Geofüüsika, mere- ja keskkonnageoloogia

Kontaktinfo

Geofüüsika uurimisvaldkonna teenused:

Meregeoloogia uurimisvaldkonna teenused:

Geokeemia ja keskkonnageoloogia uurimisvaldkonna teenused:

Geofüüsika uurimisvaldkonna teenused

ELEKTROMEETRIA erinevaid takistusmeetodeid (peamiselt dipoolne profileerimine ja vertikaalne elektriline sondeerimine) kasutatakse mattunud orgude, aluspõhjakivimite lõhelisuse, murrangute ja kvaternaarisetete paksuse kontuurimiseks. Elektromeetria andmed täiendavad geoloogilise kaardistamise ja eriotstarbeliste uuringute tulemusi. Elektromeetriat on kasutatud samuti geoloogilise ehituse uurimiseks lokaalsete magnetanomaaliate piirkondades ja seoses Eesti Energia alajaamade renoveerimise programmiga.

Tagasi üles…

PUURAUGU GEOFÜÜSIKA oli aastatel 1963–2002 kohustuslik seoses toonase Nõukogude Liidu uraaniotsigu programmiga, mida jätkati ka Eesti Vabariigi ajal. Uurimistulemusi kasutati geoloogilise ja/või hüdrogeoloogilise andmepanga täiendamiseks. Peamiseks uuringumeetodiks oli puuraugu gamma-karotaaž, mis annab suurepärase võimaluse kivimite läbilõike liigestamiseks savikateks ning vähemsavikateks erimiteks tulenevalt nende erinevast savimineraalide sisaldusest. Täiendavalt kasutatakse puuraukude läbilõike uurimisel elektri-karotaaži. Varasematel aastatel kasutati ka muid karotaaži meetodeid, mille abil piiritleti veerikkaid ja veevaeseid intervalle puurkaevudes, kontrolliti puuraevude tehnilist seisundit ja puurimisega seotud muid probleeme (näiteks geoloogilise läbilõike või filtrite sissepaneku koha täpsustamine). Peamiselt kasutati hüdrogeoloogiliste probleemide lahendamisel vooluhulga karotaaži koos kavernomeetriaga.

GRAVIMEETRIA ehk raskusjõudu uuriv geofüüsika haru annab teavet Maa siseehitusest. Gravimeetriline profileerimine võimaldab täpsustada mattunud orgude asendit, mis on oluline informatsioon geoloogilise kaardistamise jaoks. Detailsete mõõdistamiste ja pikaajalise raskuskiirenduse anomaaliate seire tulemusel saab täpsustada maakaarte ning muutuseid Maa siseehituses. Mainitud seireks kasutatakse viimasel ajal ka satelliit-gravimeetria andmeid. Gravimeetrilised kaardid mõõtkavas 1:50 000 on tehtud Põhja-Eestis, Lääne-Eesti saartel ja väiksemates piirkondades nii Kesk-Eestis kui Tartu, Viljandi ja Valga ümbruses. Mõõtkavas 1:25 000 on esitatud andmed detailsetel uuringualadel. Eesti gravimeetria andmestik revideeriti ja digitaliseeriti aastatel 1999–2002. Eesti riiklik gravimeetriline võrk on ühendatud Põhjamaade samalaadse võrguga.

Detailse gravimeetrilise uuringu tulemuste näide. Tööde ülesandeks oli graniitmassiivi piirjoone täpsustamine kaardil ja läbilõigetel. Graniiti, mis on ümbritsevatest gneissidest kergem, iseloomustab läbilõigetel arvutatud negatiivne liigtihedus. Massiivi lasumi arvutatud sügavus on heas kooskõlas puurimise andmetega, ka massiiviserva arvutatud kaldenurk vastab geoloogilistele ettekujutustele. Parameetrite leidmiseks kasutati optimiseerimist. Minimiseeritavaks funktsiooniks oli mõõdistatud ja arvutatud väljade vahe ruutude summa kõigis vaatluspunktides.

MAGNETOMEETRIA abil detailiseeritakse eelkõige anomaalseid piirkondi. Aeromagnetilise mõõdistamise andmete järgi on Eestis kontuuritud muutused kristalse aluskorra siseehituses, mille pealispind asetseb 100–800 m sügavusel. Tähtsamad tööd on tehtud Uljaste kerkeala, Jõhvi magnetanomaalia, Virtsu anomaaliate, lokaalsete magnetanomaaliate ja Naissaare maa-aluste rajatiste uurimisel. Suuremal osal Eesti territooriumist tehti aastatel 1988–1992 aeromagnetiline kaardistamine mõõtkavas 1:25 000 ja akvatoorium kaardistati mõõtkavas 1:50 000.

Raskusjõu- ja magnetvälja kaardid koos kohalikkude anomaaliate tõlgendusega kuuluvad kaasaegse geoloogilise kaardistamise juurde nagu näiteks Eesti geoloogiline baaskaart mõõtkavas 1:50 000. Koostöös kolleegidega naaberriikidest on koostatud Fennoskandia raskusjõu- ja magnetvälja kaardid mõõtkavas 1:1 000 000, mis hõlmavad kogu Eestimaa. Gravimeetrilisi kaarte ja profiile kasutatakse nii geoloogiliste kui geodeetiliste probleemide lahendamisel.

Eestimaa raskusjõuvälja Bouguer anomaaliad IGSN 71 süsteemis vahekihi tihedusega 2,3 g/cm3

Eestimaa magnetvälja anomaaliad IGRF 85 süsteemis

SEISMILINE MONITOORING annab teavet maavärinate, plahvatuste ja lõhkamiste kohta. Eestis töötab kolm rahvusvahelisse võrku kuuluvat seismoloogiajaama: Arbaveres (ARBE), Matsalus (MTSE) ja Vasulas (VSU). Eestis töötava kolme jaama põhjal saab alates 2006. aastast määrata kohalike seismiliste sündmuste asukohti.

Aastas registreeritakse Eesti pinnal mõnisada sündmust. Neist üle 80% on lõhkamised Ida-Virumaa karjäärides (tugevus tavaliselt umbes 2 magnituudi), ülejäänud lõhkamised tehakse Eesti teistes väiksemates karjäärides ja Läänemere meremiinide kahjutukstegemise operatsioonidel. Nõrku maavärinaid esineb meil põhiliselt Soome lahe suudmes, mis näitab mõningast tektoonilist aktiivsust. Tavaliselt registreerib seismograaf aasta jooksul ka mõne arvatava maavärina Eesti pinnal. Kaugeid maavärinaid (epitsenter kaugemal kui 10 meridiaanikraadi ehk u. 1100 km) on Eestis registreeritud aasta jooksul paar tuhat, neist paarisaja epitsentri määramiseks kasutatakse Eesti jaamade andmeid. Seismilise monitooringu andmete koondamise ja säilitamise rahvusvaheline keskus asub Saksamaal, Potsdamis, Potsdami Maauuringute Keskuses “Geofon”: http://geofon.gfz-potsdam.de/geofon/.

Eesti Geoloogiakeskuse poolt lokaliseeritud seismilised sündmused kantakse Helsingi Ülikooli Seismoloogia Instituudi poolt koostatavasse bülletääni “Seismic Events in Northern Europe”: http://www.seismo.helsinki.fi/english/bulletins/index.html

Helsingi Ülikooli Seismoloogia Instituudi viimase ööpäeva seismiliste sündmuste automaatvaatluste ülevaade: http://www.seismo.helsinki.fi/bulletin/list/alert/current_map.html

Põhjamaade ja Balti riikide maavärinate seirest ja nendega seotud riskidest loe The Nordic Earthquake Researcher Network kodulehelt: http://nordquake.net/

Euroopa seismoloogide koostööd kajastav koduleht “Observatories and Research Facilities for European Seismology”: http://www.orfeus-eu.org/

Ameerika Ühendriikide Geoloogiateenistuste (the United States Geological Survey’s; USGS) koduleht, mis kajastab ühendriikide maavärinate riski programmi tegevusi (Earthquake Hazards Program) pakub mitmekülgset informatsiooni maavärinate kohta: http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/recenteqsww/Quakes/quakes_all.php

MEREGEOLOOGILISED UURINGUD on seotud akvatooriumi kaardistamisega, ehitusmaavarade otsingu ja uuringuga ning rannaäärsete piirkondade eriotstarbeliste töödega. Kaardistamisel kasutati geofüüsikalist aparatuuri, mis võimaldas uurida settekivimeid kuni kristalse aluskorra pealispinnani. Kaardistamise käigus kirjeldati merepõhja setete litoloogiat ja nende mineraalset koostist ning mõõdeti raskemetallide sisaldust. Täiendavalt sondeeriti merepõhja setteid kuni 22 meetri pikkuse raskustoru, haardkopa ja vibropuuriga.

Geofüüsika, mere- ja keskkonnageoloogia osakonna tööd aastal 2010:

  • Eesti riikliku keskkonnaseire mererannikute seire allprogramm 2009. aasta aruanne;
  • AS Kuusakoski laoplatside pinnasevee keskkonnaseisund;
  • Seismiline seire. Aruanne riikliku keskkonnaseire allprogrammi “Seismiline seire” täitmisest 2009. aastal.

Meregeoloogia uurimisvaldkonna teenused

MEREPÕHJA UURINGUD

Merepõhja geofüüsikaliseks uurimiseks kasutatakse laeva seismoakustilist “Chirp” tüüpi profileerimissüsteemi EdgeTech 3200-XS, mille kiirgurandurit pukseeritakse siseveekogudes ja väiksema sügavusega aladel (< 5 m) laevalt või parvelt. Profilaator impulssvõimsusega 2 kW võimaldab tekitada ja registreerida tagasipeegelduvaid signaale sagedusvahemikus 0,5–12 kHz. Meetodi uurimissügavus sõltub kivimitest, maksimaalselt on võimalik pudedamaid setteid „läbivalgustada“ kuni 200 meetrini. Andmestik salvestatakse digitaalkujul EdgeTech JSF failiformaadis, mille saab vajadusel konverteerida koostatud tarkvara READ-JSF abil standardsesse SEG-Y failiformaati. Seismoakustiliste profiilide interpreteerimiseks kasutatakse MERIDATA interpreteerimistarkvara MDPS versioon 5.1 ja MD Viewer versioon 2.0.

Pukseeritav kiirgur-vasuvõtja ehk “kala” uurimislaeva Mare pardal.

Interpreteeritud seismoakustiline profiil. Roheline – Litoriina ja Limneamere peeneteralised liivad ja aleuriidid, sinine – hilisjääaegne viirsavi, pruun – moreen, punane – aluspõhja kivimid.

Mere põhja puurimine ja proovimine tehakse laevalt või parvelt. Puurimiseks kasutatakse kahte vibropuuri komplekti erinevate sondipikkustega (2,2 m; 3 m ja 5 m). Sondi diameeter on 89 mm, 108 mm ja 64 mm. Vibropuuri mootori võimsused on vastavalt 8,5 kW ja 3,5 kW. Sondid on varustatud mõlemast otsast klappidega. Üleval asub leht- või kuulklapp ja all toru otsas kasutatakse “apelsinikoore”-tüüpi ja lehtklappi. Viimasel ajal on puurimisteks kasutatud Veeteede Ameti polüfunktsionaalset laeva “EVA-316”.


Vibropuurseade (võimsus 8,5 kW, sondi pikkus 7 m) enne vette laskmist.

Merepõhja pindmisest kihist võetakse proove haardkopaga. Rikkumata lasuvusega proovide saamieks kasutatakse klaastoruga proovivõtjat.

MEREPÕHJA KAARDISTAMINE

Eesti merepõhja süstemaatilist geoloogilist kaardistamist alustati Eesti Geoloogiakeskuses (EGK) 1981. aastal. Kaardistamistööd tehti algul mõõtkavas 1:500 000 ja hiljem mõõtkavas 1:200 000 (Tabel 1). Kaardistati praktiliselt kogu Eesti territoriaalmere Soome lahe osa. Vastavalt tolleaegsele kokkuleppele kaardistas Soome lahe idaosa (Aserist ida poole) Üleliiduline Geoloogia Instituut (VSEGEI), kelle valduses on need andmed tänaseni. Aastatel 1994–2001 hakati üksikobjekte kaardistama detailsemalt, st mõõtkavas 1:50 000 (Tabel 2). Aastatel 1994–1996 viidi koostöös Läti Geoloogiateenistusega läbi Liivi lahe merepõhja geoloogiline kaardistamine mõõtkavas 1:200 000. Nende kaartide koostamisel kasutati ka Stockholmi Ülikooli poolt tehtud seismilise profileerimise andmeid.

Merepõhja geoloogilisel kaardistamisel kasutati geofüüsikalist aparatuuri, mis koosnes seismoakustilisest profilaatorist (töösagedus 0–450 Hz), madalasageduslikust akustilisest profilaatorist (24 kHz), kajaloest ja külgvaate sonarist. Seismoakustiline meetod võimaldas “läbivalgustada” setete ja settekivimite kompleksi kuni kristalse aluskorra pealispinnani. Merepõhja sondeeriti raskustoru (pikkus kuni 22 m), haardkopa ja harvem vibropuuriga. Puuraugud ja proovivõtu kohad paiknesid geofüüsikalistel profiilidel. Kaardistustööde väljundiks olid kaardikomplektid, millesse kuulusid enamasti:

1. aluskorra ja aluspõhja geoloogiline kaart;
2. kvaternaarisetete geoloogiline kaart;
3. aluskorra pealispinna reljeefi kaart;
4. maavarade kaart;
5. põhjasetete pinnakihi litoloogiline kaart;
6. meresügavuste kaart;
7. geofüüsikaliste tööde faktilise materjali kaart;
8. puuraukude ja proovivõtupunktide paiknemise kaart;
9. geoloogilised läbilõiked.

Tabel 1. Merepõhja geoloogiline kaardistamine mõõtkavas 1:500 000 ja 1:200 000.

Aasta Mõõtkava Kaardistustöö
1981–1983 1:200 000 Regionaalsed geofüüsikalised uurimistööd Tallinna lahes
1983–1986 1:200 000 Regionaalsed geofüüsikalised uurimistööd Eesti šelfialal Naissaarest kuni Juminda poolsaareni
1986–1987 1:500 000 Eesti šelfiala geoloogiline kaardistamine
1986–1989 1:200 000 Eesti šelfiala geoloogiline kaardistamine (Juminda poolsaarest kuni Tütarsaarteni)
1989–1992 1:200 000 Eesti šelfiala geoloogiline kaardistamine (Vormsi saarest kuni Juminda poolsaareni)
1994–1996 1:200 000 Liivi lahe merepõhja geoloogilise kaardikomplekti koostamine

Tabel 2. Eesti Geoloogiakeskuse poolt läbiviidud merepõhja geoloogilised kaardistamistööd mõõtkavas 1:50 000.

Aasta Mõõtkava Kaardistustöö
1996–1998 1:50 000 Neugrundi meteoriidikraatri ja selle ümbrisala geoloogiline kaardistamine mõõtkavas 1:50 000
2000–2001 1:50 000 Ettevalmistavad geoloogilised uurimistööd Riguldi baaskaardilehel (6241), kaardistamine mõõtkavas 1:50 000
2006 1:50 000 Mittekonditsiooniline kaardistamine. Eesti Geoloogilise Baaskaardi, mõõtkavas 1:50 000, koostamise käigus kaardilehtedel 6444 (Kohtla-Järve), 6533 (Sillamäe) ja 6534 (Narva) tehti meregeoloogilised uuringud merepõhja geoloogilise ehituse täpsustamiseks nimetatud lehtede piires

MERERANNIKUTE UURINGUD

EGK on teinud mererannikute seiret aastast 1994 lähtudes Eesti riikliku keskkonnaseire allprogrammist. Rannikuseire eesmärgiks on keskkonnamuutuste prognoosimine randades ja rannikutel, et sellest tulenevalt saaks planeerida rannaalade optimaalset maakasutust. Rannikuseire põhineb kohakindlatel ja täpsete koordinaatidega reeperitel lähtudes süstemaatilistest kordusmõõdistamistest. Ühel seirealal tehakse instrumentaalseid kordusmõõtmisi vähemalt viieaastase intervalliga ja visuaalseid vaatlusi igal aastal. Mõõdistamiseks kasutatatakse nii elektron-tahhümeetrit kui ka GNSS võrgu RTK-GPS mõõdistuskomplekti.

Seirealade asukohad.

RTK-GPS-ga mõõdistatud Kakumäe seireala kõrgusmudel 2010. aastal.

Seire tulemused Geoloogiafondis: Eesti riikliku keskkonnaseire mererannikute seire allprogramm 2009. aasta aruanne.

MEREGEOLOOGILISED ANDMEBAASID

GeoSeas on Euroopa Liidu teadusuuringute ja tehnoloogiaarenduse seitsmenda raamprogrammi e-infastruktuuri (I3) projekt. Projekti kestvusaeg on maist 2009 kuni oktoobrini 2012. Projektis osaleb 26 mere geoteaduste andmekeskust ehk 28 organistsiooni 17 Euroopa mereriigist. Projekti koordinaator on Suurbritannia Geoloogiateenistus (NERC–BGS) ja tehniline koordinaator MARIS (Holland). Eestipoolne kaasrahastaja on Keskkonnainvesteeringute Keskus (KIK).

Projekti kohta saab teavet veebilehelt: www.geo-seas.eu

EMODNET ehk The European Marine Observation and Data Network on loonud Euroopa Komisjoni poolt, et järgida Euroopa Liidus Green Paper on Future Maritime Policy kokkuleppeid. EMODNET-Geology projekt on üks neljast pilootprojektist selles vallas. Projekti eesmärgiks on koondada kokku meregeoloogia, merekeemia, merebioloogia ja hüdrograafia andmestik. EMODNET-Geology projekti partnerid koondavad andmekihid Läänemere ja Suur-Põhjamere Geldi mere kohta.

Andmekihid tehakse kättesaadavaks OneGeology-Europe (1G-E) portaalis. Projekti kohta saab teavet veebilehelt: www.emodnet-geology.eu

MEREPÕHJALISTE MAAVARADE OTSING JA UURING

Viimastel aastakümnetel on seoses sadamate laiendamisega ning ehitustegevuse hoogustumisega tekkinud vajadus suurte täite- ja ehitusliiva koguste järele, mis omakorda on loonud vajaduse kaevandada liiva merepõhjast. Geoloogiline informatsioon liivamaardlate otsinguks pärineb põhiliselt merepõhja geoloogiliste uuringutest, mis tehti aastatel 1972–1993 Teaduste Akadeemia Geoloogia Instituudis (nüüd Tallinna Tehnikaülikooli Geoloogia Instituut) ja alates 1981. aastast EGK-s. Esimesed liivaotsingud tehti Tallinna lahes ja Viimsi poolsaarest idas aastal 1986 Leningradi geoloogide poolt. Aastal 1992 uuris AS Nybit merepõhja liiva Prangli saarest lõuna pool ning uuringute tulemusel kinnitati liivavaru ca 0,4 mln m3. Aastatel 1994–1995 uuris AS Riiklik Ehitusuuringute Instituut (REI) liivalasundeid Tallinna ja Muuga lahe ümbruses. Aastal 1996 uuris EGK koostöös hollandlastega merepõhja liivalasundeid Hiiumaast loode pool parvlaev Estonia vraki katmiseks. Uuringute tulemusel kinnitati liivamaardla varuga ca 2.5 mln m3.. Järgmiste liivamaardlate varud, mida uuriti AS Tallinna Sadama laiendamiseks, kinnitati EGK, Tallinna Tehnikaülikooli (TTÜ) ja AS Unicone uuringute tulemusel järgmiselt: (1) 2003 aastal Prangli perspektiivalal (ehitusliiva varu ca 0,2 mln m3 ; täiteliiv0,6 mln m3); (2) 2004. aastal TTÜ ja AS Unicone uuringute tulemusel Naissaare lõunaosa perspektiivalal (ehitusliiva varu 4,3 mln m3), TTÜ ja Unicone poolt Naissaare ümbruses perspektiivalal (ehitusliiva varu 3.8 mln m3); (3) 2005 ja 2006 aastal Ihasalu lahe perspektiivalal (ca 0,7 mln m3 täiteliiva ja ca 0,1 mln m3 ehitusliiva).


AS Tallinna Sadama vajadustest lähtuvalt laiendas EGK 2006. aastal liiva uuringuid Hiiumadala piirkonnas ja liiva otsinguid Kõpu poolsaarest läände jääval alal. Tööde tulemusena kinnitati täiendav ehitusliiva varu ca 1,5 mln m3 ja täitepinnase (liiva) varu 2,7 mln m3 Hiiumadalast läänes. Prognoosvarud kinnitati Kõpu poolsaarest läänes ja esitati perspektiivne ala edasisteks uuringuteks poolsaarest põhjas. TTÜ uuringute põhjal kinnitati ehitusliiva tarbevaru ca 24 mln m3 ja 4,2 mln m3 täitepinnast poolsaarest läänes ning prognoosvarud ca 34 mln m3 poolsaarest põhja pool.


AS Eesti Energia Ressursid tellimisel uuriti 2007. aastal liivavarusi Soome lahes Letipea neemest ja Ontikast põhja pool ning AS Tallinna Sadam tellimisel Diomiidi madala piirkonnas. EGK, TTÜ ja AS Unicone uuringute tulemusel kinnitati prognoosvaru Sala saarest lõunas 2,2 mln m3 ja Barabanovi ning Uhtju madala piirkonnas 2,6 mln m3.

Liivuuringud viiakse läbi kahes etapis. Otsingutööde käigus kaetakse otsinguala seismoakustilise pidevsondeerimise profiilidega. Neil uuringutel on EGK kasutanud kuni kolme erinevat sagedust: 12 kHz; 3–9 kHz ja 0,5–2 kHz. Täiendavatel uuringutel on kasutatud mitmesageduslikku külgvaate sonarit. Profiilide esialgseks interpreteerimiseks ja puuraukude asukoha valikuks on võetud kopaproove. Teise etapi käigus on tehtud vibro- ja pöördpuurimist. Puurimisandmete põhjal interpreteeritakse geofüüsikalised profiilid lõplikult ja arvutatakse liiva varu. Profiilide interpreteerimiseks on EGK kasutanud viimasel ajal MeriData tarkavara. Mereuuringuteks kasutatakse uurimislaeva “Mare” ning polüfunktsionaalset laeva “EVA-316”.

Geokeemia ja keskkonnageoloogia uurimisvaldkonna teenused

Radooniriski uuring

Radooni mõõtmise tellimus saata e-mailiga aadressile egk@egk.ee või postiga.

Teile saadetakse hinnapakkumine ja nõustumise korra tehakse teie kinnistul radooniriski uuring.
Radooni uuringu hind sõltub kinnistu pindalast ja asukohast. Ühe uuringupunkti maksumus on 180 eurot, millele lisandub käibemaks. Uuringupunkti hinnale võib lisanduda aruande koostamise ja transpordi tasu. Suuremate tellimuste puhul kujuneb hind kokkuleppel. Täiendavat informatsiooni küsi keskkonnaekspertidelt.


Radooni sisalduse selgitamine pinnaseõhus
Kasutatav aparatuur
Mõõtmistulemuste vormistamisest
Radoonist ja isotoopidest
Radoon kui Eesti olulisim looduslik kiirgusallikas
Eesti olulisemad radooniohtlikud kivimid (Rn allikad)
Radooni mõju tervisele
Ajaloolised märkmed

Radooni sisalduse selgitamine pinnaseõhus


Pinnaseõhus selgitatakse radooni (Rn) sisaldus kahe põhimõtteliselt erineva meetodiga selleks, et elimineerida radooni kadu mõõtmisel:

  • pinnases mõõdetakse portatiivse gamma-spektromeetriga (GR-320C/GPX-21A) eU ehk U (Ra), 40K ja 232Th sisaldus; eU sisalduse järgi kalkuleeritakse radioaktiivsel lagunemisel pinnaseõhku eralduva Rn sisaldus (RnG, kBq/m3). RnG sisaldus ei sõltu klimaatilistest tingimustest, sõltub ainult teadaolevates piirides pinnase litoloogiast. See meetod on Rn-riski taseme selgitamise põhimeetod (EVS 840:2009).
  • pinnaseõhk imetakse vaakumpumba abil emanomeeter Markus–10 mõõtekambrisse, kus emanomeeter kalkuleerib automaatselt pinnaseõhus radioaktiivse lagunemise baasil aeratsioonist säilinud Rn sisalduse (RnM, kBq/m3). Selle abimeetodiga selgitatakse sügavalt migreeruva Rn sisaldus.

Radooni sisalduse selgitamisel pinnaseõhus peab teadma, et ehitised moodustavad maapinnale ekraani, mis muudab aeratsiooni tingimused kuni nullilähedaseks. Sellest tulenevalt peab arvestama, et:

  • pinnaseõhus kujuneva radooni sisalduse tase (RnG) sõltub pinnase eU sisaldusest ja litoloogilisest läbilõikest. See ei sõltu aastaajast ega klimaatilistest tingimustest;
  • pinnaseõhus säiluva radooni sisaldus (RnM) sõltub mõõtmise ajast, pinnase litoloogiast ja sügavamalt maapinnale migreeruvast radooni kogusest. Määravat tähtsust omab uuringupunktis pinnast katva kasvukihi (huumushorisondi) iseloom, selle niiskus mõõtmise ajal ja temperatuur.


Otsemõõdetud RnM tase pinnseõhus erineb kevad-suvisel ja sügis-talvisel perioodil enam kui 2 korda. RnM sisalduse tõus algab sügisel, saavutab maksimumi hilistalvel ja langeb kiiresti kevadel, kui maapind sulab. Talveperioodil, kui pinnase aeratsioon muutub kasvukihi külmumise ja märgumise tulemusel minimaalseks, säilub pinnaseõhus eU-st kujunev radooni sisaldus ja RnM tulemus on lähedane eU järgi kalkuleeritule. Kui lisandub sügavamalt migreeruv radoon, võib RnM kogusisaldus kordades ületada eU sisalduse järgi kalkuleeritu. Samas jääb RnM sisaldus suve kuivadel perioodidel kuni kolm ja enam korda madalamaks eU lagunemisel tekkivast. Rn lihtsalt lendub.

Eesti Geoloogiakeskuse radooni monitooringu tulemused kinnitavad, et pinnase radooniriski tegelikku taset saab Eesti tingimustes hinnata ainult kahe meetodiga paralleelselt.

Konkreetseid geoloogilisi tingimusi arvestades võimaldab kahe meetodiga määratud radooni sisaldus anda küllaltki objektiivse ettekujutuse piirkonna radooniriski tasemest. Tuleb kindlasti arvestada, et kevad-suvisel kuival perioodil on aeratsioonitingimused väga head ja RnM sisaldus ei võimalda alati hinnata radooni juurdekande tegelikku ulatust sügavamatest kihtidest.

Kasutatav aparatuur



Portatiivne gamma-spektromeeter GR-320C/GPX-21A eU ehk U(Ra), 40K ja 232Th sisalduse määramiseks pinnases ning mõõdetud eU sisalduse järgi raadiumist tekkiva radooni arvutamiseks. Tundlikkus eU sisalduse määramise on 0,1 g/t.

Looduskiirguse tase pinnases kalkuleeritakse eU, 40K ja 232Th sisalduse järgi, mis võib Eesti pinnases ületada kuni kolm korda ehitusmaterjalides ja vahetus põranda-aluses pinnases lubatud kiirguse taseme. Looduskiirgus on läbiv kiirgus ja radoonivastased meetmed seda ei minimeeri.



Emanomeeter Markus–10 pinnaseõhus säilinud radooni sisalduse vahetuks mõõtmiseks. Mõõtmistulemus võib olla kordades madalam tegelikust. Radooni mõõtmise tundlikkus on 1 kBq/m3.


Emanomeeter Markus 10 (esiplaanil) ning gammaspektromeeter (tagaplaanil) mõõterežiimil.


Õõnes sond lüüakse pinnasesse, seejärel pinnase pooriruumi õhku pumbatakse mõõtmiskambrisse (emanomeeter Markus 10).


Radiomeeter СРП-88Н pinnase gamma-kiirguse taseme kontrollimiseks ja optimaalseks uuringupunktide asukoha valimiseks. Looduskiirguse mõõtmise tundlikkus 0,25 µR/h ehk 0,0025 µSv/h.


ATMOS 12 DPX  on kõrgtundlik radooni sisalduse määramise aparatuur (tundlikkus 1Bq/m3), mis võimaldab mõõta radooni sisaldust välisõhus ja majade siseõhus ning tuvastada radooni siseruumidesse pääsu kohti.


Mõõtmistulemuste vormistamisest

Mõõtmistulemused vormistatakse lühiaruandena, kus maa-ala radooniriski taset iseloomustatakse lähtudes mõõtmistulemustest ja geoloogilisest ehitusest. Samas antakse hinnang ala radooniriski ja looduskiirguse tasemele ning nende vastavusele Eestis ja Euroopa Liidus kehtivatele piirsisaldustele. Aruandesse lisatakse soovitused edaspidiseks tegevuseks.

Radoonist ja isotoopidest

Radoon on elementide perioodilisuse süsteemi 86 element. Ta koosneb kolmest isotoobist, mis on uraani-238, uraani-235 ja tooriumi-232 radioaktiivse rea laguproduktid. Uraan-238 moodustab looduses esinevast uraanist 99,3%. Kuna tooriumist moodustuva radooni (Rn-220) poolestusaeg on ainult 55,6 sekundit, moodustab uraan-238 tekkinud raadiumist (Ra-226) kujunenud radooni (Rn-222) radioaktiivne kiirgus kogu radooni kiirgusdoosist üle 93% (UNSCEAR, 1993). Sellest tingituna vaadeldakse tavaliselt radoonina (Rn) ainult tema isotoopi radoon-222 ehk radooni kitsamas mõttes.

Radoon on värvitu, lõhnatu, kõrgradioaktiivne, õhust ligi 7,7 korda raskem (1 m3 kaalub 9,96 kg) ja väga mürgine väärisgaas. Ta on ainus looduslikus olekus gaasina esinev raskemetall, mis tahkub alles miinus 71 oC juures. Radoon jõuab inimorganismi peamiselt hingamisteede kaudu.

Radooni poolestusaeg on 3,8 ööpäeva ja ta laguneb järjestikku seitsmeks kõrgradioaktiivseks tütarelemendiks (poloonium-218, plii-214, poloonium-214, plii-210, vismut-210 ja poloonium-210). Nende poolestusaeg on valdavalt alla 5 ööpäeva ja need on intensiivsed α-, β- või γ-kiirguse allikad (tabel 1)

Eestimaa geoloogilise ehituse tõttu võib inimesi ohustav radoon jõuda maapnnale kuni 200 m sügavusest.

Tabel 1. Uraani-238 (238U) radioaktiivse lagunemise rida

Element, isotoop Radioaktiivnepoolestusaeg Radiatsiooni (kiirguse) tüüp Märkused
Uraan -238 (U) 4,5×109 aastat a Metall
Toorium -234 (Th) 24,1 päeva b Metall
Protaktiinium-234 (Pa) 1.17 minutit b Metall
Uraan-234 (U) 2,24×105 aastat a Metall
Toorium-230 (Th) 8,0×104 aastat a Metall
Raadium-226 (Ra) 1620 aastat a Metall
Radoon-222 (Rn) 3,82 päeva a Gaas
Poloonium-218 (Po) 3,05 minutit a Metall
Plii-214 (Pb) 26,8 minutit b, g Metall
Vismut-214 (Bi) 19,7 minutit b, g Metall
Poloonium-214 (Po) 1,6×10-4 sekundit a Metall
Plii-210 (Pb) 21,3 aastat

b

Metall
Vismut-210 (Bi) 5,01 päeva b Metall
Poloonium-210 (Po) 138,4 päeva a Metall
Plii-206 (Pb) - - Metall

Radoon kui Eesti olulisim looduslik kiirgusallikas

Normaaltingimustes läheneb täiskasvanud inimesele looduskiirguse poolt põhjustatud efektiivdoos 2 mSv/a (UNSCEAR 1993). Sellest moodustab:

1) kosmiline kiirgus 0,39 mSv/a (18,5%)
2) pinnase (ehitusmaterjalide) gammakiirgus 0,46 mSv/a (23,0%)
3) inimese kehas olevad radionukliidid (välja arvatud Rn) 0,23 mSv/a (11,5%)
4) Rn koos tütarelementidega, peamiselt elamute siseõhus 0,92 mSv/a (46,0%)
Kokku 2,00 mSv/a (100%)

Looduskiirgusele lisandub meditsiiniteeninduse, toitumuse ja tuumaenergia kasutamisega kaasnev kiirgus. Nende poolt põhjustatud kiirgusdoos pole oluline ja summaarselt ei ületa 0,1 mSv/a.


Elukeskkonnas ei peaks inimestele mõjuv efektiivdoos ületama 5 mSv/a. Vastasel korral tuleks rakendada meetmeid looduskiirguse taseme vähendamiseks. Iga 48 Bq/m3 radooni aasta keskmise sisaldusena eluruumide siseõhus lisab aastas 0.8–1 efektiivdoosi. Sellest arvust lähtudes on radooni sisaldus ka elumajade siseõhus olulisim kiirgusallikas ja see ei peaks ületama 150–200 Bq/m3.

Tuginedes Euroopa turvalisuse standardile (EU Basic Safety Standard) ei peaks inimene viibima üle 5 aasta keskkonnas, kus kiirgusdoos ületab aastas 20 mSv piiri. Sellesse gruppi kuuluvad Eesti elanikud, kelle elamute (korterite) siseõhus ületab radooni sisaldus 1100 Bq/m3 piiri.


Eesti olulisemad radooniohtlikud kivimid (Rn allikad)

Käesolevaks ajaks pole kõik radooni allikad üheselt selged, kuid tulenevalt Eesti ala geoloogilisest ehitusest kuuluvad olulisemate radooniohtlike kivimite hulka:

  • klindil ja orgude nõlvadel paljanduv (tihti pinnakatte all) kõrge uraani sisaldusega diktüoneema argilliit ja fosforiit ning nende purdmaterjal pinnakattes;
  • kristalse aluskorra avamustelt pärinev ja pinnakattes leviv uraani-rikas granitoidne materjal;
  • võimalik uraani mineralisatsioon kivimites või veel teadmata allikad.

Diktüoneema argilliidis ja oobolusliivakivis varieerub uraani sisaldus vastavalt 30–350 g/t ja 6–40 g/t. Neid kivimeid on liustik (liustikud) purustanud ja moreeni koostises lõuna suunas kandnud ning Läänemeri mereliivaga koos põhja poole transportinud. Selline uraani-rikaste kivimite mass jaotub pinnakattes väga ebaühtlaselt. Paljudes kohtades, esmajärjekorras klindil ja selle jalami laugetel nõlvadel, on uraani-rikkad kivimid sageli maetud nooremate, normaalse (foonilise) uraani sisaldusega setete alla. Sellised alad ei eraldu visuaalsel vaatlusel. Nad ei eraldu tihti ka gammakiirguse väljas, kuid võivad olla väga radooniohtlikud. Pinnakattes leviv kõrgendatud uraani sisaldusega granitoidne materjal on valdavalt Soome päritolu. Nendes kivimites varieerub uraani sisaldus 2–20 g/t piirides.

Lõuna-Eesti Devoni liivakivides esineb uraani-rikka (< 30 g/t) tumedama savi ja aleuroliidi vahekihte (läätsi), milles on tsirkooni, monatsiidi jt uraani-rikaste mineraalidega rikastunud erimeid ning nende purdu.

Orienteeruva ülevaate radooni sisaldusest Eesti pinnases annab Eesti radooniriski kaart (vt. joonist). Kaardilt selgub, et ligi 29,5% pinnase uuringupunktidest paiknevad aladel, kus radooni sisaldus pinnaseõhus ületab piiranguteta ehitustegevuseks lubatud piiri (50 kBq/m3) kuni 5 korda ja 3,4% kuni 8 korda, erandjuhtudel kuni 42 korda. (Tuleb meeles pidada, et kaardil värvidega eristatud erineva radooni sisaldusega alad on piiritletud interpoleerimise meetodil tuginedes väga hõredale uuringuvõrgule. Kuna Eesti pinnakatte mineraalne koostis on väga muutlik, võib kaardil piiritletud aladel radooni sisaldus erineda kaardil näidatust).


Radooniriski kaart

Kõige kõrgema radooni sisaldusega alad esinevad Põhja-Eesti klindivööndis, vahetult diktüoneema argilliidi ja fosforiidi avamuste piires ning astangute vahelisel alal, klindiastangu esisel mereäärsel alal, aga ka vahetult klindipealsel alal. Põhja-Eesti klindivööndis paiknevad Eesti suuremad linnad (Tallinn, Maardu, Kunda, Sillamäe, Narva), asulad (Ülgase, Püssi, Varja, Toila jt.), külad ja üksikud talumajad. Kõrge radooni sisaldusega alasid esineb ka Ida- ja Lõuna-Eestis, kuid sagedamini Lõuna-Eesti Devoni kivimite levilal.

Eesti Kiirguskeskuse andmetel ületab radooni sisaldus individuaalmajade siseõhus ligi 30% ulatuses lubatud (200 Bq/m3) piiri, ulatudes kohati kuni 2000–3000 Bq/m3 ning üksijuhtudel kuni 10 000 Bq/m3. Radooniriski aladel on majade siseõhu ja pinnaseõhu radooni sisalduse vahel selgelt positiivne korrelatsioon. Teades pinnase radooniriski taset, on selle vähendamiseks erinevaid võimalusi. Olulisemad nendest on põrandaalune kaitsekile või tuulutus, sundventilatsioon ja teised meetmed. Põgusa ülevaate annab nendest Eesti standard EVS 840:2009 (Radooniohutu…, 2009).


Radooni allikaks hoones on peamiselt pinnas hoone all ja ümber, ehitusmaterjal ning kraanivesi.


Radooni mõju tervisele

Radoon koos tütarelementidega on intensiivne α-, β- ja γ-kiirguse allikas (tabel 1). Radoon on inimeste tervist mõjutav ohtlikuim loodusliku ioniseeriva kiirguse allikas, ta on mürgine ja mutatsioone põhjustav element. Inimorganismi pääseb radoon peamiselt hingamisel, kuid tema tütarelemendid omastatakse ka toidu ja veega. Radooni tütarelemendid langevad tolmu- ja suitsuosakestele ning koos nendega jõuavad hingamisel kopsu. Mida suurem on radoonist saadav kiirgusdoos, seda suurem on vähioht. Organismi sattudes jätkub radooni ja tütarelementide radioaktiivne lagunemine, mille eri energiatasemega kiirguse liigid kahjustavad inimese tervist.


Kopsuvähki haigestumise riski ja majade siseõhu radooni sisalduse vaheline seos (Mjönese, L. ja Falk, R., 2002).

Radooni sisaldust õhus väljendatakse bekrellides kuupmeetri kohta (Bq/m3), kusjuures 1 Bq tähistab ühte radioaktiivset lagunemist sekundis. Välisõhu normaalse radooniriski tasemega piirkondades, varieerub radooni sisaldus 3–20 Bq/m3 piirides. Üle maailma tehtud uuringute andmetel varieerub elumajade siseõhus radooni sisaldus tavaliselt 25–60 Bq/m3 piirides. Eesti ühekorruseliste elumajade siseõhus on see näitaja 92 Bq/m3, Soomes 84 Bq/m3 ja Rootsis 78 Bq/m3 (UNSCEAR 2000). Eesti on selle näitaja poolest esireas nii Euroopas kui maailmas.

Radoon on suitsetamise kõrval olulisemaid kopsuvähi põhjustajaid. Eriti ohtlik on radooni ja suitsu koosmõju. Kopsuvähki haigestumise protsent suureneb suitsetamise mõjul oluliselt.

Erinevate Euroopa maade ja USA teadlaste arvates on kopsuvähi haigestumistest 10–30% põhjustatud eluruumide siseõhu kõrgest radooni sisaldusest (üle 150–200 Bq/m3). Kirjanduse andmetel on radooni negatiivne mõju inimese tervisele märgatav alates 100 Bq/m3. Radooni mõju minimeerimiseks inimese tervisele on kehtestatud radooni sisalduse lubatud (soovitatud) piirsisaldus eluruumide siseõhus USA-s 150 Bq/m3 ja enamuses Euroopa maades, sh ka Eestis 200 Bq/m3. Vastavalt Eesti Standardile EVS 840:2009 ei peaks aasta keskmine radooni sisaldus elu-, puhke- ja tööruumides ületama 200 Bq/m3.


Eluajal kopsuvähki haigestumise risk (Maailma Terviseorganisatsiooni Euroopa Regionaalbüroo andmed, 1997)

Eesti Kiirguskeskuse uuringute tulemusel on Eestis enam kui 30% elumaju, mille siseõhus radooni sisaldus ületab 200 Bq/m3 piiri. Sageli ulatub radooni sisaldus 2000 Bq/m3 ning üksikjuhtudel kuni 8000 Bq/m3. Sellistes majades elavad inimesed saavad aastas kiirgusdoosi 5–35 mSv/a ning üksikjuhtudel enamgi.


Ajaloolised märkmed

Eesti Geoloogiakeskus alustas radooni sisalduse uuringuid pinnases 2000. aastal koostöös Rootsi Kiirguskaitse Instituudi ja Rootsi Geoloogiateenistuse teadlastega. Eestis hakati pinnase radooni taseme selgitamiseks kasutama Rootsis ja teistes Põhjamaades väljatöötatud metoodikat ning Kanadas ja Rootsis toodetud aparatuuri. Käesolevaks ajaks on radooni sisaldust uuritud enam kui 1600 punktis ja on koostatud Eesti radooniriski kaart mõõtkavas 1:500 000 (Tallinn–Stokholm, 2004) ning Ida-Virumaa ja Harjumaa radooniriski kaardid mõõtkavas 1:200 000.

Keskkonnaeksperdid:

Keskkonnaekspert: Valter Petersell (v.petersell@egk.ee)
Litsents nr KMH0042, väljastatud 01.06.2005
Vanemgeoloog: Krista Täht-Kok (krista@egk.ee)

Radooni teemal:
Perersell, V., 2003. Põhja-Eesti pinnaseõhu radoonisisaldusest. Keskkonnatehnika, 3/03, 12–13.
Perersell, V., 2005. Radoonist Eesti pinnases. Keskkonnatehnika, 2/05, 36–38.
Perersell, V., Mõttus, V., Täht, K. 2005. Nähtamatu ohuallikas Eestimaa pinnases. Eesti Loodus, 5, 46–50.
Perersell, V., Ressar, H., Britt-Marie Ek, Enel, M., Mõttus, V., Täht, K., 2004. Eesti radooniriski kaart, 1:500 000 (kaart 8 lehel),Tallinn–Stockholm. 52 lk
Radooniohutu hoone projekteerimine, 2009. Eesti Standard. EVS 840:2009.

Pinnase ja vee proovide kogumine ning keskkonnaohtlikkuse määramine:

  • Pinnase ja pinnase- ning põhjavee proovide kogumine Euroopa Liidu tunnustatud metoodikaid ja nõudeid järgides;
  • proovides keskkonnaohtlike elementide (Hg, Cd, Pb, Zn, Ni, Cr, Cu, Co,Sn, Ba, Se, V, Sb, Tl, Be, U, F, As, B), naftaproduktide, fenoolide jt sisalduse määramine vastavalt Keskkonnaministri määrusele nr 38, 11. augustist 2010, “Ohtlike ainete sisalduse piirväärtused pinnases”.

Määramisele kuuluvad elemendid, millede sisaldus võib ületada määrusega kehtestatud sihtarvu. Sihtarv näitab ohtliku aine sellist sisaldust pinnases, millega võrdse või väiksema väärtuse korral loetakse pinnase seisund heaks ehk inimesele ja keskkonnale ohutuks.

Laboratoorse uuringu tulemused esitatakse aruandena, milles antakse hinnang keskkonnaseisundile ja soovitused edaspidiseks tegevuseks.

Jätkuvad EuroGeoSurvey Geochemistry ExPert Group’i poolt läbiviidavad Euroopa mulla huumushorisondi (künnikihi) ja mulla lähtekivimite geokeemiline kaardistamine ning majandus-joogivee ja pudelivee geokeemiline uuring.

Eestis võrreldakse Eesti mulla huumushorisondi geokeemilises atlases (Petersell, Ressar jt, 1997) avaldatud elementide (B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, F, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Rb, Sc, Sr, Th, U, V, Y, Zn, orgaaniline aine) sisalduse taset kogu Euroopa Liidu jaoks soovitusliku tasemega.

Tegeldakse täiendavate elementide sisalduse (Au, Ag, Hf, Se, Sb, Te, Tl, TR jt) selgitamisega Eesti mullas ja mulla lähtekivimite geokeemilise atlase koostamisega.

Selgitatakse erinevate piirkondade majandus-joogivee ja pudelivee makro- ja mikroelementide sisaldust. Kokku määratakse 22 erineva vee proovis enam kui 56 elemendi sisaldused ja selgitatakse nende baasil vee vastavust joogivee nõuetele ja mõju tervisele.

Samal teemal:
Petersell, V., Ressar, H., Täht, K. jt., 1997. Eesti mulla huumushorisondi geokeemiline atlas. Tallinn–Uppsala (saab tellida Eesti Geoloogiakeskusest).

Keskkonnaekspert: Valter Petersell (v.petersell@egk.ee)
Litsents nr KMH0042, väljastatud 01.06.2005
Vanemgeoloog: Krista Täht-Kok (krista@egk.ee)

Eesti Geoloogiakeskus OÜ

Kadaka tee 82
Tallinn, 12618

Tel: 672 0094
Fax: 672 0091
E-post: egk[at]egk.ee