Radiocesium v rostlinách brusnice borůvky

Ing. Andrea Červinková

Doctoral thesis

Radiocaesium in bilberry plants

Abstract:

Radiocesium 137Cs vstoupilo do životního prostředí následkem zkoušek nukleárních zbraní a nehodami jaderných zařízení, které nastaly v průběhu nedávné minulosti. S ohledem na poločas přeměny je radiocesium stále přítomno a detekováno ve složkách životního prostředí České republiky, zvláště pak v lesních ekosystémech. Obsah a přenos radiocesia v rámci jednotlivých biotických částí lesního ekosystému byl studován za pomoci rostliny brusnice borůvky (Vaccinium myrtillus L.), která vyniká schopností efektivně akumulovat radiocesium. V průběhu předešlých let byl proveden odběr více než 350 vzorků vegetativních a generativních částí brusnice borůvky a půdních vzorků ze zájmových horských oblastí, které vykázaly významnou kontaminaci radiocesiem dosahující průměrné plošné aktivity 4007 Bq.m-2 pro Jesenickou oblast, 2807 Bq.m-2 pro Orlické hory a 1783 Bq.m-2 pro Krkonoše. V závislosti na půdních vlastnostech odběrné lokality byl stanoven agregovaný faktor přenosu (TF-AG) v rozsahu 4,42E-03 až 3,25E-01 m2.kg-1. Hodnoty agregovaného faktoru přenosu prokázaly mírnou nicméně statisticky vysoce signifikantní negativní korelaci s obsahem jílovitých částic. Byla také zaznamenána slabá nicméně statisticky významná pozitivní korelace faktoru přenosu a celkového obsahu humusu a mírná ale statisticky signifikantní negativní korelace faktoru přenosu a aktivní půdní reakce. Korelace nadmořské výšky a agregovaného faktoru přenosu prokázána nebyla. Multivariační analýza pomocí generalizovaného lineárního modelu (GLM) nicméně prokázala, že pouze obsah jílovitých částic a aktivní půdní reakce mají vysoce signifikantní vliv na agregovaný faktor přenosu. Vliv dalších testovaných faktorů nebyl detekován. Analýza translokace radiocesia v rostlinném těle brusnice borůvky prokázala výrazné sezónní kolísání radiocesia v průběhu roku. Procentuální zastoupení radiocesia v rostlinných částech brusnice borůvky bylo determinováno následovně. Nejnižší obsah radiocesia vykázaly stonky borůvky, poté plody, dále listy a nejvyšší obsah radiocesia demonstrovaly kořeny borůvky. Bylo také prokázáno, že konzumace bylinných borůvkových čajů a čerstvých plodů borůvky nepředstavuje žádné ohrožení zdraví české populace a zcela minoritně přispívá k celkové přípustné roční ekvivalentní dávce populace.

Abstract:

As a result of nuclear weapons tests and accidents of nuclear power plant which has occurred during the recent history, a radiocaesium (137Cs) was released to the environment. Considering the half-life, radiocaesium has been still presented and detected in the components of the Czech environment, especially in forest ecosystem. Radiocaesium content and transfer was studied in the individual biotic component of forest ecosystem using the bilberry plants (Vaccinium myrtillus L.) which excel in effective radiocaesium accumulation ability. During the last three years, the collection more than 350 samples was conducted. The samples of vegetative and generative parts of bilberries and soil samples were collected from mountain area of interest which were severely contaminated with radiocaesium. Average surface activity of radiocaesium was 4007 Bq.m-2 for Jeseníky, 2807 Bq.m-2 for Orlické hory and 1783 Bq.m-2 for Krkonoše. Depending on the soil properties of the sample locality, the aggregated transfer factor (TF-AG) was established. The aggregated transfer factor for radiocaesium reached values ranging from 4,42E-03 to 3,25E-01 m2.kg-1. The values of aggregated transfer factor demonstrated slight but statistically highly significant negative correlations with content of clay particles. The weak but statistically significant positive correlation between aggregated transfer factor and content of humus was determined. The slight but statistically significant negative correlation between aggregated transfer factor and active soil reaction was also identified. The correlation between TF-AG and altitude was not proven. However, based on the multivariate analysis the Generalized Linear Model (GLM procedure), only content of clay particles and active pH had highly significant effect on the aggregated transfer factor. Effect of other tested factors was not established. Radiocaesium translocation analyses demonstrated the significant seasonal variation of 137Cs in bilberry plant. Radiocaesium percentage representation was identified in the individual parts of bilberry plant as follows. Stems of bilberry demonstrated the lowest content of radiocaesium, then fruits, subsequently leaves and the root kept the highest content of radiocesium. Consumption of herbal bilberry tea and bilberry fresh fruit does not endanger the health of the Czech population and the contribution to total radiation dose is negligible.

Keywords

radioaktivní kontaminace, lesní ekosystém, roční efektivní dávka

Keywords

radioactive contamination, forest ecosystem, annual effective dose

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 8. 2017

Thesis defence

• Supervisor: prof. RNDr. Michael Pöschl, CSc.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Doctoral programme / field:
Ecology and Environmental Protection / Applied and Landscape Ecology