Prameny radioaktivních minerálních vod na území Kowary Horní Malá Úpa

Goliáš V., Przylibski T. A., Lipanský T., Dohnal J., Miśta W., Nowakowski R., Tejnecký V., Mokrá Z., Vávrová J., Šimon J. & Jáně Z. 2010: Prameny radioaktivních minerálních vod na území Kowary – Horní Malá Úpa. Opera Corcontica 47/2010 Suppl. 1: 75–90

Prameny radioaktivních minerálních vod na území Kowary – Horní Malá Úpa Springs of the radioactive mineral groundwaters in the Kowary – Horní Malá Úpa area Viktor Goliáš1, Tadeusz Andrzej Przylibski2, Tomáš Lipanský1, Jiří Dohnal1, Wojciech Miśta2, Robert Nowakowski2, Václav Tejnecký3, Zuzana Mokrá1, Jitka Vávrová4, Jan Šimon1 & Zdeněk Jáně1 1 Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Geologické ústavy, Albertov 6, Praha 2, 128 43, [email protected] 2 Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Instytut Górnictwa, Zakład Geologii i Wód Mineralnych, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50–370 Wrocław, [email protected] 3 Česká Zemědělská Univerzita, Katedra pedologie a ochrany půd, Kamýcká 129, Praha 6, 165 21, [email protected] 4 Vysoká Škola Chemicko-Technologická v Praze, Centrální laboratoře VŠCHT, Technická 5, Praha 6, 166 28, [email protected]

Abstrakt Projekt vznikl v mezinárodní spolupráci Karlovy Univerzity v Praze a Wrocławské Polytechniky. Předmětem výzkumu bylo měření radonu (222Rn) v podzemních vodách regionu Horní Malá Úpa – Kowary. Během terénních prací bylo měřeno celkem 156 vodních projevů. Stanovení radonu ve vodě bylo provedeno emanační a kapalinově scintilační technikou. Na celém území byly nalezeny tři zdroje s aktivitou nad 1500 Bq/l 222Rn. Nejvýznamnější jsou prameny Haida a Svatý Vojtěch v Horní Malé Úpě. Soukromý pramen Haida s aktivitou okolo 3000 Bq/l je možno využít k teplým koupelím ve stejnojmenném horském penzionu. Pramen Svatého Vojtěcha se skládá z jedenácti blízkých vývěrů s aktivitami od 251 do 5253 Bq/l. Dva nejvýznamnější vývěry s aktivitami 1908–4215 Bq/l byly podchyceny pro odběr vody k obecnému léčebnému využití. Abstract An international cooperation between Czech Republic (Charles University in Prague) and Poland (Wrocław University of Technology) has been starting. The subject of this cooperation was occurrence of radon (222Rn) in groundwaters in the area of Horní Malá Úpa – Kowary region. During the fieldwork the total of 156 water manifestations were measured. For measuring radon in water was used emanation and liquid scintillation methods. Throughout the exploratory three sources were found with the activity of more than 1500 Bq /l 222Rn. The most remarkable are Haida and St. Vojtěch springs in Horní Malá Úpa. Private Haida spring, with activity about 3000 Bq/l, may be applied to treatments in way of warm balneotherapy in Haida family hotel. The Saint Vojtěch spring consists from 11 nearby groundwater outflows with activities from 251 to 5253 Bq/l. Two springs with activities 1908–4215 Bq/l were catched up in tubes for public medicinal use.

75

Goliáš et al.: Prameny radioaktivních minerálních vod

Klíčová slova: Keywords:

Minerální vody, radon, radioaktivní vody, Krkonoše, balneologie Mineral waters, radon, radioactive waters, Giant Mts, balneology

Úvod Radioaktivita vod je nejčastěji způsobena rozpuštěným inertním plynem – radonem (222Rn). Pro použití jako pitné vody je radioaktivita omezena normami (NRC 1999), při vyšších úrovních radioaktivity byly prokázány její léčivé vlastnosti užívané v balneologii (Deetjen et al. 2005). V České republice jsou za radioaktivní minerální vody podle „Lázeňského zákona“ (č.164/2001 Sb.) považovány zdroje s aktivitou nad 1500 Bq/l 222Rn. Naproti tomu v Polsku jsou podle zákona Rady Ministrów Polski (2006) vody považovány za radioaktivní již od 74 Bq/l 222Rn. Výsledky předchozích výzkumů radioaktivity vod širšího území jsou shrnuty v pracích Przylibskiego et al. (2004) a Goliáše (2007). V letech 2008 a 2009 byl realizován mezinárodní projekt výzkumu radioaktivity vod ve spolupráci Univerzity Karlovy v Praze a Politechniki Wrocławskiej na přeshraničním území Kowary – Horní Malá Úpa. Cílem tohoto projektu bylo vyhledání zdrojů vod se zvýšenou radioaktivitou (nad 1000 Bq/l) a zdrojů radioaktivních vod minerálních. Při nálezu významných zdrojů byla zamýšlena úprava pro propagaci a případné využití jejich léčebného potenciálu. Průzkum byl zaměřen na oblast budovanou krkonošskou (kowarskou) ortorulou s kambroordovickým intruzívním stářím (Kröner et al. 2001). Tato hornina vykazuje v některých případech zvýšenou radioaktivitu a v průběhu variských tektonometamorfních procesů byla zdrojem radioaktivních prvků pro formování několika malých uranových ložisek a drobných výskytů uranové mineralizace na území Krkonoš; v současné době se zvýšený obsah radioaktivních prvků v ortorule projevuje výnosem radonu v podobě vývěrů radioaktivních vod (Goliáš 2007).

Metodika Jednotlivé perspektivní úseky byly před započetím terénních prací detailně vymezeny a studovány za použití dostupných geologických vrstev GIS systémem (ArcMap 9.1). Polygon průzkumného území je zobrazen na Obr. 1. Terénní vyhledávací radiohydrogeochemický průzkum proběhl v období květen 2008 až září 2009. Byla měřena gama aktivita více než 156 zdrojů (pramenů, bažin, vývěrů v důlních dílech a jiných vodních projevů) za použití cejchovaných citlivých scintilometrů RP–11 se sondami RFS–05. Byla zaznamenávána pozice zdrojů (GPS), nadmořská výška, měřen jejich průtok, teplota, pH a konduktivita, vybrané zdroje byly chemicky analyzovány. Aktivita radonu byla měřena přímo v terénu či na terénní základně emanační metodou (přístroj RP–25). Velmi přesné výsledky byly získány z odebraných vzorků za použití metody LSC přístrojem Quantulus v laboratoři ve Wrocławi. Výsledky obou metod byly navázány za použití společné sady standardů – roztoků 226Ra (EB 7, Český metrologický institut). Vývěry vod se zvýšenou aktivitou byly měřeny opakovaně a byly sledovány po delší období probíhající výzkumné akce mezi roky 2008 až 2009. Nevíce sledovaným byl pramen HMÚ–1, jehož aktivita byla měřena jedenáckrát. Pro detailní poznání tektonické a geologické situace na prameni Svatý Vojtěch byla aplikována řada geofyzikálích metod: Gama spektrometrie (přístroj DISA 400A), půdní emanometrie (přístroj RP–25), měření úhrnné gama aktivity ve strojně hloubených 40 cm hlubokých jamkách (scintilační sonda RFS–05), kombinované profilování (KP), dipólové elektromagnetické profilování (DEMP), konduktometrie (CM–031) a multielektrodová odporová metoda (Resistar RS–100), jejímž výstupem po 2D–inverzi dat je odporový řez.

76

Opera Corcontica 47/2010 suppl. 1

Obr. 1. Zjednodušená geologická mapa krkonošského krystalinika s vyznačením pozice ortorulového tělesa, výskytů uranové mineralizace, průzkumného území a radioaktivních pramenů. Sestaveno podle Chaloupského (1989), Winchestera et al. (2003), Mazura (1995), Veselého (1982), Mochancky & Banaśe (2000), Goliáše (2007) a archívních údajů DIAMO s. p. V mapě je vyznačen polygon průzkumného území a pozice zkoumaných vývěrů: 1: KW–8, 2: KW–25, 3: KW–35/8, 4: KW–36, 5: Sv. Vojtěch, 6: Haida, 7: S1/12, 8: S1/13. Fig. 1 Simplified geological map of the Krkonoše crystalline with orthogneiss body, uranium mineralization and radioactive springs depiction. Compiled after Chaloupský (1989), Winchester et al. (2003), Mazur (1995), Veselý (1982), Mochancka & Banaś (2000), Goliáš (2007) and archive data of the DIAMO s.p. company. In the map is marked exploratory polygon and the position of examined springs: 1: KW–8, 2: KW–25, 3: KW–35/8, 4: KW–36, 5: Sv. Vojtěch, 6: Haida, 7: S1/12, 8: S1/13.

77


Výsledky Na průzkumném území bylo nalezeno celkem 8 zdrojů vod s aktivitou nad 1000 Bq/l, z toho 3 zdroje s aktivitou vyšší než 1500 Bq/l 222Rn (radioaktivní minerální vody). Jejich pozice je vyznačena na Obr. 1, základní charakteristiky uvádí Tab. 1. Tab. 1. Základní parametry pramenů vod s aktivitou nad 1000 Bq/l.

Basic parameters of water sources with the activity of more than 1000 Bq/l. číslo

označení

popis

GPS (WGS 84)

Výška [m n. m.]

průtok [l/ min]

teplota [°C]

aktivita 222Rn [Bq/l]

1

KW–8

pravý pramen Pluszcza

50°46,192΄ N/15°49,662΄ E

840

2,35

7,2–7,3

1231– 1480

2

KW–25

Pramen v povodí Maliny

50°45,848΄ N/15°48,804΄ E

950

n. a.

6,4–9,3

1232

3

KW–35/8

pramínek ve štole č. 19

50°45,523΄ N/15°50,395΄ E

–

velmi nízký

n. a.

2702

4

KW–36

vývěr na čelbě štoly Głównej

50°46,435΄ N/15°51,179΄ E

–

vysoký

n. a.

1087

5

HMÚ–1 až HMÚ 11

Svatý Vojtěch

50°44,070΄ N/15°48,021΄ E

980,5

Σ 9,5

5,2–9,6

až 5253

6

HMÚ–12

Haida

50°44,070΄ N/15°48,021΄ E

977

23–74

6,9–7,1

2872– 3107

7

S1/12

vývěr z meliorace v louce

50°44,454΄ N/15°49,151΄ E

1017

1,4–1,6

10,5

1090– 1347

8

S1/13

pramen pod Cestníkem

50°42,801΄ N/15°49,337΄ E

979

18

n. a.

1237

Zkoumané vody jsou studené (5,2–10,5 °C) a málo mineralizované (TDS < 100 mg/l). Prameny mají obvykle nízké průtoky (mimo pramene Haida), reagují na roční chod srážek a teplot. Nejnižší teploty byly naměřeny v červnu. Vzorkované radioaktivní minerální vody jsou chemického subtypu Ca–Na–CO3 (Tab. 2). Radon je jedinou významnou složkou. Hydrogeologická situace je velmi rozdílná na české a polské straně průzkumného území v důsledku kontrastní morfologie terénu i odlišných stop a historie lidské činnosti. V oblasti Kowar na prudkém svahu z Pomezních Bud převládají přírodní vývěry. Velká část tohoto území je ovšem ovlivněna předchozí intenzívní důlní činností, kdy jsou původní vývěrová území účinně drénována dvaceti (!) štolami. Některé aktivní vývěry byly tak nalezeny právě v podzemí. Aktivity nad 1000 Bq/l byly zjištěny v přirozených pramenech v povodí potoka Pluszcz (KW–8) a v povodí Maliny (KW–25). V důlních dílech byla taková aktivita zachycena ve vývěru z větracího otvoru na čelbě štoly Głównej (KW–36). Zvláštní pozornost zasluhují vývěry ve štole č. 19 (Obr. 2), hlavním otvírkovém díle největšího krkonošského uranového ložiska „Kowary-Podgorze“, kde bylo po ukončení těžební činnosti v provozu i původní léčebné radonové inhalatorium. V tomto důlním systému byl nalezen slabý pramínek KW–35/8 s aktivitou 2702 Bq/l a za pozornost stojí i další vývěr KW–35/6 s aktivitou 1145 Bq/l (není samostatně uveden v Tab. 1). Na relativně plošším, dlouhodobě obhospodařovaném a obydleném území Horní Malé Úpy se důlní díla vyskytují pouze v omezené míře, mnoho pramenů je však využíváno jako vodní zdroje, či jinak prošlo lidskou rukou. Aktivity nad 1000 Bq/l byly zjištěny ve výtoku meliorace v louce na Pomezních Boudách, nedaleko za č.p. 18 (pramen S1/12) a dále v přirozeném prameništi 400 m ssz od kóty Cestník (pramen S1/13).

78


Tab. 2. Fyzikální a chemické parametry radioaktivních vod v Horní Malé Úpě, Laboratoře UK v Praze, Přírodovědecké fakulty, České zemědělské univerzity a Aquatestu a. s.

Physical and chemical parameters of radioactive water in the Horní Malá Úpa, Lab Charles University in Prague, Faculty of Science, Czech University of Agriculture and AQUATEST a. s. Sv. Vojtěch

Sv. Vojtěch

Sv. Vojtěch

Haida

HMU–1

HMU–4

HMU–7

HMU–12

sediment

žádný

žádný

žádný

žádný

pach

žádný

žádný

žádný

žádný

[mS/m]

8,5

4,5

5,5

5,3

6,6

5,47

6,33

6,2

[mg/l]

87,2

55,4

79,4

79,6

vodivost pH (25 °C) celk. mineralizace F

[mg/l]

0,065

0,077

0,089

0,059

Cl

[mg/l]

1,23

1,83

1,22

2,26

SO4

[mg/l]

13,6

12,62

12,04

9,96

NO3

[mg/l]

1,86

1,04

1,98

2,19

PO4

[mg/l]

<0,2

<0,2

<0,2

<0,2

HCO3–

[mg/l]

48,8

25,9

48,8

48,8

Na

[mg/l]

1,78

1,74

1,59

2,2

K

[mg/l]

0,72

0,56

0,67

0,71

Ca

[mg/l]

11,2

4,3

6,27

5,79 1,73

Mg

[mg/l]

2,83

1,24

1,63

Fe

[mg/l]

<0,005

0,07

<0,005

<0,005

Mn

[mg/l]

<0,005

0,089

<0,005

<0,005

Si

[mg/l]

5,03

5,65

5,11

5,88

Al

[mg/l]

<0,05

0,2

<0,05

<0,05

Ti

[mg/l]

<0,005

<0,005

<0,005

<0,005

Ba

[mg/l]

0,028

0,048

0,015

0,019 0,032

Sr

[mg/l]

0,035

0,026

0,021

Cu

[mg/l]

<0,01

<0,01

<0,01

<0,01

Zn

[mg/l]

<0,005

<0,005

<0,005

<0,005

Pb

[μg/l]

0,22

0,83

0,3

0,57

Th

[μg/l]

<0,010

<0,010

<0,010

<0,010

U

[μg/l]

16,64

1,18

4,18

1,91

226Ra

[Bq/l]

0,09

0,1

0,1

0,11

222Rn průměr (n)

[Bq/l]

3330 (11)

1637 (8)

1986 (6)

2986 (7)

222Rn min

[Bq/l]

2247

1254

1908

2872

222Rn max

[Bq/l]

4215

1962

2125

3107

79


Obr. 2. Ústí štol 19 a 19a v Kowarech-Podgórzu. Fig. 2 The entrance of the 19 and 19a adits in Kowary-Podgórze.

Jako nejvýznamnější vývěry radioaktivních minerálních vod na celém studovaném území Kowary – Horní Malá Úpa byly nalezeny dva blízké prameny Haida a Svatý Vojtěch lokalizované v blízkosti serpentiny státní silnice na Pomezní Boudy (Obr. 3). Ty byly podrobně hodnoceny a zkoumány. Pramen Haida je privátní zdroj vody a nachází se také na soukromém pozemku, navíc v území s mocným kvartérním pokryvem. Pro podrobné poznání a průzkum byl jako typová lokalita vybrán na území KRNAP lokalizovaný a relativně dobře geologicky odkrytý vývěr Svatý Vojtěch. Na tomto nejvýznamnějším, veřejně přístupném zdroji radioaktivní minerální vody byly aplikovány geofyzikální metody, geologické mapování a bylo provedeno podchycení tří vývěrů.

Obr. 3. Letecký snímek části území s lokalizací pramenů Svatý Vojtěch a Haida, Zdroj www.mapy.cz. Fig. 3 Aerial photo of the area with the St. Vojtěch and Haida springs. Source www.mapy.cz.

80


Pramen Haida (HMÚ–12) Pramen Haida vyvěrá na horním okraji louky nad usedlostí (boudou) Haida čp. 4. Tento pramen je dlouhou dobu využíván jako vydatný zdroj pitné vody. Poprvé byl pravděpodobně zachycen již okolo roku 1780 pro zásobování původního domu majitelem Josefem Wimmerem. Od roku 1900 byl majitelem usedlosti Josef Richter (Obr. 4), který mezi roky 1918 až 1924 postavil nový dům (současné čp. 4) kde již tehdy ubytovával hosty v letní i zimní sezóně (Obr. 5) a provedl v těchto letech také nový záchyt pramene sloužící do současnosti. Pramen je zachycen jediným zakopaným horizontálním pérem v kameninových trubkách ústícím do retenční betonové nádrže (Obr. 6), odkud je dále voda vedena (nově HDPE trubkou) do domu. Vysoká radioaktivita pramene byla poznána až v rámci tohoto výzkumu v roce 2008. Obecně se používání vody o tak vysoké aktivitě pro běžnou spotřebu nedoporučuje, i když jsou obdržené dávky relativně malé a dochází k adaptaci organismu (NRC 1999). Z anamnézy rodiny Josefa Richtera není znám zvýšený výskyt zhoubných nemocí. Sám Josef Richter také nebyl žádný „radioaktivní chudáček“, naopak oplýval životní vitalitou. Mimo popsaného zvelebení lokality docházel každodenně za prací do kowarských dolů a se dvěma manželkami postupně zplodil devět dětí. Také současní majitelé Haidy se subjektivně těší velice dobrému zdraví. Z geologického hlediska máme k dispozici pouze nepřímé údaje. Pramen vyvěrá v relativně plochém terénu krytém kvartérním hlinito-kamenitým pokryvem a bez skalních výchozů či odkryvů. Na povrchu se mimo nejužšího prostoru vývěru neprojevuje zvýšenou gama aktivitou. Podle geologické mapy 1 : 25 000 (Konopásek et al. 2006) se nachází na západním okraji ortorulového pruhu. Předpokládáme vazbu vývěru na příčnou tektonickou strukturu s uranovou mineralizací, podobně jako u blízkého pramene Svatého Vojtěcha. Tato předpokládaná struktura však není přímým pokračováním mocné dislokace Svatého Vojtěcha.

Obr. 4. Josef Richter (muž s dýmkou) na zápraží svého domu na Haidě (okolo roku 1930). Soukromý archiv Yvety Novotné.

Obr. 5. Inzerát z dobového tisku (okolo roku 1930), kde Josef Richter nabízí ubytování na Haidě. V textu zdůrazňuje, že bouda má „Hausquelle“ (Domácí pramen). Soukromý archiv Yvety Novotné.

Fig. 5 Advertisement from the contemporary press (around 1930), where Josef Richter offers accommodation Fig. 4 Josef Richter (man with a pipe) on the in Haida. The text stresses that the shed has doorstep of his house Haida (around a “Hausquelle” (Domestic spring). Private files Yveta 1930). Private files Yveta Novotná. Novotná.

81


Obr. 6. Záchyt pramene Haida, stav v roce 2008. Fig. 6 The Haida spring catchment, the state in 2008.

Analýzu studené, velmi nízce mineralizované vody uvádí Tab. 2. Dostatečnou aktivitou (okolo 3 kBq/l) a vysokým průtokem je pramen Haida nejvýznamnějším známým zdrojem radioaktivní minerální vody v Krkonoších. Lokalita má velmi vysoký lázeňský potenciál. V současnosti je možno blahodárných účinků vody pramene Haida využívat během pobytu ve stejnojmenném rodinném penzionu. Pro radioaktivní kůru je zde k dispozici i teplá voda o aktivitě okolo 2,6 kBq/l. pramen Svatý Vojtěch (HMÚ–1 až HMÚ–11) Tento radioaktivní pramen byl objeven při radiohydrochemickém vzorkování krkonošskou průzkumnou skupinou Jáchymovských dolů v roce 1951 jako řada blízkých vývěrů o zvýšené aktivitě radonu (Vološuk et al. 1952). Informace byla tajná a pramen tak upadl v zapomenutí. Primární geologická data byla ztracena a jediným vodítkem zůstal jednostránkový svodný text hodnotící výsledky intenzívního průzkumu lokality z roku 1952 v rámci roční zprávy Jáchymovských dolů (Markov et al. 1953). Při průzkumu rýhami (podle morfologie bylo vykopáno 8 rýh, převážně přímo do jednotlivých vývěrů) byla objevena vazba pramenů na mocnou tektonickou zónu směru 340° a úklonu 85° na severovýchod. Na zóně byla lokálně naměřena gama aktivita až 500 μR/hod v místě výchozu uranové mineralizace vázané na úsek intenzívní hematitizace. Pro hlubší průzkum struktury byla na tomto místě zaražena šachtice hloubky 25 metrů s desetimetrovým překopem. Zrudnění šachtice sledovala do hloubky 6 metrů, kde se vytratilo; na hlubší úrovni ani překopem nebyla další mineralizace zastižena. Z této jediné rudní čočky sledované šachticí bylo vydobyto celkem 15,9 kg uranu při průměrném obsahu 0,15 % U. Lokalita zhodnocená jako neperspektivní byla ještě v témže roce opuštěna. Nyní je vedena v databázi radiometrických anomálií (archiv s. p. DIAMO) pod č. 26/ M–33–44–D a klasifikována jako „rudní výskyt“. Nový výzkum Jménem Svatého Vojtěcha, významné postavy českých i polských dějin, byl pramen nazván v roce 2008 na počest česko-polské spolupráce. V roce 2009 byl realizován podrobný výzkum pramene. Lokalita byla mapována a geodeticky zaměřena (Obr. 7), na zaměřeném území o velikosti 100 × 240 m byl proveden podrobný geofyzikální průzkum odporovým měřením (kombinované profilování s efektivním hloubkovým dosahem kolem 10 m) pro zjištění průběhu tektonické struktury, terénní gama spektrometrií byl sledován obsah ekvivalentního uranu v půdě a byla sestavena geologická mapa v podrobném měřítku.

82


Detailně byly studovány jednotlivé vývěry, měřeny jejich aktivity a další parametry a na několika profilech byly také měřeny průtoky potoka napájeného těmito vývěry. V rámci prameniště bylo nalezeno 11 dílčích vývěrů označených kódy HMÚ–1 až HMÚ–11 s různými aktivitami i průtoky (Tab. 3, Obr. 7). Výškový rozdíl mezi nejvyšším (HMÚ–3) a nejnižším vývěrem (HMÚ–11) je 26 metrů. Byly rozlišeny primární vývěry s vysokou aktivitou a sekundární vývěry s aktivitou výrazně nižší (Tab. 3). Ty vzni-

Obr. 7. Topografie terénu a situace vývěrů pramene Svatý Vojtěch. Fig. 7 The topography and the situation of the St. Vojtěch spring source vents. Tab. 3. Charakteristika jednotlivých vývěrů pramene Svatého Vojtěcha.

Characteristics of the individual sources of the St. Vojtěch spring. vývěr

GPS (WGS 84)

Výška m.n. m.

aktivita 222Rn [Bq/l] min-max

průtok [l/min] min-max

poznámka

HMÚ–1

50°44,070΄ N/15°48,021΄ E

972,86

2247–4215

0,47–2,54

podchycen

HMÚ–2

50°44,086΄ N/15°47,990΄ E

964,23

2242–2834

0,46

pod haldou šachtice

HMÚ–2a

50°44,086΄ N/15°47,990΄ E

964,22

1208–1667

0,51

pod haldou šachtice

HMÚ–3

50°44,037΄ N/15°48,054 ΄ E

980,51

1058–1363

max 1,84

nevyšší vývěr

HMÚ–4

50°44,042΄ N/15°48,043΄ E

980,41

1254–1962

obv. infiltruje, max 0,6

„vana“

HMÚ–5

50°44,046΄ N/15°48,040΄ E

979,62

959–997

0,45–0,81

sekundární vývěr

HMÚ–6

50°44,056΄ N/15°48,036΄ E

979,21

251–287

max 0,80


HMÚ–7

50°44,073΄ N/15°48,009΄ E

969,26

1908–2125

0,25–1,70

podchycen

HMÚ–8

50°44,078΄ N/15°48,009΄ E

966,06

927–2127

<0,5

obvykle neteče

HMÚ–9

50°44,082΄ N/15°48,000΄ E

964,03

294–575

0,151


HMÚ–10

50°44,081΄ N/15°48,002΄ E

966,98

872–5253

0

stagnující voda v šachtici

HMÚ–11

50°44,099΄ N/15°47,951΄ E

954,48

2642–3174

1,98 (infiltruje)

podle hydrometrie potoka

9,5

průtok potoka 24. 5. 2009

celkový průtok

83


kají v místech, kde voda z výše položených vývěrů dosahuje povrchu, kde se těkavý radon z vody rychle ztrácí, voda pak infiltruje do svahovin a poněkud níže znovu vyvěrá. Tak např. primární vývěr HMÚ–4 napájí sekundární vývěry HMÚ–5 a 6 a podobně vývěry HMÚ–7 a 10 napájejí sekundární vývěr HMÚ– 9. Nejvíce sledované vývěry HMÚ–1 a 7 mají nejvyšší aktivity při nejnižších průtocích, kdy nejsou ředěny povrchovými vodami. Voda v šachtici má naopak nevyšší aktivitu při vysokých stavech (až 5253 Bq/l). To je způsobeno pravděpodobně specifickou hydrogeologickou situací s blízkostí zdroje aktivace.

Obr. 8. Pramen Svatý Vojtěch, mapa izolinií zdánlivých měrných odporů podle KP. Fig. 8 Spring St. Vojtěch, a map of isolines of apparent specific resistivities by the CP.

Obr. 9. Pramen Svatý Vojtěch, mapa izolinií koncentrace ekvivalentního uranu. Fig. 9 Spring St. Vojtěch, a map of isolines of the equivalent concentration of uranium.

84


výsledky geofyzikálního průzkumu Geodeticky vytýčené území bylo proměřeno geofyzikálně. Pro detailní poznání tektonické zóny byl také proměřen příčný opěrný geofyzikální profil na metráži 100 (mezi šachticí a vývěrem HMÚ–7), kde byly v podrobném měřítku aplikovány i některé další radiometrické i geoelektrické metody (viz. metodika). Podle výsledků odporového profilování (Obr. 8) je poruchová zóna v jihovýchodní části území mocná 10–20 metrů a zabíhá pod jeden z výběžků vrchoviště (ostrůvkovité rašeliniště na plochém temeni Haidy), které jí dotuje vodou. V centrální části zkoumaného území se porucha rozšiřuje na mocnost nad 50 metrů a tvoří ji dvě paralelní vodivé linie; v těchto místech indikuje tektonicky velmi porušený styk ortorul s parasérií. Při severozápadním okraji území se porucha opět zužuje na mocnost okolo 35 metrů a kopíruje zde nivu potoka. Vývěry radioaktivních vod jsou takřka výhradně soustředěny při jz. okraji (podložním kontaktu) poruchy v místech nejvyšších odporových gradientů, v některých případech (vývěry HMÚ–2, 4, 7) v prostoru jejího křížení s méně významnou příčnou tektonikou, která ji může rovněž dotovat vodou či přispívat k ředění radioaktivních vod. V místech nevyšších odporových gradientů jsou lokalizována také maxima obsahu ekvivalentního uranu v půdě zjištěná gama spektrometrií (Obr. 9). Ta však mohou indikovat jak výchozy primární uranové mineralizace, tak i redeponované zvětraliny v nivě potoka, a z principu metody (detekujeme 214Bi, dceřinný izotop po 222Rn) rovněž úseky podmáčené radioaktivní vodou. Minima obsahu eU byla naopak naměřena v prostoru vrchoviště. Zde působí neradioaktivní voda (podle analýz <5 Bq/l) naopak jako účinné stínění gama záření. Na příčném opěrném geofyzikálním profilu radiometrické metody poskytly podobný obraz s maximálními hodnotami na úrovni vývěru HMÚ–7 (Obr. 10A, B, C). Obzvláště extrémní je koncentrace radonu, kde byla v půdním vzduchu na zmíněném bodě naměřena aktivita 2,76 kBq/l 222Rn. Ve shodě s výsled-

A

B

C

D

obr. 10. Výsledky geofyzikálních metod na profilu kolmém k tektonické zóně (opěrný profil v linii metráže 100): 10A – emanometrie, 10B – gama aktivita v jamkách, 10C – gama spektrometrie, 10D – multielektrodová odporová metoda: odporový řez (2D-inverze). Fig. 10 The results of geophysical methods to profile perpendicular to the tectonic zone (base profile on the line fabric 100): 10A – emanometry, 10B: – gamma activity in holes, 10C – gamma spectrometry, 10D – multi-electrode resistance method: resistance-section (2D inversion).

85


ky plošného geofyzikálního měření (Obr. 8) je i situace zachycená na odporovém řezu, kde je patrná kontrastní asi 30 m mocná vodivá zóna, snížené odpory však indikují i značné tektonické postižení parasérie až do vysokých metráží (Obr. 10D). Také výsledky emanometrie a gama-měření v jamkách poskytly zvýšené hodnoty i v parasérii, včetně nezvykle vysokých aktivit nad drobnou krou dolomitických mramorů. Geologické mapování Na základě syntézy získaných geofyzikálních dat a podrobného mapování byla sestavena detailní geologická mapa lokality (Obr. 11). Odkrytost lze hodnotit jako relativně dobrou. Velkou částí území protéká potok, který se zařezává do skalního podkladu a hlubokou roklí odkrývá podloží i v místech mocnější kvartérních sedimentů (až cca 4 m) v níže položené části lokality v nivě potoka. Z tohoto důvodu není v nivě kvartér mapován. V korytě potoka je na výchozech i v souvislejších celcích dobře obnažena popisovaná tektonická zóna, která probíhá příčně ke generelnímu směru ortorulového pruhu a odkryty jsou rovněž styky ortoruly s parasérií. Ve shodě s archívními údaji uranového průzkumu (Markov et al. 1953) byly u tektonické zóny naměřeny směry 305° až 378° (průměrně 334°) s úklonem 59° až 89° (průměrně 73°) k severovýchodu. Pouze v krátkém úseku mezi vývěry HMÚ–1 a HMÚ–7 se mění smysl jejího zapadání na 71° až 83° k jihozápadu (vrtulovitý průhyb poruchy). Tektonické indikátory (lineace-striace směru 158° až 167° s úklonem pouze 1° až 6°) hovoří o subhorizontálním pohybu protilehlých ker na popisované dislokaci. Vzdálenost posunu je přibližně 120 metrů. Vývěry radioaktivních vod jsou vázány na úsek, kde tektonická zóna prochází ortorulami, zde zastoupenými méně obvyklou melanokratní (biotitickou) varietou. Přechod mezi melanokratní a běžnou leukokratní (muskovitickou) varietou okaté až plástevné ortoruly je pozvolný, kdy postupně ubývá v hornině tmavé slídy (RTG blízké flogopitu) ve prospěch slídy světlé. V podstatné části vývěrového území jsou tmavé or-

Obr. 11. Pramen Svatý Vojtěch, podrobná geologická mapa území. Fig. 11 Spring St. Vojtěch, a detailed geological map of the area.

86


Obr. 12. Propadlina průzkumné šachtice s volnou hladinou a vodočtem (HMÚ–10).

Obr. 13. Pramen Svatý Vojtěch, upravený vývěr HMÚ–1.

Fig. 12 The depression of the exploratory shaft with free water surface and water gauge (HMÚ–10). (photo by R. Procházka).

Fig. 13 Spring St. Vojtěch, adapted HMÚ–1 water outflow.

Obr. 14. Pramen Svatý Vojtěch, upravený vývěr HMÚ–7.

Obr. 15. Pramen Svatý Vojtěch, vývěr HMÚ–4 (vana).

Fig. 14 Spring St. Vojtěch, adapted HMÚ–7 water outflow.

Fig. 15 Spring St. Vojtěch, the HMÚ–4 water outflow – bathtub.

87


toruly v tektonickém kontaktu s drobnou krou dolomitických mramorů. Podle výsledků RTG difrakce převládá v této hornině dolomit s příměsí křemene, kalcitu, enstatitu a Mg-chloritu. Mramor je zřejmě částečně zkrasovatělý; podle výsledků hydrometrie potoka se v tomto úseku ztrácí 1,92 l/min vody (23 % průtoku). V přímém kontaktu s ortorulou je dolomitický mramor přeměněn na tremolitický erlán (RTG dolomit s tremolitem, Mg-chloritem a mastkem), případně argilitizován až na plastickou illit-chloritickou hmotu. Tato kontaktní zóna je nepropustná a tvoří pravděpodobně hydrogeologickou bariéru. V nejnižší (severozápadní) části území je v korytě potoka mapovatelný styk ortoruly s albitickými svory, které jsou v její blízkosti hrubozrnné až plodové a indikují původní rozsah kontaktního dvora magmatického protolitu ortorul. Z hloubi šachtice je na haldu nasypána velmi jemnozrnná (masívní), tence plástevná světlá varieta ortorul označovaná obvykle jako „leptynit“, která pochází pravděpodobně z dynamicky deformovaného okraje ortorulového tělesa; výskyt této variety je nemapovatelný. Pro aktivaci vody hraje klíčovou roli uranová mineralizace v drcených melanokratních ortorulách. Ve shodě s výsledky Konopáska et al. (2006) byly jako nositelé uranu zjištěny amorfní nestechiometrické hmoty tvořené hydratovanými oxidy Fe–Ti–U označované obvykle jako „uranonosný leukoxen“. Podle RTG difrakce se v tektonicky postižené výplni dislokace vyskytují v asociaci s flogopitem, relikty K–živce, chloritem a hematitem (aktivní vzorky z odvalu průzkumné šachtice). Využití pramene V rámci podrobného výzkumu pramene Svatého Vojtěcha bylo v červnu roku 2009 realizováno také zachycení či upravení čtyř z jedenácti jeho vývěrů. Sesuté ústí (propadlina) průzkumné šachtice (HMÚ–10) bylo ve spolupráci s obcí Malá Úpa vyčištěno od komunálního odpadu a byla zde trvale instalována vodočetná lať pro sledování výšky volné hladiny pramene (Obr. 12). Je nutné zdůraznit, že případná kontaminace pocházející z hmot ponechaných od 50. let v šachtici se z hydrogeologického hlediska může projevovat pouze v nižších vývěrech (zejména HMÚ–2, 2a a HMÚ–11), výše položené vývěry nemohou být znečištěny. Části původních průzkumných rýh byly znovu vykopány v případě dvou nejvýznamnějších vývěrů HMÚ–1 a HMÚ–7. Byl proveden záchyt do HDPE trubek průměru 25 mm, rýhy byly zasypány a ústí trubek bylo obloženo nasucho skládaným kamenem. Oba vývěry jsou tak trvale k dispozici pro odběr radioaktivní vody (Obr. 13 a 14). Účinků chladu můžeme využít při nožní pololázni v pramenní tůňce („vaně“) HMÚ–4 (pravděpodobně odkop uranových prospektorů, nyní vyčištěný od napadávky), aktuálně nazvané podle motivu zde umístěné keramické plastiky „Koupel u Radioaktivního čtenáře“. Vana HMÚ–4 se nachází přímo u běžkařského okruhu Haida, odkud jsou vývěry také nejlépe přístupné. Vanu plní ze dna a boků několik příronů vody o teplotě nejčastěji v rozmezí 5–7 °C. Studenou „Koupel u Radioaktivního čtenáře“ bereme takto: Odložíme si zbytnou část oděvu a osmělíme se vejít. Vodu „šlapeme“ do bolesti vyvolané chladem (Obr. 15). Po vystoupení z lázně nohy osušíme a svižnou chůzí po mechu či větvičkách vyvoláme jako reakci na chladový stres naopak velice příjemné prohřátí dolních končetin. Podle vlastního uvážení koupel několikrát opakujeme. Kombinujeme tak klasické lázeňské chladové procedury Priessnitze s reflexní terapií chození po oblázcích (ostřejších) v tůňce a větvičkách podle Kneippa a s účinky radioaktivní koupele.

Diskuse Zkoumané vývěry radioaktivních vod nepatří geneticky mezi suťové prameny, ale jsou to prameny vyvěrající na zlomech. Zajímavé je v tomto případě porovnat situaci vývěrů Haida a Svatý Vojtěch s dostupnými geologickými mapami a tektonickou situací zjištěnou dálkovým průzkumem Země (DPZ). Tak například Rambousek (1983) ve své podrobné mapě 1 : 10 000 na tomto místě žádné zlomy neuvádí. V mapě 1 : 25 000 Konopáska et al. (2006), struktura Svatého Vojtěcha vymapována je, má však poněkud odlišný směr, než bylo zjištěno naším podrobným průzkumem. Nejzajímavější je porovnání s mapou fotolineaci interpretovanou z radarových snímků DPZ (Lysenko 2007). Hlavním prvkem jsou v této oblasti v geologických mapách nezachycené severojižní lineace východokrkonoš-

88


ské tektonické zóny, v místech zmíněných pramenů porušených strukturami severozápadního směru, které jsou v našem případě hydrogeologicky mimořádně významné. Výsledky velice detailního průzkumu pramene Svatého Vojtěcha umožňují hlouběji diskutovat genetickou stránku vzniku a formování tohoto radioaktivního vývěru. Zdá se, že v tomto případě můžeme odmítnout model prosazovaný Woodem et al. 2002 a Gainonem et al. 2007, kteří předpokládají dotaci vody radonem vznikajícím z mateřského 226Ra sorbovaného v sekundárních povlacích hydratovaných Fe či Mn oxidů na stěnách puklinového aquiferu. Podle dosažených výsledků je velmi pravděpodobné, že k aktivaci vody emanací radiovou dochází v případě pramene Svatého Vojtěcha naopak v důsledku přímého kontaktu vody s primární uranovou mineralizací prokázanou ve výplni zkoumané hydrogeologické struktury. Jako předběžný model lze vyslovit tuto hypotézu: Hlavním zdrojem vody napájejícím zlomovou strukturu je ostrůvkovité rašeliniště (vrchoviště) na temeni kopce; nejblíže vývěrům ve výšce 986,1 metrů. V jeho prostoru vody infiltrují nehluboko do zlomu, protékají jeho permeabilní partií v rozdrcených ortorulách první desítky metrů až do míst s uranovou mineralizací, kde dochází k jejich aktivaci. Jednotlivé vývěry radioaktivních vod se pak objevují na povrchu v místech preferenčních vodních cest zastižených v různých výškových úrovních současným erozním řezem (nejvyšší z nich HMÚ–3 ve výšce 980,5 m, nejnižší HMÚ–11 ve výšce 954,5 m) či na linii jílové (nepropustné) bariéry vyvinuté v poruchové výplni na styku ortorul s krou dolomitických mramorů v centrální části prameniště. Tektonická struktura je částečně napájena také z několika příčných poruch, které přinášejí vody s nízkou aktivitou způsobující ředění některých vývěrů v období vysokých průtoků.

Závěr Výsledky společného česko-polského projektu na přeshraničním území Kowary–Horní Malá Úpa plně potvrdily předpokládanou perspektivitu výskytu pramenů radioaktivních vod. Vývěry jsou vázány na zvláště příznivá místa, kde došlo k tektonickému postižení ortorul, vývoji primární uranové mineralizace a zároveň vzácné kombinaci s recentní hydrogeologickou situací. Na polské straně se některé vývěry radioaktivních vod nacházejí také, hydrogeologická situace je však negativně ovlivněna množstvím důlních děl z průzkumné a těžební činnosti. Na české straně byly objeveny či znovu vyneseny na světlo dva významné vývěry: Pramen Svatého Vojtěcha a pramen Haida, který je zároveň zatím nejvýznamnějším známým zdrojem radioaktivní minerální vody na území Krkonoš. Tento pramen je dlouhodobě podchycen a využíván na stejnojmenné horské boudě. Tři z jedenácti vývěrů pramene Sv. Vojtěcha byly upraveny pro odběr radioaktivní vody či k přírodním studeným koupelím. Nález těchto dvou pramenů je zároveň nejvýznamnějším výsledkem realizovaného vyhledávacího průzkumu za měřeného na minerální radioaktivní vody v této oblasti. Na rozdíl od radioaktivních pramenů v těžko dostupném divokém Klauzovém dole u Janských Lázní objevených v roce 2005 jsou vývěry v Horní Malé Úpě relativně snadno dosažitelné i lidem méně mobilním. Mohou tak čerpat z blahodárných léčivých vlastností radioaktivních vod společně s námi. Pramen Haida je možno využívat při rekreaci ve stejnojmenné horské boudě (horském pensionu) ve formě koupelí, má ale průtok takový, že by se dal využít k vybudování případného většího lázeňského provozu. Veřejnosti přístupný, výrazně méně průtočný pramen Svatý Vojtěch se nachází na velice malebném místě, snadno dostupném z hlavní silnice na Pomezní boudy. Doporučujeme ho využívat k odběrům radioaktivní minerální vody, studeným koupelím či pro relaxaci. Poděkování Velký dík patří následujícím lidem: V terénu se přičinili studenti a další příznivci: Miloš Kratochvíl, Ladislav Hanuš, Lenka Benešová, Ivan Větvička, Petr Nakládal, Radek Procházka, Martin Mikula, Barbora Paterová, Petr Jarka, Soňa Peikerová, Jiří Ryšavý a Libor Stránský. Odborné konzultace nezištně poskytli: Václav Kachlík, Karel Martínek, Zdeněk Pertold a Jaroslava Pertoldová. Analytickými pracemi přispěli: Věra Vonásková, Lenka Jílková, Ladislav Strnad a Ondřej Šebek. Podporou bylo také

89


nápomocno zastupitelstvo obce Malá Úpa zastoupené starostou Janem Patzeltem a pracovníci Správy KRNAP Petra Šťastná, Antonín Peterka a Milan Vích. Archívní údaje laskavě poskytli: Pavel Veselý a Josef Fait (DIAMO s. p.). Za financování děkujeme projektům GAČR 205/07/0522, MEB 050812 a Výzkumnému záměru MSM 0021620855.

Literatura: Deetjen P., Falkenbach A., Harder D., Jöckel H., Kaul A. & Philipsborn H. V. 2005: Radon als Heilmittel. Terapeutische Wirksamkeit, biologischer Wirkungsmechanismus und vergleichende Risikobewertung. Verlag Dr. Kovac. Hamburg. 111pp. Gainon F., Goldschneider N. & Surbeck H. 2007: Conceptual model for the origin of high radon levels in spring waters – the example of the St. Placidus spring, Grisons, Swiss Alps. Swiss j. Geosci 100: 251–262. Goliáš V. 2007: Vývěry léčivých radioaktivních vod v Janských Lázních – Těsném dole. In: Štursa J. & Knapik R. (eds), Geoekologické problémy Krkonoš. Sborn. Mez. Věd. Konf., říjen 2006, Svoboda n. Úpou. Opera Corcontica 44/1: 161–169. Chaloupský J. 1989: Přehledná geologická mapa Krkonoš a Jizerských hor. Ústř. Úst. Geol. Praha. Konopásek J., Břízová E., Burda J., Ďuriš M., Jeřábek P., Krupička J., Lysenko V., Malec J., Opletal M., Rajchl M., Rambousek P., Skácelová D., Skácelová Z.,Vymazalová A. & Žáčková E. 2006: Vysvětlivky k základním geologickým mapám ČR 1 : 25 000 03–421 Horní Maršov a 03–243, 03–244 Horní Malá Úpa. Česká Geologická Služba. 86 pp. Kröner A., Jaeckel P., Hegner E & Opletal M. 2001: Single zircon ages and whole-rock Nd isotopic systematics of early Palaeozoic granitoid gneisses from Czech and Polish Sudetes (Jizerské hory, Krkonoše Mountains and Orlice-Sněžník Complex). Int. J. Earth Sciences, 90: 304–324. LysenkoV. 2007: Morfotektonická analýza Krkonoš pomocí metod dálkového průzkumu Země. In: Štursa J. & Knapik R. (eds), Geoekologické problémy Krkonoš. Sborn. Mez. Věd. Konf., říjen 2006, Svoboda n. Úpou. Opera Corcontica 44/1: 37–42. Markov I., Savolis V., Knjazev A. & Gromkov L. 1953: Otčet o geologo-razvjedočnych rabotach po chozjajstvu Jachymovskich rudnikov za 1952 god. MS. Archiv DIAMO. Mazur S. 1995: Strukturalna i metamorficzna ewolucja wschodniej okryvy granitu karkonaszy v poludniowej czesci Rudaw janovickich i grbecie lasockim. Geologica Sudetica, 29: 31–103. Mochnacka K. & Banaš M. 2000: Occurence and genetic relationships of uranium and thorium mineralization in the Karkonosze Izera Block (the Sudety Mts, SW Poland). Annal Soc. Geol. Polon., 70/2: 137–150. NRC (National Research Council) 1999: Risk Assesment of Radon in Drinking Water. National Academy Press. Washington D. C. 296 pp. Przylibski T. A., Mamont-Ciesla K., Kusyk M. & Kozlowska B. 2004: Radon concentrations in groundwaters of the Polish part of the Sudety Mountains (SW Poland). J. Environ. Radioact. 75. 193–209. Rambousek P. 1983: Geologicko-ložiskový výzkum ložisek Žacléžské Boudy a Smrčí. Ms. (dipl. práce, Přírodovědecká fakulta UK, Praha). Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 14 lutego 2006 r.: w sprawie złóż wód podziemnych zaliczonych do solanek, wód leczniczych i termalnych oraz złóż innych kopalin leczniczych, a także zaliczenia kopalin pospolitych z określonych złóż lub jednostek geologicznych do kopalin podstawowych. Dziennik Ustaw (Law Gazette) Nr 32, Poz. 220. Veselý T. 1982: Malá uranová ložiska krystalinika Českého masivu. Geol. a Hydrometal. uranu, 6: 3–46. Vološuk S., Markov I., Žersnikov I. & Knjazev A. 1952: Proizvodstvjennyj otčet o geologo-razvjedočnych rabotach po objektu za 1951 god. MS. Archiv DIAMO. Winchester J. A., Patočka F., Kachlík V., Melzer M., Nawakowski C., Crowley Q. G. & Floyd P. A. 2003: Geochemical discrimination of metasedimentary sequences in the Krkonoše-Jizera terraine (West Sudetes, Bohemian Massif): Paleotectonic and stratigraphic constrains. Geologica Carpathica 54: 267–280. Wood W. W., Kraemer T. F. & Shapiro A. 2004: Radon (222Rn) in Ground Water of Fractured Rocks: A Diffusion/Ion Exchange Model. Ground Water 42/4: 552–567.

90

Prameny radioaktivních minerálních vod na území Kowary Horní Malá Úpa

Recommend Documents