Vertikální migrace Cs-137 v půdním profilu do hloubky 1 m

Jana NOVÁČKOVÁ

Bachelor's thesis

Vertical migration of Cs-137 in the soil profile into the 1 meter depth.

Abstract:

Vertikální migrace Cs-137 v půdním profilu do hloubky 1m Abstrakt Nejvýznamnějším prvkem z pohledu dlouhodobé kontaminace je cesium - 137. Monitorace jeho výskytu v životním prostředí je důležitá a spočívá v interferenci cesia - 137 s draslíkem. Vstřebává se v lidském těle (asi 80%) a vylučujeme ho močí. Zůstává nejvíce v měkkých tkáních a biologický poločas je 110 dní. Cíle práce je zjistit, jaká je hloubková distribuce cesia - 137 v neobdělávaných půdách a jestli se a v jakém množství stále vyskytuje v dosahu kořenového systému rostlin. Výsledky měření se porovnávají s výsledky v minulosti, dochází k vyhodnocení a interpretaci výsledků měření, zhodnoceny jsou další možné využití práce v praxi. Teoretická část objasní současnou situaci a důvody kontaminace daného prostředí. Bude vycházet z dostupné literatury a právních norem řešících danou problematiku. V praktické části budou odebrány vrstvy půdy o tloušťce 1 cm do hloubky 1 m a po zpracování bude změřena aktivita cesia - 137 ve vzorcích půd pomocí polovodičové gama spektrometrie. Výsledky práce ukážou, v jaké hloubce se v současné době nachází maximum cesia - 137 pocházejícího z radiační havárie v Černobylu. Z přírodních zdrojů a činnosti člověka jsme vystaveni působení ionizujícího záření. Činnost člověka způsobuje umělou radioaktivitu, která je v porovnání s přirozenou poměrně malá, ale dopad na zdraví člověka může být obrovský. Cesium - 137 je nejvýznamnějším prvkem dlouhodobé kontaminace, protože se vstřebává do lidského organismu, ale také do rostlin a především zůstává v různých vrstvách půdy. Několik hlavních faktorů ovlivňuje distribuci radionuklidů v půdě, např. dešťové srážky - vstup vody do půdy, difúze, migrace kořenovými systémy, činnost lidí, zvířat apod. První část bakalářské práce teoreticky popisuje vše, co se vztahuje k dané problematice. Obsahuje potřebné teoretické a vědecké informace. Druhá část zahrnuje metodiku a výsledky praktického měření vzorků půdy. Cílem bylo zjistit, jaká vrstva půdy deponuje nejvíce radioaktivního cesia, protože se předpokládá, že je stále její součástí. Vzorky půdy byly odebrány v chráněné krajinné oblasti Šumava, ve 2. zóně Národního parku, v oblasti Železnorudska, lokalita Nová Hůrka (Kuchyně). Výběr místa prezentoval distribuci radioaktivního spadu na našem území. Půdní vzorky byly odebrány po 1 cm do hloubky 1 m. Poté byly sušeny 3 měsíce při pokojové teplotě. Vzorky byly před měřením vyčištěny a homogenizovány. Měření probíhalo ve 250 ml PET nádobách. Odebrané vzorky byly měřeny standardním způsobem na Regionálním centru Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB) v Českých Budějovicích. Spektra získaná měřením byla vyhodnocena pomocí softwaru GAMWIN.

Abstract:

Vertical migration of Cs-137 in the soil profile into the 1 meter depth. Abstract The most important element in terms of long-term contamination is Cesium-137. Monitoring for its occurrence in the environment is important and involves the interference of Cesia-137 with potassium. It is absorbed in the human body (about 80%) and excreted in the urine. It remains mostly in soft tissues and the biological half-life is 110 days. The aim of the work is to find out what is the depth distribution of Cs-137 in uncultivated soils and whether and in what amount it still occurs within the reach of the plant root system. The measurement results are compared with the results in the past, the measurement results are evaluated and interpreted, other possible uses of the work in practice are evaluated. The theoretical part explains the current situation and the reasons for contamination of the environment. It will be based on available literature and legal norms addressing the issue. In the practical part, layers of soil with a thickness of 1 cm to a depth of 1 m will be taken and after processing the activity of Cs-137 in soil samples will be measured by semiconductor gamma spectrometry. The results of the work will show the depth to which the maximum of Cs-137 originating from the radiation accident at Chernobyl is currently located. From natural sources and human activities, we are exposed to ionizing radiation. Human activity causes artificial radioactivity, which is relatively small compared to natural radioactivity, but the impact on human health can be huge. Cs-137 is the most important element of long-term contamination, because it is absorbed into the human body, but also into plants, and above all it remains in various layers of the soil. Several main factors affect the distribution of radionuclides in the soil, such as rainfall - water entry into the soil, diffusion, migration through root systems, human, animal activity, etc. The first part of the bachelor thesis theoretically describes everything related to the issue. It contains the necessary theoretical and scientific information. The second part includes the methodology and results of practical measurement of soil samples. The aim was to find out which layer of soil deposits the most radioactive cesium, because it is assumed that it is still a part of it. Soil samples were taken in the protected landscape area of Šumava, in the 2nd zone of the National Park, in the area of Železnorudsko, locality Nová Hůrka (Kuchyně). The site selection presented the distribution of radioactive fallout in our territory. Soil samples were taken in 1 cm increments to a depth of 1 m. They were then dried for 3 months at room temperature. The samples were purified and homogenized before measurement. The measurement was performed in 250 ml PET containers. The samples taken were measured in the standard way at the Regional Center of the State Office for Nuclear Safety (SÚJB) in České Budějovice. The spectra obtained by measurement were evaluated using GAMWIN software.

Keywords

Klíčová slova Cesium, Černobyl, distribuce cesia, kontaminace, polovodičová gama spektrometrie, půdní profil, radiační havárie, radionuklidy, vertikální migrace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 8. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jiří Havránek

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Sciences

Bachelor programme / field:
Civil Protection / Protection of Inhabitants Focused on Chemical, Biological, Radiological and Nuclear Noxa and Explosives