CS ELOSZLÁSA A KFKI TELEPHELYEN VETT TALAJMINTÁKBAN

137CS

ELOSZLÁSA A KFKI TELEPHELYEN VETT TALAJMINTÁKBAN Beleznai Péter

ELFT XXXVIII. Sugárvédelmi Tanfolyam Hajdúszoboszló 2013.04.23 - 25

137CS

ELOSZLÁSA A KFKI TELEPHELYÉN VETT TALAJMINTÁKBAN

Bevezetés: • Környezeti minták gyűjtése az EK Telephelyen (talaj, gomba, moha, fű). • 137Cézium a minták spektrumában. • A cézium jelenléte nagy mértékben befolyásolja az adott minta környezetre gyakorolt hatását. → 30 év felezési idő! • A feldolgozni kívánt minták (évente ~40db.) a telephely teljes területéről és a talaj felső rétegeiből (30- 20- 10 cm) származnak.

• Előadásomban a 137Cs izotóp telephelyi eloszlását foglalom össze a telephelyen gyűjtött talajminták gamma-spektroszkópiai vizsgálata alapján. • Végső célom a telephelyi eloszlásról egy térkép készítése Surfer programmal.

137CS


A céziumról általában:

• A cézium a periódusos rendszer 55-ös rendszámú eleme, az I. főcsoportba, az alkálifémek közé tartozik. • Elemi állapotban a cézium nem található meg a természetben. • A 137Cs radioaktív izotóp az 1945 és 1980 között zajló légköri atomfegyver kísérletekből, illetve az 1986. április 26-án az ukrajnai Csernobil atomerőmű balesetből, valamint – elvileg – helyi kibocsátásból is származhat.

• Felezési ideje 30 év. • Kiülepedve megtalálható a talajban, ahonnan bekerülhet a növényekbe, állatokba és végső soron az emberbe is.

137CS


A céziumról általában: • A Csernobilból származó radioaktív kihullás tekintetében az országos átlagnál jelentősebben szennyezett területek közé tartozott Budapest és környéke.

1. ábra. Cézium-137 kihullása a csernobili baleset után

137CS


Cézium a talajban: • A cézium aktivitás-koncentrációjának térbeli és vertikális eloszlása változó a talajban. • A légköri atomrobbantások és a csernobili baleset során a légköri kihullás az eltérő növényborítottságból és a domborzatfüggő felszíni lefolyásból adódóan különböző területeken eltérő volt, ezért a cézium térbeli eloszlása inhomogén. • Vertikálisan a talaj felső, néhány centiméterében a felszíntől lefelé nő a cézium mennyisége, míg a talaj legfelső részén a talajerózió miatt kisebb. •Az egyes talajalkotók mennyisége és minősége fontos szerepet játszik a 137Cs talajban való viselkedésében, mert egyes anyagok hajlamosak megkötni a céziumot. (Kaolinit agyagásvány). •A humuszban gazdag talajokban a gyökérzet nagy mennyiségben megköti a 137Cs-t.

137CS


Cézium a talajban: • A talaj típusa és a hidrológiai adottságok sem elhanyagolhatók a 137Cs megkötődés szempontjából. •A 137Cs migrációja a talajban függőlegesen lassú.

•A 137Cs-nak a vályog-, homok- és agyagtalajokban a legkisebb a mobilitása. •Ezekben a talajokban több, kisebb szemcseméretű szilikát- és agyagásvány található, amelyek nagyobb szorpciós felülettel rendelkeznek, ezért ezeken a cézium könnyen megkötődik.

137CS


A Telephely bemutatása, mintavétel: • A Telephely 27,4 ha zöldövezeti terület, parkokkal, fákkal és erdőrészletekkel tarkítva. • Jellemző fái a tölgyek, talajtípus barna erdőtalaj, kőzete főleg mészkő. • A mintavétel során az IAEA TECDOC 1415-ös ajánlás szerint jártam el.

2 -3. ábrák. Mintavételi pontok

137CS


A Telephely bemutatása, mintavétel: • A mintákat egy talajmintavevő készlettel szedtem.

4. ábra. Talajfúró

137CS


Mintaelőkészítés: • A mintákat légszáraz állapotban homogenizáltam – eltávolítottam a nagyobb szennyező anyagokat (gyökér, ág, nagyobb kövek, falevél, makk és egyéb termések) majd egy 2mm-es lyukátmérőjű szitán leszitáltam. • 100 g-ot mértem ki mindegyikből egy mérőedénybe.

137CS


Mérések, vizsgálatok:

• Gamma-spektrometria • A méréseimet az MTA EK Környezetvédelmi Szolgálatán végeztem, Canberra típusú germánium félvezető detektorral • A talajmintákat ún. Marinelli edényben (henger alakú műanyag tartóedény, magassága 11 cm, átmérője 14,5 cm) helyeztem a detektorra

• A detektor energia-felbontóképessége 1 MeV-en 10 keV, kimutatási határ 1 Bq/kg • A méréseket 10000 s-os mérési idővel mértem, Genie 2000 programmal értékeltem.

5. ábra. Marinelli edény

137CS


Mérések, vizsgálatok: • Gamma-spektrometria

137CS


Mérések, vizsgálatok: • Gamma-spektrometria

137CS


Mérések, vizsgálatok: • Arany-féle kötöttség meghatározása • A KA azt a 100 g légszáraz talajra vonatkoztatott vízmennyiséget adja meg, amelyet a vizsgált talaj a képlékenység és hígfolyósság határán tartalmaz. • Mértéke elsősorban a talaj eliszapolható frakciójának (iszap- és agyagfrakció) mennyiségétől függ, ezért használható fel a fizikai talajféleség meghatározására. • Táramérlegen dörzsmozsárba mértem 50g-nyi finom talajmintát, majd - állandó kevergetés mellett - bürettából desztillált vizet csepegtettem rá, míg a talaj a hígfolyósság határáig jutott.

137CS



• Arany-féle kötöttség meghatározása • A talajpép ekkor teljesen átnedvesedett, egynemű, csomómentes, a talaj az ún. fonalpróbát adja.

6. ábra. Fonálpróba

137CS



• Arany-féle kötöttség meghatározása

137CS


Eredmények: Mintaszám (30 cm mélységből)

Cézium aktivitáskoncentráció

Arany-féle kötöttség

[Bq/kg]

100 g-ra

1

15,4

31

Homokos vályog

2

11,5

30

Homokos vályog

3

17,3

33

Homokos vályog

5

21,3

33

Homokos vályog

6

17,2

32

Homokos vályog

7

18,1

36

Homokos vályog

15

5,34

39

Vályog

16

6,99

38

Vályog

17

23,0

48

Agyagos vályog

22

33,7

34

Homokos vályog

23

11,5

28

Homok

24

16,4

38

Vályog

25

17,5

32

Homokos vályog

26

31,2

47

Agyagos vályog

27

13,3

30

Homokos vályog

28

27,4

46

Agyagos vályog

29

8,93

30

Homokos vályog

30

8,60

31

Homokos vályog

31

18,1

33

Homokos vályog

talajféleség

137CS


Eredmények:

• A 137Cs főleg a talaj legfelső rétegeiben halmozódik fel, • A Pest megyei átlaghoz képest (~6,4 Bq/kg) nagyobb a koncentráció. • A kötöttség és a koncentráció között nem volt korreláció.

7. ábra. Egy minta spektruma

137CS


Eredmények:

Cs-137 eloszlás 40 35

aktivitás mlBq/g

30 25 20 15 10 5 0 1

2

3

5

6

7

15

16

17 22 23 mintaszám

24

25

26

27

28

29

30

31

137CS


Eredmények: • 2013.04.05-én szennyvíztúlfolyás során vett talajminták vizsgálata • Szennyvízkifolyás környezetében 2 μSv/h körüli dózisteljesítmény volt tapasztalható. talajminták mintavétel ideje

mintavétel helye

2013-04-05 2013-04-05 2013-04-08 2013-04-10 2013-04-18

a kerítés mellett, belül az elektromos kapcsolószekrénynél az elektromos kapcsolószekrénynél az elektromos kapcsolószekrénynél a kapcsolószekrény előtti gödörből

2013-04-05 2013-04-05 2013-04-05 2013-04-08 2013-04-11

a fal tövében (kívül) murvás út mellett murva a turistaútról a murvás út mellett mélyedésben a murvás út mellett mélyedésben a fal mellett, ahol lyuk van a falon (kívül) a murvás út kerítéssel átellenes oldalán a murvás út melletti mélyedésben a murvás úttól távolabb (>10 m) az erdőben a kerítésen kívül, a murvás út mellett kimutatási határ

2013-04-11 2013-04-12 2013-04-15 2013-04-15 2013-04-18

I-125 12,82 5,89 12,60 5,86 2,72

radionuklid aktivitás-koncentráció (kBq/kg) Fe-59 Co-60 Cs-134 0,32 1,10 0,01 0,09 3,34 0,01 0,74 3,31 0,01 0,13 4,62 0,01 0,12 2,79 0,01

Cs-137 0,39 0,53 0,43 0,49 0,32

6,41 91,30 0,87 3,41 24,98

0,05 0,01 0,01 0,01 1,34

0,02 0,00 0,00 0,59

-

0,04 0,01 0,00 0,01 0,25

4,28

0,01

0,00

-

0,02

5,03 4,17

0,28 0,01

-

-

0,03 0,02

4,76 3,30 0,008 9,531

0,01 0,01 0,007

0,00 0,003

0,003

0,04 0,01 0,003

137CS


8. Ábra Dózisteljesítmény mérés a kibocsátásai pont közvetlen közelében

137CS


Jövőbeni tervek: • A még fel nem dolgozott talajminták mérése, vizsgálata. • Szervesanyag meghatározás, agyagásvány összetétel vizsgálat.

• További környezeti minták gyűjtése, mérése (gomba, moha, fű) • A kettő- illetve háromdimenziós térképek, felszínmodellek elkészítésére szolgáló Surfer program segítségével a térkép készítése.

Köszönöm a figyelmet!

CS ELOSZLÁSA A KFKI TELEPHELYEN VETT TALAJMINTÁKBAN

Recommend Documents