Radon soil gas in the Halifax Regional Municipality, Nova Scotia, Canada

Kelsey E. O'Brien, Terry A Goodwin, David Risk

Abstract


Naturally occurring radon222 is found in measurable quantities in soil gas across Nova Scotia. Next to smoking, exposure to radon is the leading cause of lung cancer. This study identifies relationships between the permeability and composition of the soil, and the geology of the respective bedrock types within Halifax Regional Municipality (HRM). Over 280 radon soil gas samples from 60 sites were collected and analyzed using protocols developed for the North American Soil Geochemical Landscapes Project. This study focused on soil developed on glacial till over three major bedrock types: the Cambrian–Ordovician Goldenville and Halifax groups, and Devonian granite of South Mountain Batholith. All samples contained radon soil gas. Fine-grained leucomonzogranite samples returned the highest mean radon concentration of 51.0 kBq m-3, followed by coarse-grained leucomonzogranite (50.2 kBq m-3), monzogranite (44.3 kBq m-3), slate (36.1 kBq m-3), and metasandstone and Lawrencetown till, respectively 22.5 kBq m-3 and 19.4 kBq m-3. Analysis of the permeability readings was done in four major till types in HRM: granite (3.27 × 10-12 m2), metasandstone (5.84 × 10-12 m2), and slate facies (5.20 × 10-12 m2) of the Beaver River Till (BRT), and Lawrencetown Till (1.18 × 10-12 m2). The soil radon potential index (SRP), which is used to correlate soil gas and permeability readings with indoor radon potential, was applied to data collected for the HRM study area, where over 40% of Nova Scotia’s population resides. The SRP index results show the granite facies of BRT returning the highest mean value of 34.5, followed by the slate facies (27.2) and metasandstone facies (15.1) of the BRT, and Lawrencetown Till (9.1). 1D soil-gas modeling demonstrated that it is unlikely that bedrock radon transport from depth alone can contribute to the concentrations measured at 60 cm; the overlying tills must also be producing radon.

RÉSUMÉ

Du radon (Rn 222) à l’état naturel et en quantités mesurables est observé dans les gaz souterrains partout en Nouvelle‑Écosse. Après le tabac, l’exposition au radon est la deuxième cause de cancer du poumon. Cette étude examine les liens entre la perméabilité et la composition du sol, ainsi que la géologie des divers types de substratum rocheux présents dans la Municipalité régionale d’Halifax (MRH). Plus de 280 échantillons de gaz souterrain de radon provenant de 60 endroits ont été recueillis et analysés selon des protocoles élaborés dans le cadre du projet des paysages géochimiques des sols d’Amérique du Nord. Cette étude a surtout porté sur le sol formé dans le till glaciaire de trois principaux genres de substratum rocheux: les groupes de Goldenville et d’Halifax du Cambrien-Ordovicien, et le granite du batholithe South Mountain, du Dévonien. Tous les échantillons contenaient du gaz de radon souterrain. Les échantillons de leucomonzogranite à grains fins ont produit la plus haute teneur moyenne de radon, soit 51,0 kBq m-3, suivis en cela par les échantillons à grains grossiers de leucomonzogranite (50,2 kBq m-3), de monzogranite (44,3 kBq m-3), d’ardoise (36,1 kBq m-3), et de métagrès et du till de Lawrencetown, dont les teneurs respectives étaient de 22,5 kBq m-3 et de 19,4 kBq m-3. Les valeurs de perméabilité ont été analysées dans les quatre principaux genres de till présents dans la MRH: le granite (3,27 × 10-12 m2), le métagrès (5,84 × 10-12 m2) et le faciès d’ardoise (5,20 × 10-12 m2) du till de la rivière Beaver (BRT), et le till de Lawrencetown (1,18 × 10-12 m2). L’indice de teneur possible de radon dans le sol (SRP) sert à établir une corrélation entre le gaz souterrain et des valeurs de perméabilité, susceptibles de donner lieu à une présence de radon dans l’air intérieur. Cet indice a été utilisé pour l’analyse des données provenant de la zone d’étude de la MRH, où 40 p. 100 de la population de la Nouvelle‑Écosse habite. L’analyse à l’aide de l’indice SRP a établi que le faciès de granite du till de la rivière Beaver présente la teneur moyenne la plus élevée, soit 34,5, suivi en cela par les faciès d’ardoise (27,2) et de métagrès (15,1) de ce till, puis par le till de Lawrencetown (9,1). La modélisation dimensionnelle des gaz souterrains a déterminé qu’il est peu vraisemblable que la seule migration du radon du substratum rocheux en profondeur serait à l’origine de teneurs lues à 60 cm de profondeur; les tills sus‑jacents doivent également produire du radon.

[Traduit par la redaction]

Keywords


Geochemistry; Geology; Radon; Soil Gas

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DOI: https://doi.org/10.4138/atlgeol.2011.005