CS ELOSZLÁSA A KFKI TELEPHELYEN VETT TALAJMINTÁKBAN

Átírás

1 CS ELOSZLÁSA A KFKI TELEPHELYEN VETT TALAJMINTÁKBAN Beleznai Péter ELFT XXXVIII. Sugárvédelmi Tanfolyam Hajdúszoboszló

2 Bevezetés: Környezeti minták gyűjtése az EK Telephelyen (talaj, gomba, moha, fű). 137 Cézium 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 ( cm) származnak. Előadásomban a 137 Cs izotóp telephelyi eloszlását foglalom össze a telephelyen gyűjtött talajminták gamma-spektroszkópiai vizsgálata alapján. Végső célom a telephelyi eloszlásról egy térkép készítése Surfer programmal.

3 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 137 Cs radioaktív izotóp az 1945 és 1980 között zajló légköri atomfegyver kísérletekből, illetve az 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.

4 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

5 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 137 Cs talajban való viselkedésében, mert egyes anyagok hajlamosak megkötni a céziumot. (Kaolinit agyagásvány). A humuszban gazdag talajokban a gyökérzet nagy mennyiségben megköti a 137 Cs-t.

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

7 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 ábrák. Mintavételi pontok

8 A Telephely bemutatása, mintavétel: A mintákat egy talajmintavevő készlettel szedtem. 4. ábra. Talajfúró

9 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.

10 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 s-os mérési idővel mértem, Genie 2000 programmal értékeltem.

11 5. ábra. Marinelli edény

12 Mérések, vizsgálatok: Gamma-spektrometria

13 Mérések, vizsgálatok: Gamma-spektrometria

14 Mérések, vizsgálatok: Arany-féle kötöttség meghatározása A K A 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.

15 Mérések, vizsgálatok: Arany-féle kötöttség meghatározása A talajpép ekkor teljesen átnedvesedett, egynemű, csomómentes, a talaj az ún. fonalpróbát adja. 6. ábra. Fonálpróba

16 Mérések, vizsgálatok: Arany-féle kötöttség meghatározása

17 Eredmények: Mintaszám (30 cm mélységből) Cézium aktivitáskoncentráció [Bq/kg] Arany-féle kötöttség 100 g-ra talajféleség 1 15, , , , , , ,34 39 Vályog 16 6,99 38 Vályog 17 23,0 48 Agyagos vályog 22 33, ,5 28 Homok 24 16,4 38 Vályog 25 17, ,2 47 Agyagos vályog 27 13, ,4 46 Agyagos vályog 29 8, , ,1 33

18 Eredmények: A 137 Cs 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

19 aktivitás mlbq/g 137 Eredmények: Cs-137 eloszlás mintaszám

20 Eredmények: én szennyvíztúlfolyás során vett talajminták vizsgálata Szennyvízkifolyás környezetében 2 μsv/h körüli dózisteljesítmény volt tapasztalható. talajminták mintavétel ideje mintavétel helye radionuklid aktivitás-koncentráció (kbq/kg) I-125 Fe-59 Co-60 Cs-134 Cs a kerítés mellett, belül 12,82 0,32 1,10 0,01 0, az elektromos kapcsolószekrénynél 5,89 0,09 3,34 0,01 0, az elektromos kapcsolószekrénynél 12,60 0,74 3,31 0,01 0, az elektromos kapcsolószekrénynél 5,86 0,13 4,62 0,01 0, a kapcsolószekrény előtti gödörből 2,72 0,12 2,79 0,01 0, a fal tövében (kívül) 6,41 0,05 0,02-0, murvás út mellett 91,30 0,01 0,00-0, murva a turistaútról 0,87 0, , a murvás út mellett mélyedésben 3,41 0,01 0,00-0, a murvás út mellett mélyedésben 24,98 1,34 0,59-0, a fal mellett, ahol lyuk van a falon (kívül) 4,28 0,01 0,00-0, a murvás út kerítéssel átellenes oldalán 5,03 0, , a murvás út melletti mélyedésben 4,17 0, , a murvás úttól távolabb (>10 m) az erdőben 4,76 0, , a kerítésen kívül, a murvás út mellett 3,30 0,01 0,00-0,01 kimutatási határ 0,008 0,007 0,003 0,003 0,003 9,531

21 8. Ábra Dózisteljesítmény mérés a kibocsátásai pont közvetlen közelében

22 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.

23 Köszönöm a figyelmet!