G V. 2007: Vývěry léčivých radioaktivních vod v Janských Lázních – Těsném dole. – In: Š J. & K R. (eds), Geoekologické problémy Krkonoš. Sborn. Mez. Věd. Konf., říjen 2006, Svoboda n. Úpou. Opera Corcontica, 44/1:161–169.
Vývěry léčivých radioaktivních vod v Janských Lázních – Těsném dole Springs of the radioactive medicinal groundwaters in Janské Lázně – Těsný důl Viktor Goliáš Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Ústav geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů, Albertov 6, Praha 2, 128 43,
[email protected] V oblasti Janských Lázní byla měřena aktivita povrchových pramenů. V jižní části úseku budovaném metasedimenty byly naměřeny aktivity pouze do 178 Bq/l. Pramen Starostův má aktivitu 67 Bq/l. V severní části budované radioaktivnějšími ortorulami byly v Těsném dole nalezeny prameny překračující hranici aktivity pro minerální vody podle zákona č. 164/2001 Sb. „Lázeňského zákona“ (1500 Bq/l). Jako hlavní zdroje byly nalezeny prameny: Bukový (do 4725 Bq/l) a Betty (do 2192 Bq/l). Dále bylo zde nalezeno několik dalších pramenů s aktivitami v rozmezí 717–1414 Bq/l. Radioaktivní vody jsou studené (5,6–9,5 °C) a málo mineralizované (TDS 22–37 mg/l). e radioactivity of springs in the Janské Lázně spa vicinity was measured. In the south sector, which is formed by metasediments, the measured activity was low up to 178 Bq/l only. In the northern sector, which is formed by the orthogneiss, springs were found in the Těsný důl valley and their activities exceed over law No. 164/2002 “Spa Law” level (1500 Bq/l). e main found sources were “Bukový” spring (up to 4725 Bq/l) and “Betty” spring (up to 2192 Bq/l). In the vicinity a few springs with activities from 717–1414 Bq/l were also found. e radioactive waters are cold (5.6–9.5 °C) and low mineralized (TDS 22–37 mg/l). Klíčová slova: Keywords:
minerální vody, Janské Lázně, radon, radioaktivní vody, Těsný důl mineral waters, Janské Lázně spa, radon, radioactive waters, Těsný důl valley
ÚVOD Radioaktivita je přirozenou součástí životního prostředí. Určitou míru radioaktivity vykazují horniny, voda, vzduch i samotné živé organismy. Vysoké dávky radioaktivity škodí, negativní účinky nízkých dávek záření (na úrovni přirozeného pozadí) nebyly seriózně vědecky prokázány. Naopak je dostatečně dobře dokumentováno jejich příznivé působení v lázeňství, kde jsou aplikovány nejčastěji léčebné radonové koupele (Jáchymov, Schlema, Sibylenbad) či radonové inhalace (Kowary, Bad Gastein). Biochemické děje a klinické účinky radioaktivní kůry jsou popsány (D & al. 2005).
161
Radioaktivita vod je způsobena převážně rozpuštěným radonem (222Rn). Je to těkavá součást, na vzduchu se z vody rychle uvolňuje a záleží tak na technickém způsobu podchycení zdroje. Podle platné legislativy jsou v ČR za radioaktivní minerální vody považovány zdroje s objemovou aktivitou radonu nad 1500 Bq/l („Lázeňský zákon“ č. 164/2001 Sb.). Vývěry takových vod jsou relativně vzácné.
Obr. 1. Zjednodušená geologická mapa krkonošského krystalinika s vyznačením pozice ortorulového tělesa, výskytů uranové mineralizace a radioaktivních pramenů. Sestaveno podle C (1989), W & al. (2003), M (1995), V (1982), M & B (2000) a archívních údajů DIAMO s.p. Fig. 1. Simplified geological map of the Krkonoše crystalline with orthogneiss body, uranium mineralization and radioactive springs depiction. Compiled aer C (1989), W & al. (2003), M (1995), V (1982), M & B (2000), and archive data of the DIAMO s.p. company.
162
V oblasti Krkonoš byla aktivita vod systematicky studována S (1932) a W (1942). Tito autoři naměřili zvýšené aktivity vod na Žalém; shodně až 945 Bq/l Dumlichův důl (vodárna pro Vrchlabí) i Ambrožův pramen (vodárna pro část Benecka). Wagner (1942) upozorňuje na radioaktivní Biskupský pramen (až 1782 Bq/l) ve Velké Úpě. Naše nová měření v minulých letech tyto údaje potvrdila. Naproti tomu aktivita velkoúpského Hoferova pramene 2880 Bq/l přejatá z nepublikovaných dat Santholzera (~1928) do souborného kompendia (J & R 1979) námi potvrzena nebyla. V roce 2004 zde byly stanoveny aktivity pouze v rozmezí 269–879 Bq/l. Zdrojovou horninou způsobující radioaktivitu těchto vod jsou převážně krkonošské (kowarské) ortoruly. Podle datování zirkonu (K & al. 2001) vykazují kambro-ordovické intruzívní stáří 502–515 Ma. V krkonošském krystaliniku tvoří těleso ortorul komplikovanou megavrásu, vmístěnou v komplexu pestrých metasedimentů vrchlabské skupiny nově definované W & al. (2003). Během deformace a hydrotermální alterace variského cyklu ortoruly poskytly uran k formování několika malých ložisek (Labská, Medvědín, Kowary – Podgorze), řady drobných uranových výskytů (Obr. 1.) a mnoha desítek radiometrických anomálií nalezených uranovým průzkumem v padesátých a šedesátých letech. Obsah uranu v horninách krkonošského krystalinika však nebyl dosud systematicky studován, ač by tato informace měla značný metalogenetický význam. Podle našich laboratorních gamaspektrometrických měření kolísá v ortorulách obsah uranu v rozmezí 2,8–11,6 ppm, v některých výjimečných případech však překračuje i 100 ppm (průměrný obsah uranu v zemské kůře je 3 ppm). Lokální nahromadění uranu (a radia, jež je přímým prekurzorem radonu) může v příznivých hydrogeologických podmínkách způsobit aktivaci podzemní vody, a tak se výnos radioaktivních prvků z hornin odehrává i dnes.
RADIOAKTIVITA PRAMENŮ V JANSKÝCH LÁZNÍCH „Mírná radioaktivita“ pramenů v Janských Lázních se traduje a uvádí v informačních materiálech, ovšem bez bližší specifikace úrovně aktivity ani zdroje vod. Na dobových pohlednicích je dokonce vyobrazena „autoradiografie“ termální vody. Aktivita vlastní janskolázeňské termy je však ve skutečnosti velmi nízká (pod 10 Bq/l); tento údaj je znám velmi dlouho (W 1942). V porovnání s aktivitami vod z okolního krystalinika je aktivita termy hluboce podprůměrná a blíží se spíše aktivitě některých vod krasových. Ve spolupráci s lázeňskou organizací byla aktivita pramenů v okolí Janských Lázní studována v letech 2005 a 2006. Jako podklad pro tento vyhledávací průzkum byla použita databáze radiometrických anomálií nalezených při vyhledávacím průzkumu na uran, soustředěná nyní v archivu DIAMO s.p. Pozice anomálií je určena velmi nepřesně (odchylka obvykle více než 300 m), proto bylo možné k bližšímu průzkumu vymezit pouze širší úseky (klastry anomálií). V archivních pramenech (M & al. 1953) byla dále nalezena literární zmínka o vývěru se zvýšenou koncentrací uranu severně od Janských Lázní, kde byla v roce 1952 vykopána průzkumná rýha bez pozitivních výsledků (podle morfologie terénu pravděpodobně Lopuchový pramen). Při radiohydrochemické terénní revizi byla měřena gama aktivita všech vývěrů, prameny vykazující zvýšenou gama aktivitu a další zajímavé objekty byly vzorkovány a po návratu z terénu byla tentýž den měřena aktivita radonu ve vodě. Objemová aktivita radonu byla stanovena emanometrem RP25 s ionizační komorou po vytřepání ze vzorku a převedení do uzavřeného plynového okruhu přístroje. Cejchovací konstanta byla zjištěna měřením standardních roztoků 226Ra o známé aktivitě. Nejprve byla revidována jižní část úseku v okolí Středního hřebene a Zlaté vyhlídky, kde je podloží budováno metasedimenty vrchlabské skupiny. Radiometrické anomálie zde tvoří vz. orientovaný pruh na temeni Hladíkovy výšiny v místech výchozu (silurských?) grafitických fylitů. Zde byly naměřeny relativně nízké aktivity vod, pouze do 178 Bq/l (Tab. 1.). Známý Starostův pramen má aktivitu pouze 62 Bq/l a podobnou aktivitu vykazuje i vodovod v Janských Lázních.
163
164
v ústí Janského dolu
Starostův
Betty
TPP
Divočák
Rezavec
Chorošový
JL-8
JL-9
JL-10
JL-12
JL-13
nad cestou na Černou horu
liniový vývěr spolu s JL-14
JL-16
nad Hoffmann. bd., pod cestou
JL-15
v polomu nad Betty
nad 1. mostkem,
nad výrazným bahništěm
vývěr poblíž prm. Bukového
pod kamennou lavičkou
JL-14
Života
Mechový
JL-7
mokvající mechová skála u cesty
pod hranicí smíšeného lesa
Bukový
JL-6
pod Pardubickými Bd.
přítok do potůčku (vedle pěšiny)
Lopuchový
JL-5
JL-4
JL-3/2 vodovod JL rekreač. zař. Betlém
JL-3
mezi Bolkovem a Hoffmann. bd.
poloha
pramen Rudolfova potoka
název pramene V Houští
JL-2
JL-1
číslo
5038246
5038159
5038166
5038694
5038291
5038944
5038891
5038687
5038817
5038891
5039235
5039289
5037604
5037713
5037864
fí
XX°XX.XXX´
1545068
1545190
1545163
1546437
1546805
1546100
1546183
1546463
1546347
1546183
1545856
1545647
1546599
1545770
1545103
lambda
XX°XX.XXX´
861
849
854
761
766
927
887
722
722
887
995
1023
657
761
výška (m n. m.) 774
ortoruly
ortoruly
ortoruly
ortoruly
metasedimenty
ortoruly
ortoruly
ortoruly
ortoruly
ortoruly
ortoruly
ortoruly
metasedimenty
metasedimenty
metasedimenty
hornina
845
523
550
840/977
318/717
986
202
543–2192
795
1744–4725
22,4
1013/1414
67
62
123
aktivita (Bq/l) 178
Tab. 1. Název, pozice (WGS84), objemová aktivita radonu a průtok (měřený/odhadovaný) pramenů v okolí Janských Lázní Name, position (WGS84), radon volume activity and flow rate (measured/estimated) of the springs in Janské Lázně spa vicinity
0,02
0,03
0,05
0,3
0,2
0,15
0–2.0
0,031
0,2
0,185
0,01
0,05
0,5
0,3
průtok (l/s) 0,1
Tab. 2. Chemické složení nalezených pramenů. Základní rozbor: Vodní zdroje a.s., ICP-MS a F-AAS: UK, Přf, LGÚ, analytici L. Strnad a O. Šebek, fyz. chem.: UK, Přf, V. Goliáš a T. Lipanský. Chemical composition of the discovered springs. Major components: Vodní zdroje a.s., ICP-MS and F-AAS: UK, Přf, LGÚ, analysts L. Strnad and O. Šebek, phys. chem.: UK, Přf, V. Goliáš and T. Lipanský.
pramen mg/l NH4+ NO2NO3ClSO42HCO3PO43FNa+ K+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ celková mineralizace CO2 volný CHSK-Mn CHSK-Cr ICP-MS, ug/l Al Ti V Cr Mn Co Ni Cu Zn As Sr Ag Cd Ba Pb Bi U F-AAS, mg/l Fetot. Fyz.-chem. teplota [°C] pH Eh [mV] vodivost [uS/cm]
JL-6 Bukový <0.03 <0.01 1,4 0,8 10,4 13,4 <0.01 0,28 2,2 1,1 6,0 1,2 <0.04 0,04 37 4,4 3,4 6,3
JL-8 Betty 0,06 <0.01 1,1 0,8 10,8 3,1 <0.01 0,28 1,1 1,1 3,6 0,5 <0.04 0,22 22 – 9,1 18,8
JL-9 TPP 0,04 <0.01 1,6 1,8 13,5 6,1 <0.01 0,22 1,1 0,93 3,0 0,6 <0.04 0,09 29 4,4 4,3 7,8
JL-12 Rezavec 0,05 <0.01 <0.1 1,1 12,9 12,0 <0.01 0,15 1,1 0,97 5,2 1,4 0,07 0,11 35 8,8 1,4 6,3
429 1,0 0,10 0,13 40,6 0,26 0,72 1,17 27,7 10,8 7,9 0,035 0,28 8,32 0,48 <0.005 0,20 9,09
1458 1,0 0,21 0,27 216,4 1,86 1,84 4,45 41 2,74 5,9 0,018 0,89 17,5 2,63 0,018 0,29 3,67
622 0,5 0,12 0,15 81,3 0,52 0,69 1,23 21,9 0,54 5,4 0,007 0,40 13,2 0,56 <0.005 0,05 1,28
148 0,6 0,82 0,12 100,3 10,4 34,5 0,59 88,3 19,4 9,5 0,006 0,38 9,83 0,23 <0.005 0,08 0,11
0,02
0,02
<0.009
2,09
6,3 5,4 261 44
9,5 4,6 263 56
5,6 4,6 301 35
8,6 5,4 195 51
165
Obr. 2. Radioaktivita pramenů v okolí Janských Lázní Fig. 2. e radioactivity of springs in the Janské Lázně spa vicinity
Dále byla revidována severní část úseku mezi Černou horou a Janskými Lázněmi, kde je podloží budováno ortorulami a na jihu částečně také metasedimenty obalu. Klastr anomálií uranového průzkumu je rozptýlen v Těsném dole a jeho širším okolí. Prameny rašeliništních vod a ostatní vývěry stékající z plošiny Černé hory jsou bez zvýšené aktivity. Při vyhledávací túře konané z Velkých Pardubických Bud Těsným (Klausovým) dolem dne 12. 8.2005 bylo však nalezeno několik pramenů se zvýšenou aktivitou a dva prameny minerálních radioaktivních vod s aktivitou nad 1500 Bq/l (Obr. 2.). Pramení v blízkosti paty prudkého svahu
166
Těsného dolu u horského chodníku (Luisiny cesty). Vyvěrají zde prameny Lopuchový, Bukový, Mechový a Betty. Při následné revizní akci dne 28. 8.2005 byly dále nalezeny prameny Divočák, Rezavec a pramen Chorošový (Tab. 1.). Významné prameny byly vzorkovány, byly provedeny základní chemické a mikrochemické rozbory a sledovány jejich fyzikálně-chemické parametry (Tab. 2.). Vody jsou studené, velmi málo mineralizované, chemického subtypu Ca-SO4-HCO3. Rozpuštěný radon je jedinou významnou složkou. Při vycházce Těsným (Klausovým) dolem od Janských Lázní se setkáme s těmito prameny:
Pramen Rezavec
V úseku Luisiny cesty, v roce 2004 rekonstruované fy. Klimeš z Horního Maršova, cca 50 metrů nad prvním (obnoveným) mostkem nemůžeme na opačném břehu Černohorského potoka přehlédnout kaskádku rezavého sintru (Obr. 3.). Ta se sráží z pramene Rezavec. Pramen vyvěrá z lavice černých, pyritem bohatých grafitických fylitů se zvýšenou radioaktivitou. Podle gamaspektrometrického stanovení obsahuje hornina okolo 40 ppm U. Objemová aktivita vody je 717 a 318 Bq/l (stanovení 8/2005 a 9/2006). Nedosahuje tedy zákonem dané hranice pro minerální vody, je ale nejradioaktivnější nalezenou vodou metasedimentů. Má také velmi odchylné chemické složení: Je železnatá (2,1 mg/l Fe), hranice železnatých minerálních vod podle Lázeňského zákona (10 mg/l) však nedosahuje. Je nejvíce redukční (Eh pouze 195 mV). Z analyzovaných vod obsahuje nejvíce chalkofilních prvků – vanadu, kobaltu, niklu, zinku a arsenu, pravděpodobně pocházejících z rozkladu pyritu. Chuťově i pachově voda upoutá; upomíná na rozpuštěné rezavé hřebíky. Pramen není prozatím podchycen. Obr. 3. Pramen Rezavec s kaskádkou železitého sintru (foto T. Lipanský) Fig. 3. e “Rezavec” spring with the small Pramen Betty (Sv. Alžběty) ferric-sinter cascade (photo by V dalším úseku obnovené cesty přejdeme kontakt T. Lipanský)
metasedimentů a ortorul a dorazíme ke strženému mostku. Pokud se nám podaří překonat Černohorský potok, dojdeme neobnoveným chodníkem po 200 m k radioaktivnímu minerálnímu prameni Betty (Sv. Alžběty). Vyvěrá na okraji chodníku, asi 20 m pod ortorulovou lavičkou s letopočtem 1910. Aktivita pramene velmi kolísá, nejméně aktivní je při vysokých průtocích, kdy pramen ředí povrchové vody. V různých obdobích byly naměřeny aktivity v rozmezí 1255–2192 Bq/l (8 stanovení). Dne 15.11.2006 po vydatném sněžení a prudkém tání byla výjimečně naměřena aktivita pouze 543 Bq/l. Obvykle však zastihneme pramen při aktivitách 1300–1800 Bq/l. Z analyzovaných vod obsahuje nejvíce hliníku, manganu, chrómu, mědi, barya, olova a kadmia. Důvodem zvýšení může být vliv acidifikace (Al, Mn, Cr), případně i blízkost hypotetické Cu-Pb-Ba mineralizace. Voda je lehce nažloutlá, pravděpodobně vlivem rozpuštěných huminových kyselin, slabě oteplená (až 10,5 °C), chuti mírně nakyslé, velmi dobré. V srpnu 2006 byl pramen podchycen rezervoárovým způsobem (Obr. 4.). Obr. 4. Minerální radioaktivní pramen Betty (Sv. Alžběty) (foto V. Goliáš) Fig. 4. e “Betty” (“St. Elisabeth”) medicinal radioactive spring (photo by V. Goliáš)
167
Bukový pramen
Při cestě dále mineme přímo u chodníku skalní defilé pokryté mokvajícím mechem se dvěmi nedalekými vývěry (Mechový pramen, 795 Bq/l). Pokračujeme dále a dorazíme k na první pohled málo pozoruhodnému bahnisku s několika nepříliš vzdálenými vývěry nad cestou. Jeden z nich, pod statným bukem, je minerální radioaktivní Bukový pramen (Obr. 5.). Aktivita povrchového vývěru kolísala v rozmezí 1744–2760 Bq/l. Při odkryvných pracech bylo zjištěno, že Bukový pramen pravděpodobně hydrogeologicky souvisí s cca 5 m vzdáleným, poněkud výše položeným pramenem TPP s nízkou aktivitou (pouze 202 Bq/l), který radioaktivní vývěr ředí. Proto byl v září 2006 podchycen ztrátovým způsobem (pouze 0,092 l/s z celkových 0,185 l/s) ze dna výkopu, plnoprofilově, a prameni byl ponechán přirozený přeliv pro zajištění hydraulického výtlaku. Podchycená voda má aktivitu 4725 (9/2006) či 4459 Bq/l (10/2006). Mělkými odkryvnými pracemi nebylo možno dosáhnout skalního podloží, vývěr je podchycen ve svahovinách. Je možné, že aktivita čisté „skalní“ vody může být ještě vyšší. Z analyzovaných vod obsahuje nejvíce uranu. Voda je velmi studená, výtečné chuti. Plně lze chuťové vlastnosti zhodnotit až po oteplení v uzavřené nádobě. V roce 2007 je plánováno svedení podchyceného vývěru k chodníku a dokončovací práce.
Lopuchový pramen
Obr. 5. Minerální radioaktivní Bukový pramen (foto V. Goliáš) Fig. 5. e “Bukový” medicinal radioactive spring (photo by V. Goliáš)
Při cestě výše, naproti mostku pod Malými Pardubickými Boudami se rozkládá velké bahnisko – Lopuchový pramen. Podle dosavadních poznatků jde o dva vývěry radioaktivní vody nad sebou. Aktivita vyššího z nich je 1013 a 1414 Bq/l (2 stanovení). Pramen je ředěn neaktivní vodou, přesná pozice vlastních vývěrů není prozatím ujasněna. Na rok 2007 jsou plánovány výzkumné odkryvné práce, při pozitivních výsledcích také případné podchycení pramene. Je pravděpodobné, že při vhodném podchycení aktivita vody překročí hranici 1500 Bq/l.
SOUHRN V Těsném dole byly nalezeny dva vývěry minerálních radioaktivních vod a několik prognózních zdrojů s aktivitou blížící se zákonem dané hranici pro minerální vody. Nález nové oblasti s vývěry minerálních vod je objev celostátního významu a může přispět k zvýšení léčebného potenciálu blízkých Janských Lázní. Přístupová cesta je však v neutěšeném stavu.
168
Poděkování
Na výzkumných pracech se podíleli tito terénní pracovníci a hydrogeologové: Tomáš Lipanský, Lenka Benešová, Petr Nakládal a Zdeněk Vilhelm. Odborné konzultace poskytli Karel Martínek a Václav Kachlík, v archivu DIAMO s.p. byli nápomocní Jaromír Ondřík a Juraj Mištarka. Dík patří také Správě KRNAP a Státním Léčebným lázním Janské Lázně a.s. Projekt byl podporován výzkumným záměrem MSM0021620855 „Mechanismy transportu látek ve svrchních sférách Země“.
LITERATURA D P., F A., H D., J H., K A. & P H.V. 2005: Radon als Heilmittel. Terapeutische Wirksamkeit, biologischer Wirkungsmechanismus und vergleichlende Risikobewertung. – Verlag Dr. Kovac. Hamburg., 111 pp. C J. 1989: Přehledná geologická mapa Krkonoš a Jizerských hor. – Ústř. Úst. geol., Praha. J J. & R L. 1979: Minerální vody Východočeského kraje. – Ústř. Úst. geol., Praha, 228 pp. K A., J P., H E. & O M. 2001: Single zircon ages and whole-rock Nd isotopic systematics of early Palaeozoic granitoid gneises from Czech and Polish Sudetes (Jizerské hory, Krkonoše Mountains and Orlice-Sněžník Complex). – Int. J. Earth Sciences, 90: 304–324. M I., S V., K A. & G L. 1953: Otčet geologo-razvjedočnych rabotach po chozjajstvu Jachymovskich rudnikov za 1952 god. – MS. Archiv DIAMO. M S. 1995: Strukturalna i metamorficzna ewolucja wschodniej okrywy granitu karkonoszy i poludniowej czesci Rudaw Janovickich i Grbiecie Lasockim. – Geologica Sudetica, 29: 31–103. M K. & B 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. S V. 1932: Výzkum radioaktivních pramenů v Krkonoších. – Rozpravy Č. Akad. II. tř. 42/1: 1–16. V T. 1982: Malá uranová ložiska krystalinika Českého masivu. – Geol. a Hydrometal. uranu, 6: 3–46. W A. 1942: Radioaktivität der Quellen im Sudetenland. – Firgenwald, 13: 94–111. W J.A., P F., K V., M M., N C., C Q.G. & F 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.
169
