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

Jana NOVÁČKOVÁ

Bachelor's thesis

Abstract:

Z pohledu dlouhodobé kontaminace životního prostředí je nejvýznamnějším prvkem cesium-137, protože se vstřebává do lidského organismu, ale také do kořenového systému, rostlin, mechů, hub, lesních plodů a masa divoké zvěře. Především však zůstává v různých vrstvách půdy. Několik hlavních faktorů ovlivňuje distribuci radionuklidů v půdě, a to dešťové srážky-vstup vody do půdy, difúze, migrace kořenovými systémy, činnost lidí, zvířat atd. Monitorace jeho výskytu v životním prostředí je důležitá a spočívá v interferenci cesia-137 s draslíkem. Vstřebává se v lidském těle (asi 80%) a vylučuje se močí. Nejvíce zůstává v měkkých tkáních a jeho biologický poločas je 110 dní. Z přírodních zdrojů i z činnosti člověka jsme vystaveni působení ionizujícího záření. Činnost člověka způsobuje umělou radioaktivitu, která je v porovnání s přirozenou poměrně malá, ale dopad na zdraví lidí může být obrovský. První část bakalářské práce se vztahuje k dané problematice s využitím teoretických a vědeckých informací, norem, zákonů. Další 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 Železnorudsko, lokalita Nová Hůrka (Kuchyně). Výběr místa prezentoval distribuci radioaktivního spadu na našem území. Půdní vzorky byly odebrány po 1 cm do hloubky 1 m, sušeny, vyčištěny a připraveny pro měření. 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. V praktické části byly odebrány vrstvy půdy o tloušťce 1 cm do hloubky 1 m a po jejich zpracování a přípravě na měření byla změřena aktivita cesia-137 ve vzorcích půd pomocí polovodičové gama spektrometrie. Naměřené výsledky se porovnávaly s výsledky minulých odběrů vzorků půdy, byly vyhodnoceny a interpretovány v bakalářské práci. Výsledky měření prokázaly, v jaké hloubce se nachází v současné době maximum cesia-137, které pochází z testování jaderných zbraní, a především z radiační havárie v Černobylu. Cílem práce bylo zjistit, jaká je hloubková distribuce cesia-137 v neobdělávaných půdách a jestli stále probíhá jeho migrace půdním profilem, a potvrdit nebo vyvrátit hypotézu, jaké maximální množství se stále vyskytuje v dosahu kořenového systému rostlin.

Abstract:

From the point of view of long-term environmental contamination, cesium-137 is the most important element because it is absorbed into the human body, but also into the root system of plants, mosses, fungi, wild berries and wild game meat. Above all, however, it remains in different layers of the soil. Several main factors affect the distribution of radionuclides in the soil, namely rainfall, water entry into the soil, diffusion, migration through root systems, human, animal activity, etc. Monitoring its occurrence in the environment is important and involves the interference of cesium-137 with potassium. It in absorbed in the human body (about 80%) and excreted in the urine. It remains most in soft tissues and its biological half-life is 110 days. We are exposed to ionizing radiation from natural sources and human activities. Human activity causes artificial radioactivity, which is relatively small, compared to natural radioactivity, but the impact on human health can be huge. The first part of the bachelor thesis relates to the issue with the use of theoretical and scientific information, standards, law. The next 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 Železnorudsko area, locality Nová Hůrka (Kuchyně). The site choice presented the distribution of radioactive fallout in our territory. Soil samples were take in 1 cm increments to a depth of 1 m, dried, cleaned and prepared for measurement. 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. In the practical part, soil layers with a thickness of 1 cm to a depth of 1 m were taken and after their processing and preparation for measurement, the activity of cesium-137 in soil samples was measured by semiconductor gamma spectrometry. The measured results were compared with the results of previous soil samples and they were evaluated and interpreted in the bachelor's thesis. The results of the measurements showed the depth to which the maximum of cesium-137, which comes from nuclear weapons testing, and especially from the radiation accident at Chernobyl, is currently located. The aim of the work was to find out what is the depth distribution of cesium-137 in uncultivated soils and whether its migration through the soil profile is still ongoing and to confirm or refute the hypothesis of what maximum amount still occurs in the range of plant root system.

Keywords

Cesium, distribuce cesia, kontaminace, polovodičová gamaspektrometrie, půdní profil, radiační havárie, radionuklidy, vertikální migrace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 8. 2021

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