветриваемом участке пещеры. Аномально высокая концентрация в

точке R3 объясняется ее расположением на глубине 5 м ниже дна зала в

большом поноре. Высокое содержание радона тут определяется

взаимосвязью с нижним ярусом пещеры. При итоговом группировании

результатов даннные по точке R3 могут быть исключены из

рассматриваемой группы и присоединены к группе нижнего яруса. В этом

случае среднее содержание радона в зале Сказок (по всем точкам и

сезонам) составит 2103 Бк м-3, а эквивалентная концентрация дочерних

продуктов 0,28 WL (рис.4).

Значительно более высокие концентрации радона наблюдаются в

главной галерее: залах Перестройки, Плотинном, Дворцовом, Глиняном.

Тут воздухообмен с наружной атмосферой намного слабее. Влияние

воздушного потока от зала Сказок проявляется на точке R11,

расположенной на сильно возвышающейся глыбе в зале Перестройки и

демонстрирующей более низкие уровни радона по сравнению со смежными

точками на дне зала.

В дальнем конце Глиняного зала установлена наиболее высокая

концентрация радона в пещере - 39300 Бк м-3 (ЭКДП 5,3 WL). Среднее

значение по пяти разносезонным измерениям в этой точке также

наиболее высокое: 17505 Бк м-3 (ЭКДП 2,36 WL). Эта аномалия может

быть объяснена вероятным воздухообменом с неизвестными еще закрытыми

полостями, расположенными по простиранию главной галереи.

Таким образом, данные по точке R15 можно обособить от прочих

данных по главной галерее ввиду влияния особых условий. Средняя

концентрация радона по точкам R9-R14 залов Перестройки - Глиняного

составляет 6259 Бк м-3 (ЭКДП 0,85 WL).

В пределах Тигрового Хода имеется четыре точки наблюдений, одна

из которых (R18) расположена в обособленной камере на глубине 7 м под

основной полостью. Тут отмечены наиболее высокие для Тигрового Хода

концентрации радона, которые следует группировать с данными по

нижнему ярусу, проходящему непосредственно под указанной камерой, с

которым имеется воздухообменная связь.

Среднее содержание радона по остальным точкам Тигрового Хода

составляет 4586 Бк м-3 (ЭКДП 0,62 WL), что более чем вдвое превышает

среднее значение по смежному залу Сказок и отражает более

затрудненный воздухообмен с наружной атмосферой. Отсутствие снижения

концентраций радона на самой дальней точке (R21) свидетельствует об

отсутствии прямой полостной связи и воздухообмена с поверхностью в

сторону балки Чумнох.

Высоким содержанием радона характеризуется нижний ярус пещеры,

особенно две его "ближние" точки R23 и R16. Средняя концентрация тут

составляет 12637 Бк м-3 (ЭКДП 1,7 WL). В дальнем конце нижнего яруса

(точка R17) средняя концентрация радона заметно ниже, что согласуется

с микроклиматическим своеобразием этого участка и выводом о наличии

воздухообмена с наружной атмосферой.

Таким образом, пространственные вариации содержания радона в

пещере Мраморная тесно связаны с особенностями воздухообмена. Их

изучение может служить эффективным средством микроклиматического

зонирования пещерной системы. Рис.4 демонстрирует средние

концентрации радона по группам точек, представляющих различные

морфолого-микроклиматические участки пещеры, определенные с учетом

проведенного выше обсуждения.

Сезонная изменчивость содержания радона в пещере Мраморная

хорошо иллюстрируется рисунком 5. График построен по средним

концентрациям радона в морфолого-климатических участках, выделенных

выше. Средние концентрации радона на участках варьируют по сезонам в

4 - 28 раз. Прекрасно выражен годовой ход концентраций радона,

проявляющийся на всех участках. Серия измерений, проведенная в

декабре 1991 г., не представляет типично зимнюю ситуацию (ситуацию

существенного понижения среднедневных температур наружного воздуха

относительно температуры пещерного воздуха), а скорее отвечает

переходной обстановке межсезонья. Февральская серия демонстрирует

выраженный минимум концентраций радона, а июльская - отчетливый

максимум почти на всех участках. Измерения в апреле и ноябре

соответствуют переходной ситуации.

Обращает на себя внимание слабая выраженность летнего максимума

концентраций в конце нижнего яруса, что еще раз подтверждает

отмеченное выше микроклиматическое своеобразие этого участка.

Однократное измерение концентрации радона выполнено в дальней

части пещеры Холодная - небольшой наклонной нисходящей полости.

Низкое содержание (856 Бк м-3)  соответствует значительному

проветриванию, обусловленному открытостью пещеры.
Радон в пещерах Западной Украины

В неогеновых гипсах западных областей Украины развиты крупнейшие

в мире гипсовые лабиринтовые пещеры. Они характеризуются

горизонтально-этажным строением, высокой плотностью каналов в плане,

и имеют, как правило, один вход (Климчук, Андрейчук, 1988; Klimchouk,

1992). Можно было ожидать достаточно высокое содержание радона в

гипсовых пещерах региона по двум соображениям:

1) Выявлено повышенное содержание урана в ратинских хемогенных

известняках, непосредственно перекрывающих гипсовую толщу (D.Ford,

персональное сообщение о результатах анализа наших проб в лаборатории

Макмастерского университета, Канада), а также в глинистых отложениях

пещеры Золушка (В.В.Гудзенко, персональное сообщение о результатах

анализа наших проб в лаборатории ИГН АН Украины). По-видимому,

повышенным содержанием рассеянного урана характеризуются

вышезалегающие глинистые отложения верхнего бадения и нижнего

сармата, которые переотложены и широко распространены во всех пещерах

региона.

2) Обширные пещерные системы, имеющие обычно один вход (иногда

два), характеризуются в целом затрудненным воздухообменом, что должно

способствовать формированию высоких концентраций радона, по крайней

мере в дальних и периферийных участках пещерных систем.

Первые измерения концентраций радона и его дочерних продуктов в

пещерах региона (в Озерной и Оптимистической) были сделаны

британскими спелеологами в ходе экспедиции 1990 года (Gunn, 1991).

Наши измерения в тех же пещерах выполнены в декабре 1992 г. Все

имеющиеся в нашем распоряжении данные сведены в таблицу 4. Данные

Дж.Ганна и наши в целом сопоставимы, хотя их буквальное сопоставление

невозможно ввиду высокой пространственной и временной изменчивости

уровней радона и его дочерних продуктов. Разновременные данные по

разным точкам мы можем лишь осреднить с использованием средних

значений для оценки доз.
Таблица 4
Содержание радона и его дочерних продуктов

в пещерах Западной Украины


╔════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ │Концентрация │ Концентрация дочерних ║

║ Места измерений │радона по │ продуктов радона, WL ║

║ │нашим данным,│─────────────────────────────║

║ │ Бк м-3 │ по нашим │ по Gunn,1991 ║

║ │ │ данным │ ║

║ │ │ (декабрь) │ (август) ║

║────────────────────│─────────────│────────────│────────────────║

║ Поверхность │ │ │ 0,0029 (n=7) ║

║ │ │ │ ║

║ Пещера Озерная: │ │ │ ║

║ Входная галерея │ 2620 │ 0,35 │ ║

║ Зал Солнце │ │ │ 0,55 (n=3) ║

║ Западная Стена │ │ │ 0,55 (n=3) ║

║ Оз.Нежданное │ │ │ 0,42 (n=2) ║

║ Хатки │ 7560 │ 1,02 │ 0,59 (n=2) ║

║ Базовый лагерь │ │ │ 0,55 (n=1) ║

║ Зал Каменного Пика │ │ │ 0,56 (n=1) ║

║ Оз.Немо │ 5820 │ 0,78 │ ║

║ Кристалл │ 10800 │ 1,46 │ ║

║ │ │ │ ║

║ Пещера │ │ │ ║

║ Оптимистическая:│ │ │ ║

║ Входовой лаз │ 858 │ 0,12 │ ║

║ Ближний р-н │ │ │ 1,16 (n=1) ║

║ Лагерь 1,5 Сарая │ 20900 │ 2,82 │ ║

║ Авербаха │ 18200 │ 2.46 │ ║

║ Сива Кобыла │ 23700 │ 3,2 │ ║

║ │ │ │ ║

╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝


В целом, пещеры Озерная и Оптимистическая демонстрируют высокое

содержание радона и его дочерних, причем среднее содержание дочерних

продуктов радона в Оптимистической (2,41 WL) почти в четыре раза

превышает среднее содержание в Озерной (0,61 WL). (При подсчете

средних значений исключены данные по входовым участкам). Но следует

подчеркнуть, что все измерения в Озерной выполнены в пределах хорошо

вентилируемого Ближнего района, тогда как в Оптимистической три из

четырех измерений сделаны в весьма удаленных центральных районах

лабиринта. На рис.6, где использованы только данные наших измерений и

точки расположены в порядке удаления от входа, хорошо видна тенденция

возрастания концентраций по мере углубления в лабиринт.

В целом, имеющиеся данные позволяют составить лишь общее

представление об уровнях радона в этих крупных пещерных системах.

Необходимы дальнейшие измерения, сеть которых должна охватывать все

основные районы лабиринтов. Следует полагать, что детальная

радонометрическая съемка в крупных западноукраинских лабиринтах будет

незаменимым средством их микроклиматического зонирования, выявления

основных путей воздухообмена в системе, прогнозирования возможных

продолжений по контурам разведанных пещерных полей.
Радон в пещере Большая Азишская (Сев.Кавказ)

Пещера находится в Апшеронском районе Краснодарского края, на

западном склоне хребта Азиш-Тау в междуречье рек Белая и Курджипс.

Заложена в субгоризонтальных доломитах и доломитизированных

известняках (Jз о+km). Протяженность пещеры 635 м, амплитуда 37 м,

объем 11883 м. Вход вскрыт обвалом потолка крупного зала. Пещера

двухярусная, линейная, с водотоком на нижнем ярусе (рис.7). Пещера

оборудована металлическими лестницами, мостками, и эксплуатируется в

качестве туристско-экскурсионного объекта.

Измерения в пещере выполнены в январе 1992 года. Результаты

представлены на рис.8. Содержание радона колеблется в пределах от 77

до 1080 Бк м-3 при среднем значении для пещеры в целом 326 Бк м-3

(ЭКДП 0,04 WL).

В пространственном распределении радона хорошо проявляется

закономерная связь с особенностями воздухообмена. Самые низкие

концентрации отмечены во входном зале (точки R1, R2). Имеется

тенденция к возрастанию концентраций по мере удаления от входа вглубь

пещеры, вверх по течению ручья (точки R1 - R10). Точка R7 c резко

выделяющейся концентрацией расположена в противоположном нижнем по

течению конце пещеры, в колодце у трехметрового водопада. Повышенное

содежание радона тут может быть связано с его дегазацией из водотока

при его барботировании, и с относительно слабым проветриванием.

Таким образом, пещера Б. Азишская демонстрирует в целом весьма

низкие уровни радона, что определяется хорошей естественной

вентиляцией. Однако следует подчеркнуть, что эти данные

соответствуют зимнему минимуму радона, и летние концентрации могут

быть намного выше.
Радон в пещерах массива Арабика (Западный Кавказ)

Массив Аабика является одним из крупнейших известняковых

массивов Западного Кавказа, сложен главным образом верхнеюрскими

известняками и представляет типичный альпийский высокогорный (2100

-2600 м) карст с многочисленными вертикальными полостями, в том числе

- глубочайшими пещерными системами Илюхина (-1242 м), Арабикской

(-1110 м) и др. (Климчук А.Б., 1990).

Измерения выполнены британской экспедицией в августе 1990 года

на семи точках в 4-х пещерах, на глубинах до 95 м (Gunn, 1991).

Атмосферная концентрация дочерних продуктов радона составляла 0,003

WL, т.е. несколько ниже нормальной. Концентрации в пещерах

варьировали от 0,06 до 0,41 WL при средней 0,22 WL (эквивалентная

концентрация радона при F=0,5 составляет 1628 Бк м-3. Это

сравнительно невысокие уровни радона и его дочерних продуктов, что

соответствует хорошей вентиляции полостей в условиях сильной

закарстованности и активной нисходящей фильтрации вод в верхней

части зоны аэрации горного массива.
Радон в пещерах массива Кырктау (Узбекистан)

Массив Кырктау находится в пределах Зеравшанского хребта, сложен

силурийскими и девонскими известняками и доломитами, имеет

платообразную поверхность на высотах 2000-2400 м н.у.м. и отличается

интенсивным поверхностным и подземным закарстованием. Тут известны

многочисленные пещеры, как реликтовые, так и активные, среди которых

преобладают вертикальные (Климчук и др., 1981).

Измерения содержания дочерних продуктов радона в пещерах массива

выполнены британской экспедицией в августе 1990 года (Gunn, 1991) на

десяти точках в 5-и пещерах. В большинстве обследованных пещер,

включая шахту Киевская, концентрации низкие: от 0,09 до 0,21 WL,

средняя 0,15 WL (эквивалентная концентрация радона при F=0,65

составляет 854 Бк м-3). В шахте Боунти Пот ("Подарочный Колодец",

название англичан) два измерения показали высокие концентрации: 1,73

и 1,52 WL, что более чем в 100 раз превышает среднее значение для

остальных пещер. Это может быть связано с повышенным содержанием

урана во вмещающих породах или вторичных отложениях, и хорошо

иллюстрирует возможные индивидуальные вариации уровней радона и его

дочерних в пещерах одного района.
Радон в пещерах хребта Кугитангтау (Туркменистан)

Известная группа Карлюкских пещер находится в пределах западного

макросклона хребта Кугитангтау и включает в себя систему КапКутан -

Промежуточная (протяженность 54 км/амплитуда 210 м), пещеры

Хашим-Ойик (7 км/170 м), Геофизическую (4,5 км/100 м), Таш-Юрак (3,2

км/40 м), Вертикальную (1,6 км/95 м). Пещеры заложены в известняках

кугитангской свиты (Jз сl+ox) и отличаются сложной пространственной

структурой и морфологией. В целом, это трехмерные лабиринты, в

которых имеются линейные и изометричные элементы, участки "губчатых"

лабиринтов и др. Пещеры района отличаются выдающимся богатством и

разнообразием вторичных минеральных образований. Интенсивность

воздухообмена колеблется от весьма значительной в магистральных

участках пещер с несколькими, в том числе крупными, входами (система

Кап-Кутан - Промежуточная), до весьма слабой в периферийных участках

или пещере с узким, закрытым люком входом (пещера Геофизическая).

Измерения концентраций радона были выполнены нами в мае 1992

года в пещерах Кап-Кутан, Хашим-Ойик и Геофизической. В каждой из

пещер были опробованы по 3-4 точки, одна из которых располагалась

вблизи входа, а прочие - в глубине пещерных систем, с нарастающим

удалением от входа. Результаты измерений представлены на рис.9.

Установлено, что пещеры хребта Кугитангтау характеризуются

весьма высоким, а пещера Геофизическая - очень высоким содержанием

радона и его дочерних продуктов. Средние концентрации для пещер,

исключая данные по привходовым точкам, составляют (в скобках -

эквивалентные концентрации дочерних продуктов):

- пещера Хашим-Ойик: 12423 Бк м-3 (1,68 WL; F=0,5)

- пещера Кап-Кутан: 18955 Бк м-3 (2,56 WL; F=0,5)

- пещера Геофизическая: 49510 Бк м-3 (8,70 WL; F=0,65)


Следует отметить, что точки наблюдений в пещерах располагались в

магистральных галереях; при опробовании в периферийных участках можно

было бы ожидать еще более высокие уровни. Рис.9 демонстрирует

отчетливый тренд повышения концентраций по мере удаления от входа

вглубь пещер.

В точке R3 пещеры Геофизической определена самая высокая

концентрация радона в пещерах СНГ: 68110 Бк м-3 (ЭКДП 11,1 WL;

F=0,65). Этот уровень является одним из самых высоких, измеренных в

пещерах мира.

Относительные уровни содержания радона в пещерах Кугитанга в

целом согласуются с представлениями об интенсивности воздухообмена в

них. Наименее вентилируемая пещера Геофизическая демонстрирует

максимальные концентрации. Однако формирование высоких уровней радона

в пещерах района определяется также повышенным содержанием урана во

вмещающих породах или вторичных отложениях (и соотствующей

повышенной эманацией радона), о чем свидетельствуют результаты

проведенного параллельно исследования гамма-фона.

Уровни гамма-фона, измеренные в тех же точках, что и

концентрации радона, колебались в пределах от 17 до 149 микрорентген

в час. Установлена отчетливая корреляционная связь между содержанием

радона в воздухе и гамма-фоном в точках наблюдений (коэффициент

корреляции 0,85). По неопубликованным данным, в некотором участке

пещеры Геофизической установлен ванадиево-урановый минерал тюямунит,

в зоне нахождения которого отмечен повышенный гамма-фон (до 300-

500 микрорентген в час).
Практический аспект: вопросы радиационной безопасности

Повышенное содержание радона и его дочерних продуктов является

атрибутивным свойством пещер. Возможность получения повышенных доз

альфа-радиации рассматривается как один из факторов риска, присущих

пещерной среде (Gunn, Fletcher, Prime, 1991). Связанные с этим

обстоя- тельства и вопросы радиационной безопасности должны быть

известны и учитываться как в профессиональной, так и в любительской

деятельности, осуществляемой в пещерах.

Имеющиеся данные позволяют оценить радиационную обстановку в иссле-

дованных пещерах. При этом использованы приведенные выше критерии и

пороговые уровни, принятые в Великобритании и США.

Оценочные данные приведены в таблице 5. В ней даны средние

концентрации дочерних продуктов радона для пещер районов, отдельных

пещер или для отдельных участков пещер, в зависимости от состава и

внутренней однородности доступных выборок. В подавляющем большинстве

случаев, за исключением пещеры Б.Азишской, содержание превышает

пороговый уровень "контролируемой зоны" по британским стандартам (0,1

WL) и ПДК для рабочих помещений, рекомендуемую Международной

Комиссией по Радиационной Защите (0,3 WL). По правилам СНП США, при

превышении уровня 0,3 WL в пещере требуется еженедельный мониторинг

концентраций и учет накопленных доз для всех служащих, занятых под

землей.


В следующих двух колонках таблицы приведены дозы, получаемые в

обследованных пещерах, для двух типичных ситуаций: 6-часового визита

в пещеру (соответствует стандартному рабочему выходу) и 5-дневного

пребывания в базовом лагере (соответствует распространенной практике

исследования пещер с применением подземных лагерей, т.е. с

круглосуточным пребыванием в пещере. При этом принимается, что

средние значения концентраций представительны для пещеры в любое

время, что является существенной натяжкой. Учитывая большие сезонные

вариации концентрации радона и его дочерних продуктов, реальные

дозы могут быть выше оценочных летом и ниже зимой.

Приведенные данные показывают, что в некоторых случаях (точка R3

пещеры Геофизической) можно получить до 1/3 годовой дозы 15 мЗв,

допустимой для персонала по британским стандартам, всего за один

рабочий выход в пещеру. Эта предельная годовая доза будет достигнута

или превышена за 5-дневную смену в подземном лагере во многих других

случаях: в Глиняном Зале и нижнем ярусе пещеры Мраморная, в пещере

Оптимистическая, во всех обследованных пещерах Кугитангтау. Таким

образом, по соображениям радиационной безопасности практика

исследования пещер с применением подземных лагерей должна быть

ограничена самыми необходимыми случаями, а места установки лагерей

выбираться в наиболее проветриваемых зонах пещер. При необходимости

работ в подземных лагерях следует проводить радонометрическое

обследование и контроль получаемых доз.
Таблица 5

Радиационная обстановка в пещерах


╔══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ │Средняя │ Получаемые дозы,│ Пороговое время║

║ Район, │концентр.│ мЗв │ экспозиции,час.║

║ пещера, │дочерних │─────────────────│ для получения ║

║ участок │продуктов│ за 6-и │за 5-и │ допустимой ║

║ │радона, │ часов. │суточн. │ годовой дозы ║

║ │ WL │ визит в│смену в │────────────────║

║ │ │ пещеру │подземн.│персо- │ квалиф.║

║ │ │ │лагере │нала, │ радиац.║

║ │ │ │ │15 мЗв │ работ- ║

║ │ │ │ │ │ ников, ║

║ │ │ │ │ │ 50 мЗв ║

║─────────────────────────────│─────────│────────│────────│───────│────────║

║ │ │ │ │ │ ║

║ Крым, пещера Мраморная │ │ │ │ │ ║

║ - экскурсионная трасса │ │ │ │ │ ║

║ (зал Сказок + Тигровый ход) │ 0,45 │ 0,2 │ 4 │ 453 │ 1511 ║

║ - залы Перестр.-Дворцовый │ 0,85 │ 0,37 │ 7,4 │ 240 │ 800 ║

║ - Глиняный зал-конец │ 2,36 │ 1,0 │ 20 │ 86 │ 288 ║

║ - Нижний ярус-центр │ 1,71 │ 0,75 │ 15 │ 119 │ 398 ║

║ │ │ │ │ │ ║

║ Крым, пещера Холодная │ 0,11 │ 0,05 │ 1 │ 1854 │ 6181 ║

║ │ │ │ │ │ ║

║ Западная Украина: │ │ │ │ │ ║

║ пещера Озерная │ │ │ │ │ ║

║ (Ближний район) │ 0,61 │ 0,30 │ 6 │ 334 │ 1114 ║

║ │ │ │ │ │ ║

║ пещера Оптимистическая: │ 2,41 │ 1,1 │ 21,2 │ 84 │ 282 ║

║ - ПБЛ "Сива Кобыла" │ 3,20 │ 1,4 │ 28,2 │ 63 │ 212 ║

║ │ │ │ │ │ ║

║ Сев.Кавказ,пещера Б.Азишская│ 0,04 │ 0,02 │ 0,4 │ 5100 │ 17000 ║

║ │ │ │ │ │ ║

║ Зап.Кавказ,пещеры Арабики │ 0,22 │ 0,1 │ 2 │ 927 │ 3090 ║

║ │ │ │ │ │ ║

║ Зеравшанский хр., │ │ │ │ │ ║

║ массив Кырктау: │ │ │ │ │ ║

║ пещера Боунти Пот │ 1,62 │ 0,7 │ 14 │ 126 │ 420 ║

║ прочие пещеры │ 0,15 │ 0,07 │ 1,4 │ 1360 │ 4533 ║

║ │ │ │ │ │ ║

║ Хр.Кугитангтау: │ │ │ │ │ ║

║ пещера Хашим-Ойик │ 1,68 │ 0,74 │ 14,8 │ 121 │ 405 ║

║ пещера Кап-Кутан │ 2,56 │ 1,1 │ 22,5 │ 80 │ 265 ║

║ пещера Геофизическая: │ 8,70 │ 3,8 │ 76,7 │ 23 │ 78 ║

║ - точка R3 │ 11,1 │ 4,8 │ 97,9 │ 18 │ 61 ║

╚══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
В двух последних колонках таблицы приведено пороговое время

экспозиции соответствующим уровням радиации, за которое будут

получены допустимые годовые дозы для обычных служащих (15 мЗв) и

для квалифицированных радиационных работников (50 мЗв) по британским

и американским стандартам. Следует подчеркнуть, что категория

"квалифицированный радиационный работник" предусматривает целый ряд

особых льгот в условиях труда и особых контрольных мер за здоровьем

персонала. К этой категории не могут быть приравнены ни

профессиональные работники, занятые в пещерах, ни, тем более,

спелеологилюбители. Это пороговое время тут приведено лишь для

иллюстрации высокой радиационной опасности некоторых пещер, например,

пещеры Геофизической, где доза 50 мЗв может быть получена всего за 78

часов.

Очевидно, что практическая оценка приведенных данных должна



производиться раздельно для спелеологов-любителей и профессиональных

работников, хотя некоторые активно практикующие спелеологи-любители

также могут проводить в пещерах значительное время.

Доза, которую могут получить спелеологи-любители, проводящие в

пещерах 100-200 часов в год (20-40 условных выходов в пещеры) может

легко превысить допустимую для "публики" (5 мЗв), но в большинстве

случаев останется в пределах допустимой для обычного персонала. Но в

некоторых пещерах пороговая доза для персонала может быть легко

достигнута и при "любительской" нагрузке (за 20-100 часов): в нижней

части пещеры Мраморной, в пещерах Оптимистическая (Западная Украина),

Боунти Пот (Кырктау), во всех пещерах Кугитангтау. Это еще раз

подтверждает необходимость радонометрического обследования основных

активно посещаемых пещер и публикации данных с тем, чтобы

спелеологическая общественность могла планировать свою активность

осознанно и принимать меры к уменьшению радиационной опасности.

В число таких мер, рекомендуемых для пещер с высоким содержанием

радона и его дочерних продуктов, следует включить:

1. Ограничение времени работы в пещерах. Большинство

рациональных задач, которые ставят перед собой спелеологи, может быть

решено с гораздо меньшими, чем обычно, затратами "пещерного" времени,

при условии тщательного планирования и самодисциплины. Нерациональные

задачи в таких случаях следует отвергать. В случае крайней

необходимости подземных лагерей следует предусматривать

своевременную ротацию состава.

2. Планирование работ на зимний период, когда концентрации

радона и его дочерних минимальны для данной пещеры.

3. Использование респираторов. Это весьма эффективная мера, так

как основную потенциальную опасность представляет экспозиция

излучению легких при вдыхании дочерних продуктов радона.

4. Отказ от курения в пещерах. Риск заболевания раком легких,

создаваемый по отдельности курением и дочерними продуктами радона,

при совместном действии обеих факторов не складывается, а умножается.

В некоторых экстремальных случаях, типа пещеры Геофизической,

любительские посещения должны быть заведомо запрещены, а работы

проводиться по особой потребности и с соблюдением всех требований к

работам в радиационно опасной зоне.

Оценка ситуации применительно к персоналу, профессионально и

постоянно занятому на пещерных работах, имеет некоторые особенности.

Наиболее распространенным случаем являются экскурсионные пещеры, в

которых работают гиды и технический персонал. Очевидно, что все

действующие и намечаемые к освоению экскурсионные пещеры должны

обследоваться на содержание радона и его дочерних продуктов; это

является обязательным требованием в Англии, США и ряде других стран.

При выявлении высоких уровней радона должен осуществляться

мониторинг, позволяющий детально изучить пространственные и сезонные

вариации, как это сделано в пещере Мраморной.

Экскурсионная трасса в пещере Мраморная развита в пределах

участков с наиболее низким содержанием радона, хотя оно и является

значительным. Это определяет необходимость постоянного радиационного

мониторинга в пещере, учета времени работы персонала и контроля

индивидуальных доз работников. В среднем, работник может получить

годовую допустимую дозу 15 мЗв за 240 часов, или за 40 рабочих дней

при 6-часовой работе под землей. Пороговое время экспозиции может

быть на 15-20 % меньшим при работе в летний период и существенно

большим - в зимний. В любом случае очевидно, что при эксплуатации

пещеры Мраморная необходимо ограничение времени подземной работы

персонала, что может достигаться его ротацией между подземными и

поверхностными работами.

Единичные посещения пещеры Мраморной экскурсантами не

представляют для них никакой опасности. Даже при наиболее высоких

летних уровнях (около 0,8 WL), в течение 1,5-часовой экскурсии

посетитель может получить дозу около 0,09 мЗв, что более чем в 55 раз

ниже допустимой годовой дозы для "публики" по британским стандартам

(5 мЗв).


Вторая обследованная экскурсионная пещера - Б.Азишская, имеет

очень незначительные уровни радона. В случае занятости на подземных

работах 260 дней в году по 6 часов в день, персонал получит лишь

около 30 % допустимой годовой дозы для персонала.


* * * * *
Авторы меньше всего хотели бы, чтобы публикация в настоящей

статье достаточно тревожных данных и оценок о радиационной опасности

пещер вызвала паническую реакцию спелеологов и привела к уменьшению

спелеологической активности. Однако, если опасность реальна и

существенна (хотя и неощутима), она должна быть известна и осознана

людьми, которые ей подвергаются. Если уровень мотивации для занятий

спелеологией достаточно серьезный, чтобы, зная об опасности

продолжать заниматься пещерами (а радоновая опасность, как известно,

не единственная в пещерах), то можно предпринять достаточно

эффективные меры к ее уменьшению. Наиболее важные из возможных мер

упомянуты выше. В свете сказанного, особое значение имеет накопление

и публикация данных об уровнях радона в основных активно посещаемых

пещерах.

Обсуждая практические последствия радоновой проблемы для

спелеологии, ангийские исследователи отмечают, что ее осознание

приведет к снижению спортивно-рекреационной активности в пещерах

(Gunn, Fletcher, Prime, 1991). Это, в свою очередь, будет иметь

положительный эффект для охраны пещерной среды. Однако вероятно, что

те пещеры и пещерные районы, которые будут идентифицированы как

имеющие низкие содержания радона и его дочерних, получат со временем

увеличенную нагрузку.
Научно-методические аспекты

Изучение радона в пещерах представляет большой научный интерес.

Основные закономерности формирования и поведения радона в пещерах уже

неплохо изучены и подтверждаются приведенными в настоящей статье

данными.

Тесная связь поведения радона в пещерах с их микроклиматом

позволяет использовать радонометрические исследования в качестве

инструмента микроклиматического зонирования крупных пещерных систем,

что было продемонстрировано в работе К.Каннингема и Э.Ларока для

пещеры Лечугия, Нью-Мексико, США (Cunningham & LaRock, 1991). Эта

возможность хорошо иллюстрируется проведенными режимными

исследованиями в пещере Мраморной. Особенно интересной представляется

возможность выявления структуры воздухообмена в сложных

лабиринтовых пещерах типа западноукраинских, прогнозирования

вероятных продолжений по контурам разведанных пещерных полей.

Поскольку дочерние продукты радона должны оседать на внутренних

поверхностях пещер, тонкие геохимические исследования должны

фиксировать долгоживущие или конечные продукты распада в натечных

корах и других типах отложений. Так как концентрации радона и

интенсивность накопления его дочерних продуктов определяются

условиями воздухообмена в пещере, то колебания концентраций

свинца-210 и свинца-206 в разрезе вторичных отложений можно

интерпретировать как отражение изменений структуры воздухообмена и

степени связности полости с поверхностью.

Интересной и практически неизученной проблемой является роль

радона в аэрозольном массопереносе и осаждении минеральных

образований из аэрозолей пещер. Повышенная радиоактивность пещерного

воздуха вызывает его повышенную ионизацию, что должно определять

существенные особенности переноса и локализации аэрозольных частиц.

По нашим наблюдениям, минеральные образования аэрозольного генезиса

особенно широко распространены и разнообразны в пещерах Кугитангтау и

Западной Украины, для которых, как показано выше, характерны высокие

содержания радона.

Признательность


Авторы благодарны директору центра спелеотуризма "Оникс"

А.Ф.Козлову, начальнику и главному геологу Кугитангской ГРЭ

С.М.Ташеву и Ф.Ф.Атангулову за помощь в финансировании и проведении

исследований в пещере Мраморная и в пещерах Кугитангтау. Мы также

признательны старшему научному сотруднику ИГН АН УКраины В.В.Гудзенко

за ценные методические консультации.


Литература

1. Климчук А.Б. Карстовые водоносные системы массива Арабика.

//Пещеры. Проблемы изучения: Межвузовский сборник научных тру-

дов. Пермь, 1990. 6-16.


2. Климчук А.Б., Андрейчук В.Н. Геолого-гидрогеологические условия

развития крупных гипсовых пещер Западной Украины и их генезис. //

Пещеры. Межвузовский сборник научн.трудов. Пермь, 1986. 12-25.
3. Климчук А.Б., Рогожников В.Я., Ломаев А.А. Карст массива Кырк- тау

(Зеравшанский хребет, Тянь-Шань). - Киев: ИГН АН УССР, 1981. 1-53.


4. Наседкин В.М., Климчук А.Б. Воздушная альфа-радиация в пещерах:

состояние проблемы. // "Свет": Вестник Киевского карстологоспелео-

логического центра, 1991, No.1. 9-13.
5. Ahlstrand G.M., Fry P.L. Alpha radiation project at Carlsbad

Caverns: two years and still counting. //Proceedings of the Nat.

Cave Management Simposium. Big Sky, Montana, 1977. 133-137.
6. Atkinson T.C., Smart P.L., Wigley T.M.L. Climate and natural radon

levels in Castleguard Cave, Columbia Icefields, Alberta, Canada.

// Arctic and Alpine Research, 1983, Vol.15, No.4. 487-502.
7. Beckman R.T. Radiation hazards in caves. //Proceedings of the

Nat.Cave Management Simposia.Mammouth Cave, Kentucky,1980. 204.


8. Bottrell S. Radon production and release from cave sediments.

// Cave Science, 1991, Vol.18, No.2. 79-82.


9. Cunningham K.I., LaRock E.J. Recognition of microclimate zones

through radon mapping, Lechuguilla Cave, Carlsbad Caverns National

Park, New Mexico. // Health Physics, 1991, Vol.61, No.4. 493-500.
10. Gunn J. Radon concentrations in three Russian cave areas.

// Cave Science, 1991, Vol.18, No.2. 85-87.


11. Gunn J., Fletcher S., Prime D. Research on radon in British

limestone caves and mines, 1970-1990. //Cave Science, 1991,

Vol.18, No.2. 63-65.
12. Hanson D.J. Radon tagged as cancer hazard by most studies,

researchers. //Chemical & Engineering News, Feb.6, 1989. 7-13.


13. Klimchouk A.B. Large gypsum caves in the Western Ukraine and their

genesis. //Cave Science, 1992, Vol.19, No.1. 3-11.


14. Lundin F.E., Wagoner J.K., Archer V.E. Radon-daughter exposure and

respiratory cancer quantitative and temporal aspects. Joint

Monograph No1, U.S.Dept. of Health, Education and Welfare, Public

Health Service. NIOSH-NIEHS. 176.


15. Middleton T., Gunn J. Fletcher S. Prime D. Radon daughter

concentrations in Giant's Hole, Derbyshire. //Cave Science, 1991,

Vol.18, No.2. 67-74.
16. Prime D., O'Hara M. Radon daughter concentrations in Pooles

Cavern, Derbyshire. //Cave Science, 1991, Vol.18, No.2. 71-74.


17. Yarborough K.A. Airborne alpha-radiation in natural caves

administred by the National Park Service. //Proceedings of the

Nat. Cave Management Simposium. Big Sky, Montana, 1977. 125-132.
18. Yarborough K.A. The National Park Service cave radiation research

and monitoring program. //Proceedings of the Nat. Cave Management



Simposia. Carlsbad, New Mexico, 1980. 27-40.


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница