Występowanie pierwiastków promieniotwórczych w węglach kamiennych pochodzących z GZW, w skałach przywęglowych, w wodach kopalnianych oraz w odpadach

węgiel kamienny, GZW, pierwiastki promieniotwórcze, uran, tor, rad, izotopy

W artykule przeanalizowano badania nad zawartością pierwiastków promieniotwórczych w węglu kamiennym pochodzącym z Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Prześledzono zachowanie się uranu, toru, izotopów radu i potasu w węglu jako surowcu mineralnym, w skałach przywęglowych, w wodach kopalnianych oraz w odpadach eksploatacyjnych i produktach spalania węgla. Sałdan (1965) zaobserwował wyraźnie pionową i poziomą strefowość ułożenia mineralizacji uranowej oraz stwierdził, że najbardziej zmineralizowane są brzeżne, zwłaszcza wschodnie strefy zbiornika sedymentacyjnego. Jęczalik (1970) zauważył, że uran w węglach koncentruje się w bardziej utlenionych składnikach substancji organicznej i osiąga maksymalne zawartości we frakcjach o ciężarze właściwym wynoszącym 1,7-2,0 g/cm3. Według Róg (2005) w sortymentach grubych i średnich stężenie radionuklidów wzrasta wraz ze wzrostem sumarycznej ilości macerałów grupy witrynitu i karbargilitu, w którym substancja mineralna współwystępuje z witrynitem. Michalik (2006) podaje, że na aktywność właściwą naturalnych izotopów promieniotwórczych w węglu wpływa ilość zanieczyszczeń oraz skład mineralny, zaś z badań petrograficznych wynika, że głównym źródłem promieniotwórczości w węglu kamiennym oraz skałach przywęglowych są skupienia wtórnych fosforanów, detrytyczny monacyt, cyrkon, ksenotym i uranothoryt. Natomiast Bojakowska i in. (2008) zaobserwowali wzrost zawartości uranu i toru od spągu do stropu serii paralicznej GZW, zaś w obrębie warstw serii limnicznej odnotowali częstą przewagę zawartości U nad zawartością Th, a w warstwach siodłowych rozpoczynających serię limniczną - najniższą zawartość tych pierwiastków. Spalanie węgla powoduje uwolnienie do atmosfery dużych ilości pyłów, które zawierają naturalne izotopy promieniotwórcze (uran, rad, tor) oraz ich produkty rozpadu. Michalik (2006) podaje, że stopień skażenia środowiska tymi radionuklidami jest ściśle powiązany z ich początkową zawartością w węglu. Stąd wynika konieczność badania tych pierwiastków w węglu i wybór takich węgli, które zawierają najniższe stężenia niepożądanych składników. Natomiast znając aktywności izotopów naturalnych w węglach i powstających z nich popiołów można zoptymalizować dobór spalanego węgla w taki sposób, aby nie prowadziło to do ponadnormatywnych skażeń środowiska naturalnego.