Concluzii
Analizele gama spectrometrice efectuate asupra probelor de aerosoli atmosferici şi depuneri atmosferice au pus în evidenţă prezenţa radionuclidului artificial I-131.
În cazul aerosolilor atmosferici, valorile obţinute de RNSRM au fost comparabile cu cele raportate de restul ţărilor din Europa, valorile maxime (5-6 mBq/m3 I-131) fiind înregistrate în Polonia[1].
Estimările de doză calculate pentru populaţie au pus în evidenţă o contribuţie nesemnificativă.
Bibliografie
1. EURDEP: http://eurdep.jrc.ec.europa.eu
4. Prezenţa I-131 în diferiţi factori de mediu din NV-ul României după Fukushima
1Constantin Cosma, 1A. R. Iurian, 1D. C. Niţă, 1R. Begy şi 2C. Candea
1Facultatea de Ştiinţa şi Ingineria Mediului Cluj-Napoca, Universitatea Babeş-Bolyai, Str. Fântânele 30, 400294, Cluj-Napoca, România
2Departamentul de Sănătate Publică a judeţului Cluj, Str. Constanţa 5, 400158, Cluj-Napoca, România
E-mail: constantin.cosma@ubbcluj.ro
Rezumat
În urma evenimentelor nucleare şi a eliberărilor radioactive de la Fukushima NPP, începând cu 12 martie 2011, diferiţi factori de mediu s-au monitorizat pentru detecţia produşilor de fisiune în Nord-Vestul României, în perioada 28 martie – 19 aprilie. Iodul radioactiv a fost primul element detectat în apa de ploaie din Cluj-Napoca, în 28 martie 2011. În 5 aprilie 2011, laptele de oaie a înregistrat o activitate maximă de 9.22±0.95 Bq/l, in zona Cluj. S-a concluzionat că nivelul maxim al concentraţiei de iod în regiunea de NW a României a fost atins în jurul datei de 4 aprilie 2011. Nivelul radiaţiilor provenite ca urmare a accidentului nuclear de la Fukushima este nesemnificativ, raportat la nivelele maxime admise pentru radionuclizii de interes (131I, 137Cs şi 134Cs) şi la mărimea fondului natural.
Cuvinte cheie: Fukushima, 131I, 134Cs, apă de ploaie, lapte de oaie
1. Introducere
Instalaţiile nucleare de la centrala Fukushima Daiichi au trecut prin experienţa unui cutremur de magnitudine 9 pe scara Richter la 11 martie 2011, cu epicentrul pe ţărmul regiunii Sendai, unde se află şi capitala Tokyo, urmat de un tsunami şi replici semnificative. Cutremurul care a lovit Japonia a fost de câteva ori mai puternic decât cutremurul pentru care a fos proiectată centrala.
Scara Richter este una logaritmica, astfel ca diferenta dintre un cutremur de 8.2 – valuare luata in calcul la constructia centralei si 8.9 este un factor de 5 si nu 0.7 [1].
În dimineaţa zilei de 15 martie 2011, un incendiu a afectat unitatea numărul 4 a clădirii reactorului. Datorită presiunii din unitatea 2 a containerului, s-a început ventilarea, urmată de o explozie de hidrogen. Ulterior, la Unitatea 4 s-a raportat o a patra explozie. În urma acestor evenimente, nivelul radiaţiilor pe amplasamentul centralei a sărit de 10 mSv/h. În acel moment se poate considera timpul zero al eliberărilor atmosferice radioactive majore, care au continuat până în 19 martie, când au început să descrescă şi până în 21 martie s-au stabilizat la valori mici [2]. Un grafic al Agenţiei Internaţionale pentru Energie Atomică (IAEA) redă doze de radiaţie ridicate la Fukushima în 15 şi 16 martie, zilele cu cele mai mari eliberări radioactive [2].
Cutremurul care a lovit Japonia în 11 Martie 2011, a condus la evenimentele nucleare de la Fukushima, care au atins Nivelul 7 pe scara INES, în 12 aprilie. Totuşi, cantitatea de materiale radioactive descărcate în mediul înconjurător până la 12 aprilie reprezintă aproximativ 10% din cea rezultată în urma accidentului de la Chernobyl, care a fost pe acelaşi nivel al scării INES [3]. Dintre materialele radioactive eliberate, 131I şi 137Cs au avut cea mai mare pondere [3]. Pe baza rezultatelor analizei situaţiei reactorului realizate de NISA (Nuclear and Industrial Safety Agency, Japan), s-a estimat că o cantitate totală de 1.3x1017Bq 131I şi 6.1x1015 Bq 137Cs a fost eliberată în urma evenimentelor de la centrala nucleară Fukushima Daiichi NPS. Mai târziu, când JNES (Japan Nuclear Energy Safety Organization) a iniţiat o altă analiză a situaţiei reactoarelor, utilizând datele înregistrate de centrală imediat după cutremur, s-a estimat că descărcarea radioactivă totală a fost de aproximativ 1.6x1017Bq pentru 131I şi 1.5x1016Bq pentru 137Cs. S-a estimat că radionuclizii distribuiţi în ocean în mijlocul lunii mai au fost sub 10 Bq/l atât pentru iod cât şi pentru caesiu) [4].
Emisiile radioactive în atmosferă, provenind de la centrala nucleară de la Fukushima Daiichi, au început în 12 martie 2011. Radionuclizii au fost transportaţi peste Oceanul Pacific, spre America de Nord şi Europa. În Europa, primele semne ale eliberărilor radioactive au fost raportate şapte zile mai târziu [5]. În timpul ultimelor două săptămâni din martie 2011, condiţii meteorologice aproximativ stabile au condus la formarea unui coridor cu nivele ridicate de activitate în Europa. Acesta se extinde de-a lungul axei NV-SE din Scandinavia şi estul Germaniei, până în Polonia şi Cehia [6].
Alimentele de provenienţă animală, contaminate, sunt adesea contribuitorii majori ai dozei de ingestie în urma eliberărilor accidentale sau de rutină a radionuclizilor în mediu. Cancerul tiroidian este principalul risc asociat cu iodul radioactiv. Nivelele maxime admise ale contaminării radioactive pentru lapte şi produse lactate în România (500 Bq/kg pentru 131I şi 370 Bq/kg pentru caesiu - 134Cs şi 137Cs), sunt stabilite de către Comisia Naţională pentru Controlul Activităţilor Nucleare şi aprobate în mai 2002 [7]. Limitele sunt aplicate produselor concentrate uscate şi calculate în concordanţă cu produsul restructurat pregătit pentru consum, fiind cu 40% mai mari decât limitele maxime admise de Japonia in 2011 (300 Bq/l pentru iod şi 200 Bq/l pentru Caesium în apă potabilă şi lapte) [8].
Obiectivul acestei lucrări este de a prezenta rezultatele măsurătorilor de 131I realizate de către Laboratorul de radioactivitate din Cluj-Napoca, pentru diferiţi factori de mediu.
2. Materiale şi metode
2.1. Prelevarea probelor
Zona studiată acoperă cinci judeţe din Nord-Vestul Romaniei: Cluj, Bihor, Bistriţa, Maramureş şi Arad. Majoritatea probelor au fost colectate din judeţul Cluj. Apa de ploaie şi laptele au fost prelevate în perioada 28 martie-19 aprilie 2011, depinzând de condiţiile meteorologice locale (pentru apa de ploaie) sau de resursele locale (pentru probele de lapte).
Apa de ploaie a fost colectată în recipiente cilindrice din plastic, deschise la capătul superior, cu un diametru între 22 cm - 40 cm. Laptele a fost colectat de la oi sau vaci care au păscut în camp deschis şi măsurate fără fiebere prealabilă. Probele de vegetaţie au fost mărunţite în bucăţi de până la 0.5 cm, până au atins o greutate constantă, apoi măsurate fără a fi uscate. Nici o substanţă chimică nu a fost implicată în prepararea probelor, deoarece pentru determinarea concentraţiei iodului s-a utilizat spectrometria gamma.
2.2. Metoda spectrometriei gamma
Măsurătorile gamma-spectrometrice au fost realizate în cadrul Laboratorului de radioactivitate din Cluj-Napoca, utilizând doi detectori de germaniu cu puritate ridicată (EG&G Ortec), eficienţe relative de 34.2%, respectiv 30.0% şi ecranare de plumb (10 cm) şi cupru (3 mm). Pentru a obţine concentraţia de 131I s-a analizat peakul corespunzător energiei gamma de 364.5 keV (cu probabilitatea dezintegrării I=81.20%) [9], cu ajutorul programului Maestro. De asemenea, liniile energiilor gamma de la 604.7 keV (I=97.65%) şi 661 keV (I=84.99%) au fost verificate pentru a confirma prezenţa 134Cs şi 137Cs. Măsurătorile s-au efectuat în geometrie Marinelli (0.7 litri) pentru marea majoritate a probelor, cu excepţia polenului pentru care s-a utilizat o cutie cilindrică de plastic de 90 ml.
Calibrarea detectorilor s-a realizat cu o sursă de 222Rn de concentraţie cunoscută, după stabilirea echilibrului cu produşii-fiică, utilizând peakul de la 352 keV al 214Pb. O cantitate cunoscută de radon a fost introdusă în vasul de calibrare, după ce a fost în prealabil măsurat prin metoda celulelor Lucas [10]. Pentru restul probelor analizate s-a folosit programul GES_MC Gamma-electron Efficiency Simulator [11], dezvoltat special pentru măsurători gamma-spectrometrice. Concentraţiile obţinute au fost corectate cu data prelevării probelor.
Timpul măsurătorilor variază între 45000s (lapte Cluj) şi 112000 (apă de ploaie Cluj), depinzând de activitatea probei pentru a obţine o incertitudine a erorii statistice de aproximativ 20%. Activitatea minimă detectabilă a iodului în probe a fost de 0.09 Bq (detectorul GEM) şi 0.05 Bq (detectorul GMX). În perioada măsurătorilor, peste întreg spectrul au fost înregistrate un număr de 2.65 impulsuri/secundă (pentru detectorul GEM) şi 3.90 impulsuri/secundă (pentru detectorul GMX). Deşi 137Cs provenit de la Chernobyl apare încă în anumite probe de mediu (cum ar fi sol sau vegetaţie), concentraţiile radionuclizilor 131I, 134Cs şi 137Cs din ultimii ani au fost situate sub valorile activităţii minime detectabile.
3. Rezultate şi discuţii
3.1. Radiunuclizii în apa de ploaie
Radiaţiile de la Fukushima au fost detectate pentru prima dată în probele de apă de ploaie din Cluj-Napoca în 28 martie 2011, după şaisprezece zile de la eliberările radioactive majore din Japonia. Valoarea înregistrată a fost însă aproape de activitatea minimă detectată de spectrometrele gamma. Măsurătorile făcute pentru apa de ploaie conduc la faptul că activitatea maximă înregistrată pentru iod în această zonă a fost atinsă în data de 4 aprilie 2011, când în zona Aradului s-a măsurat o valoare de 1.40±0.21 Bq/l.
Măsurători ale concentraţiei de iod au fost efectuate în patru judeţe din NW României (Arad, Cluj, Bihor şi Bistriţa) după ploile de la începutul lunii aprilie (între 4 şi 9 aprilie). În Fig.1 sunt prezentate valorile medii a câte două măsurători efectuate după două sau chiar trei zile de ploi. După cum se vede mai jos, apa de ploaie din Arad are cel mai mare conţinut de iod, valoare influenţată probabil de concentraţia iodului din aer.
Fig 1 Activitatea iodului 131 în apa de ploaie din NW României (Bq/l)
Măsurătorile zilnice efectuate de Institutul de Fizică Nucleară din Piteşti-Mioveni redau nivelele de contaminare radioactivă ale iodului din aer şi depuneri umede, pentru perioada 23 martie – 22 aprilie 2011. Perioada cu nivele ridicate ale concentraţiei iodului a durat aproximativ unsprezece zile, distribuţia temporal fiind caracterizată de două peakuri distincte, în jurul zilei de 31 martie şi al zilei de 4 aprilie [12]. Rezultatele obţinute pentru apa de ploaie la începutul lunii aprilie sunt în concordanţă cu măsurătorile făcute în zona Piteşti, pentru iodul în aer şi depuneri umede. La sfârşitul lunii martie, valoarea maximă pentru precipitaţii, în Piteşti, a fost de 1.3 Bq/l. De asemenea, conţinutul de iod din apa de ploaie din Thessaloniki, Grecia, după ploaia din 29 martie, a atins valori de până la 0.7 Bq/l [13].
Conform datelor prezentate se poate afirma că împrăştierea norului radioactiv deasupra teritoriului românesc, în urma accidentului de la Fukushima, nu a înregistrat diferenţe semnificative. În 13 aprilie 2011, o probă de apă de ploaie din Cluj-Napoca a avut o concentraţie de 0.25±0.09 Bq/l pentru 131I. După această dată nu a mai fost posibilă evidenţierea iodului în apa de ploaie, din zona de NW a României.
Ca urmare evenimentelor nucleare de la Fukushima, 134Cs a putut fi observant numai în probele de apă de ploaie din Cluj şi Bihor. În 28 martie 2011, activitatea 134Cs din Cluj a înregistrat o valoare de 0.04±0.02 Bq/l. Valorile mici înregistrate pentru 137Cs în apa de ploaie au fost în principal influenţate de urmele caesiului de la Chernobyl şi nu pot fi luate în considerare. Accidentul de la Chernobyl a rezultat cu eliberarea în atmosferă a unor cantităţi importante de caesiu [14], iar teritoriul României a fost expus unor valori ridicate de radioactivitate [15]. Având în vedere faptul că 137Cs are un timp de înjumătăţire de 30.06 ani, se poate admite că acesta ar putea fi găsit în aer ca urmare a resuspensiei particulelor de sol. Pe de altă parte este improbabil ca 134Cs să mai existe în natură datorită timpului de înjumătăţire relativ scurt de 2.06 ani.
Fig. 2. Secţiune din spectrul înregistrat pentru apa de ploaie din Bihor-Vârtop, colectată în 8 aprilie 2011
3.2. Concentraţia iodului în lapte
Câteva probe de lapte de vacă şi lapte de oaie din diferite zone au fost măsurate, la începutul lunii aprilie 2011. Cea mai mare concentraţie pentru iod a fost găsită în laptele de oaie, colectat în 5 aprilie 2011 din zona Cluj-Apahida. Valoarea obţinută a fost de 9.22±0.95 Bq/l, reprezentând totodată prima măsurătoare efectuată în zonă pentru laptele de oaie, după evenimentele de la Fukushima. Experimentului lui Panariti (1995) [16] a demonstrat că iodul poate fi detectat în laptele de oaie la 12-24 ore după contaminarea nutreţului. Pe baza datelor acestui experiment se poate face o corelaţie cu activitatea maximă a iodului din apa de ploaie, în data de 4 aprilie 2011.
O valoare de 0.37±0.13 Bq/l a fost determinată în 12 aprilie 2011 în laptele de vacă. Tabelul 1 prezintă activitatea specifică a iodului în laptele de oaie, colectat din Cluj şi zonele învecinate, în perioada 5-19 aprilie 2011. Datorită timpului scurt de înjumătăţire al iodului de numai 8.023 zile, laptele colectat de la oi care au pascut pe aceeaşi păşune din Cluj-Apahida, într-o perioadă de paisprezece zile, prezintă o atenuare semnificativă a concentraţiei de iod.
Caesiu radioactiv (134Cs şi 137Cs) nu a putut fi determinat la o valoare mai mare decât limita maxima detectabilă nici laptele de oaie şi nici cel de vacă.
Tabelul 1.
Concentraţia iodului în laptele de oaie
Sample Number
|
Location
|
Sampling date
|
131I specific activity (Bq/l)
|
1
2
3
4
5
6
7
8
|
Cluj-Apahida
Bihor-Nucet
Bistriţa-Tăgşoru
Marmureş-Văleni
Cluj-Apahida
Cluj-Lomb
Marmureş-Văleni
Cluj-Apahida
|
5-Apr-11
6-Apr-11
10-Apr-11
10-Apr-11
14-Apr-11
14-Apr-11
16-Apr-11
19-Apr-11
|
9.22±0.95
4.01±0.70
3.80±0.69
3.70±0.66
3.80±0.64
3.21±0.71
2.35±0,47
1.92±0,42
|
3.3. Măsurători ale concentraţiei de iod în alţi factori de mediu şi alimente
Datorită existenţei lanţului trofic din natură (plante-animale-hrană), s-au efectuat măsurători pentru determinarea iodului radioactiv în iarbă, muşchi de pădure, ştevie, polen şi ouă (Tabelul 2). Polenul pare a fi încă o dată un bun indicator al radioactivităţii, comportându-se ca un filtru pentru radionuclizii din aer. O concentraţie de 1.38±0.31 Bq/kg s-a găsit în polen în data de 10 aprilie 2011.
Tabelul 3
Concentraţia iodului în diferite probe de mediu
Nr.
|
Descriere
|
Locaţie
|
Data prelevării
|
Activitatea specifică a 131I
|
1
2
3
4
5
6
7
|
Muschi
Macris
Muschi cu sol
Oua
Polen
Stevie
Iarba
|
Maramures
Cluj
Cluj
Cluj
Cluj
Salaj-Almasu
Cluj
|
3-Apr-11
9-Apr-11
10-Apr-11
4-9-Apr-11
10-Apr-11
19-Apr-11
10-Apr-11
|
1.43±0.38 Bq/kg
1.01±0.29 Bq/kg
0.14±0.06 Bq/kg
0.36±0.10 Bq/6 eggs
1.38±0.31 Bq/kg
0.82±0.25 Bq/kg
1.54±0.15 Bq/kg
|
Probe de polen colectate zilnic din Cluj-Napoca, între 1-30 mai 1986, au prezentat concentraţii ale 137Cs care au atins aproape 10kBq/kg [15].
4. Concluzii
Eliberările radioactive de la Fukushima au fost detectate în probe de apă de ploaie şi lapte, din NW României. Valorile maxime au fost înregistrate în data de 4 aprilie 2011, fără a depăşi 1.40±0.21 Bq/l pentru 131I în apa de ploaie (zona Arad) şi 9.22±0.95 Bq/l pentru 131I în laptele de oaie (zona Cluj). Aceste valori sunt situate mult sub limitele maxime admise de către autorităţile române în domeniu, nefiind considerate un pericol pentru sănătatea umană. 134Cs a fost găsit doar în apa de ploaie la sfârşitul lunii martie. Valorile mici înregistrate pentru 137Cs în apa de ploaie sunt subiectul unor incertitudini datorită resuspensiei în atmosferă a acestui radionuclid artificial provenit de la Chernobyl.
Bibliografie
[1] http://www.iaea.org, Fukushima Nuclear Accident Update Log, Updates of 2 June 2011
[2] Graphischer Gesamtüberblick zur radiologischen Situation, http://fukushima.grs.de/kommunikation-medien/japan-statusmeldungen
[3] NISA Japan, http://www.nisa.meti.go.jp/english/files/en20110412-4.pdf
[4] Report of Japanese Government to the IAEA Ministerial Conference on Nucl. Safety, www.kantei.go.jp/foreign/kan/topics/201106/iaea_houkokusho_e.html
[5] Lozano RL, et al, Radioactive impact of Fukushima accident on the Iberian Peninsula: Evolution and plume previous pathway, Environ Int (2011), doi:10.1016/j.envint.2011.06.001
[6] BGR Germany (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe), Ausbreit-ungssimulationen von Radionukliden, emittiert durch den Reaktorunfall in Fukushima, Japan, April, 04, 2011, http://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Erdbeben-Gefaehrdungsanalysen/Seismologie/Kernwaffenteststopp/Verifikation/Atmosphaer- Transport/Besondere Ereignisse/atm_fukushima_inhalt.html, last acces. June, 2011.
[7] BANNAI, T., Department of Food Safety, Pharmaceutical and Food Safety Bureau, Ministry of Health, Labour and Welfare Japan, March 17, 2011, Notice No. 0317 Article 3 of the Department of Food Safety, Handling of food contaminated by radioactivity, http://www.mhlw.go.jp/english/topics/foodsafety/dl/110318-1.pdf, last accessed May, 2011
[8] CNCAN (Comisia Naţională pentru Controlul Activităţilor Nucleare), 2002, NIN-01 Normele privind alimentele şi furajele contaminate radioactiv după un accident nuclear sau altă situaţie de urgenţă radiologică, Monitorul Oficial, Partea I, Nr.297, 4-5, România.
[9] IAEA, Update of X Ray and Gamma Ray Decay Data Standards for Detector Calibration and Other Applications, Volume 1: Recommended Decay Data, High Energy Gamma Ray Standards and Angular Correlation Coefficients.
[10] C. COSMA, M. MOLDOVAN, T. DICU AND T. KOVACS, Radon in water from Transylvania (Romania), Radiation Measurements, Volume 43, Issue 8, Pages 1423-1428, 2008
[11] D. Fulea and C. Cosma - Monte Carlo sampling for gamma and beta detectors using a general purpose PC program, Radiation Measurements Volume 44, Issue 3, Pages 278-282, 2009
[12] Al. Toma, C. Dulama, R. Dobrin, O. Hirică, S. Mihai, N. Branişte, C. Păunoiu, M. Valeca, Ş. Valeca, Environmental radioactivity monitoring results at INR Pitesti after Fukushima Accident, CD Preceedings al Conferinţei Internaţionale Nuclear_2011 „The 4th Annual International Conference on Sustainable Development through Nuclear Research and Education”, INR Piteşti în cooperare cu Academia Română şi Universitatea din Piteşti, 25-27 mai 2011, Piteşti, România
[13] M.MANOLOPOULOU, E.VAGENA, S.STOULOS, A.IOANNIDOU, C.PAPASTEFANOU, Radioiodine and Radiocesium in Thessaloniki, Northern Greece due to the Fukushima Nuclear Accident, Journal of Environmental Radioactivity (2011), doi: 10.1016/j.jenvrad.2011.04.010
[14] UNSCEAR 2000, ANNEX J, Exposures and effects of the Chernobyl accident
[15] C.COSMA, Some aspects of radioactive contamination after Chernobyl accident in Romania, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol.251, No.2, 2002, p.221-226
[16] Panariti E, 1995. The secretion of radioactive iodine (131J) into the milk of small ruminants following their experimental contamination, Dtsch Tierarztl Wochenschr., 102, 198-200.
5. Influenţa condiţiilor meteorologice asupra radioactivităţii naturale
Florin Simion1,2, Elena Simion1,3, Ion Mihalcea3
1Agenţia Naţională pentru Protecţia Mediului, 2Facultatea de Fizică, Universitatea din Bucureşti, 3Facultatea de Chimie, Universitatea din Bucureşti
E-mail: elena.simion@anpm.ro
-
Introducere
În mediul înconjurător există surse de radioactivitate, atât naturale cât şi artificiale. Toţi suntem expuşi la radiaţiile naturale, totuşi, datorită condiţiilor meteorologice din mediu, radioactivitatea poate varia. Sursele de radiaţie naturală reprezintă 85% din doza medie de radiaţii încasată de populaţie şi se datorează în principal: radiaţiei cosmice, radiaţiei terestre şi cea datorată radonului.
Lucrarea prezintă dependenţa radioactivităţii naturale din atmosferă de condiţiile meteorologice: temperatura aerului, presiunea atmosferică, viteza vântului, precipitaţiile atmosferice şi umiditate relativă.
Valorile utilizate în lucrare privind radioactivitatea naturală, reprezintă valori medii zilnice ce au fost preluate din monitorizarea radioactivităţii factorilor de mediu efectuată de către Staţia de Supraveghere a Radioactivităţii Mediului (SSRM) Botoşani.
Datele meteorologice utilizate au fost preluate de la Administraţia Naţională de Meteorologie şi reprezintă medii zilnice pentru presiune, umiditate şi precipitaţii, respectiv medii orare pentru viteza vântului şi temperatură.
SSRM Botoşani este coordonată de Agenţia Naţională pentru Protecţia Mediului (ANPM) din cadrul Ministerului Mediului şi Pădurilor şi face parte din sistemul integrat de supraveghere a poluării mediului pe teritoriul României.
Datele de radioactivitate respectiv datele meteorologice analizate reprezintă situaţia la nivelul anului 1996.
-
Aparatura şi metodele de măsurare utilizate
Pentru determinarea debitului dozei gama în aer s-a utilizat un debitmetru tip IFIN –TIEX, prevăzut cu detector Geiger Muller, intervalul de măsură fiind 0,03 – 20 µSv/h, iar domeniul energetic fiind de 50 – 1500 keV. Frecvenţa citirilor debitului dozei gama absorbite în aer a fost orară iar datele utilizate în lucrare reprezintă valori medii zilnice.
Pentru măsurătorile beta globale s-a utilizat un sistem de detecţie prevăzut cu detector - sonda de scintilaţie tip ND-304, cu fond natural scăzut ce se situează între 0,05 şi 0,1 impulsuri/secundă. Etalonarea aparaturii de măsură beta globală a fost realizată cu sursă de (Sr-Y)90. Eficienţa de măsură utilizată a fost cuprinsă în intervalul 23% şi 33%.
Formula de calcul a eficienţei de numărare este:
ε = (Rs - Ro) / Λ
unde:
ε – eficienţa de numărare
Rs – viteza de numărare a sursei etalon în impulsuri/secundă
Ro – viteza de numărare a fondului în impulsuri/secundă
Λ – activitatea actualizată a sursei etalon
Colectarea aerosolilor atmosferici s-a făcut prin aspirarea pe hârtie de filtru din microfibre de sticlă, cu ajutorul unei pompe cu debit mare de aspirare (aproximativ 5 m3/h). Recoltarea se realizează în cadrul programului de lucru specific al staţiei prin 4 aspiraţii pe zi, în intervalele orare 02-07, 08-13, 14-19 şi 20-01. Filtrele prelevate au fost măsurate după 3 minute de la încetarea aspiraţiei, pe 1000 de secunde, determinându-se activitatea specifică beta globală imediată a aerosolilor şi remăsurate după 20 de ore, pe 3000 de secunde, determinându-se nivelul radioactivităţii naturale, a descendenţilor radonului şi toronului (aceştia fiind emanaţi de scoarţa terestră în mod natural).
Probele de depuneri atmosferice se obţin prin colectarea zilnică a pulberilor sedimentabile şi a precipitaţiilor atmosferice cu ajutorul unui colector standard.
Colectorul standard este format dintr-un vas colector de formă cilindrică, confecţionat din tablă zincată şi acoperit în interior cu un strat de polietilenă.
Timpul de recoltare este de 24 de ore, cu o frecvenţă zilnică, măsurate zilnic pentru determinarea activităţii beta globale imediate, pe 1000 de secunde.
Formula generală de calcul pentru determinarea radioactivităţii beta globale are următoarea formă:
Λp = (Rg - Ro) / ε
unde:
Λp – activitatea probei
Rg – viteza de numărare a probei în impulsuri/secundă
Tabel 1- Caracterizarea anului 1996 din punct de vedere al radioactivităţii factorilor de mediu şi a condiţiilor meteorologice
Parametrii monitorizaţi
|
Unitatea de masură
|
Intervalul de valori înregistrate
|
Media
|
precipitatii
|
[L]
|
0÷10
|
0,557
|
umiditatea
|
[%]
|
46÷100
|
84,513
|
presiunea
|
[mb]
|
780,825÷1022,4
|
1000,709
|
temperatura
|
[0C]
|
-23,275÷26,575
|
8,001
|
viteza vantului
|
[m/s]
|
0÷15
|
2,650
|
aerosoli
|
[Bq/m3]
|
0,562÷8,122
|
2,275
|
depuneri
|
[Bq/m2]
|
0,367÷36,104
|
1,248
|
doza gama
|
[µSv/h]
|
0,058÷0,097
|
0,073
| -
Rezultate şi discuţii
Pentru determinarea dependenţei radioactivităţii naturale de variabilele meteorologice, au fost calculaţi şi reprezentaţi grafic coeficienţii de corelaţie dintre activităţile beta globale ale probelor de aerosoli atmosferici, depunerile atmosferice totale, respectiv debitul dozei gama absorbite în aer şi precipitaţii, umiditate, presiunea atmosferică, temperatura aerului respectiv viteza vântului.
Pentru interpretarea coeficienţilor de corelaţie au fost considerate următoarele cazuri:
Relaţia dintre valori
|
Negativă
|
Pozitivă
|
Necorelată
|
−0.09 ÷ 0.0
|
0.0 ÷ 0.09
|
Corelaţie slabă
|
−0.3 ÷ −0.1
|
0.1 ÷ 0.3
|
Corelaţie medie
|
−0.5 ÷ −0.3
|
0.3 ÷ 0.5
|
Corelaţie bună
|
−1.0 ÷ −0.5
|
0.5 ÷ 1.0
| Figura 1 – Relaţia dintre activitatile/concentraţiile aerosolilor atmosferici şi parametrii meteorologici
O contribuţie majoră la valorile concentraţiilor aerosolilor atmosferici o au descendenţii beta emiţători ai radionuclizilor naturali radon şi toron, care provin din exhalaţia din sol [1]. Deoarece atât radonul, cât şi toronul sunt gaze, procesele de difuzie prin porii solului şi cel de dispersie atmosferică şi aderare a descendenţilor lor la particulele de aerosoli atmosferici, o dată ajunşi la suprafaţă, sunt direct influenţate de condiţiile meteorologice [2].
În reprezentarea rezultatelor corelaţiilor s-au folosit, în scopul evidenţierii, caractere îngroşate şi subliniate pentru corelaţiile bune, caractere îngroşate pentru corelaţiile medii şi caractere cursive pentru valorile necorelate. Valorile slab corelate nu au suferit modificări.
Tabel 2 – Valorile coeficienţilor de corelaţie dintre activitatea medie lunară a aerosolilor atmosferici şi parametrii meteorologici
Aerosoli
atmosferici
|
Precipitatiile atmosferice
|
Umiditatea relativă
|
Presiunea atmosferica
|
Temperatura aerului
|
Viteza Vantului
|
Ianuarie
|
-0.09
|
-0.08
|
-0.14
|
-0.17
|
-0.49
|
Februarie
|
0.04
|
0.29
|
0.05
|
-0.47
|
-0.41
|
Martie
|
-0.07
|
0.37
|
-0.18
|
-0.34
|
-0.03
|
Aprilie
|
-0.04
|
0.14
|
-0.02
|
0.30
|
-0.47
|
Mai
|
0.04
|
0.04
|
-0.55
|
0.18
|
-0.47
|
Iunie
|
0.05
|
-0.30
|
-0.04
|
0.71
|
-0.65
|
Iulie
|
0.02
|
0.11
|
-0.34
|
0.66
|
-0.61
|
August
|
-0.29
|
-0.12
|
0.22
|
0.43
|
-0.54
|
Septembrie
|
-0.03
|
0.05
|
0.28
|
0.41
|
-0.58
|
Octombrie
|
-0.36
|
-0.02
|
0.04
|
0.11
|
-0.46
|
Noiembrie
|
-0.06
|
0.39
|
-0.33
|
0.01
|
0.10
|
Decembrie
|
0.27
|
0.29
|
-0.29
|
-0.51
|
-0.63
|
|
|
|
|
|
|
Din analiza corelării valorilor medii lunare a concentraţiei aerosolilor atmosferici cu condiţiile meteorologice s-a constatat că aceştia sunt bine corelaţi cu temperatura aerului şi viteza vântului, ambele influenţând direct mişcarea maselor de aer şi implicit a aerosolilor atmoferici [3,5]. Umiditatea relativă şi presiunea sunt în general slab corelate cu aerosolii atmosferici, iar precipitaţiile atmosferice sunt preponderent necorelate. Singura lună în care se înregistrază o corelaţie medie este luna octombrie, aceasta fiind justificată de cantitatea mai mare de precipitaţii înregistrate lunar, comparativ cu restul lunilor din an, dar şi de faptul că a fost luna în care s-au înregistrat cele mai multe zile consecutive cu preciptaţii atmosferice.
Tabel 3 – Analiza procentuală a corelării dintre aerosolii atmosferici şi condiţiile meterologice
Corelaţia
|
Precipitatiile atmosferice
|
Umiditatea relativă
|
Presiunea atmosferica
|
Temperatura aerului
|
Viteza Vântului
|
Necorelat (%)
|
75.00
|
33.33
|
33.33
|
8.33
|
8.33
|
Slab corelat (%)
|
16.67
|
41.67
|
41.67
|
25.00
|
8.33
|
Mediu corelat (%)
|
8.33
|
25.00
|
16.67
|
41.67
|
41.67
|
Bine corelat (%)
|
0.00
|
0.00
|
8.33
|
25.00
|
41.67
|
Figura 2 - Relaţia dintre depunerile atmosferice totale şi parametrii meteorologici
Tabel 4 – Valorile coeficienţilor de corelaţie dintre activitatea medie lunară a depunerilor atmosferice şi parametrii meteorologici
Depuneri atmosferice
|
Precipitatiile atmosferice
|
Umiditatea relativă
|
Presiunea atmosferica
|
Temperatura aerului
|
Viteza Vantului
|
Ianuarie
|
0.65
|
0.36
|
-0.53
|
0.36
|
0.20
|
Februarie
|
0.09
|
0.32
|
-0.62
|
-0.22
|
0.40
|
Martie
|
0.71
|
0.16
|
-0.22
|
0.29
|
0.18
|
Aprilie
|
0.98
|
0.46
|
-0.18
|
-0.36
|
0.04
|
Mai
|
0.87
|
0.36
|
-0.29
|
-0.02
|
-0.24
|
Iunie
|
0.89
|
0.60
|
-0.17
|
-0.01
|
0.04
|
Iulie
|
0.85
|
0.12
|
-0.20
|
0.24
|
-0.15
|
August
|
0.63
|
0.27
|
-0.20
|
-0.17
|
0.14
|
Septembrie
|
0.48
|
0.03
|
0.01
|
0.27
|
-0.08
|
Octombrie
|
0.76
|
0.37
|
0.07
|
-0.24
|
0.44
|
Noiembrie
|
0.66
|
0.32
|
-0.13
|
-0.26
|
0.12
|
Decembrie
|
0.73
|
0.09
|
-0.44
|
0.05
|
-0.12
|
Din analiza corelării valorilor medii lunare a concentraţiei depunerilor atmosferice cu condiţiile meteorologice s-a constatat că acestea sunt bine corelate cu precipitaţiile atmosferice şi umiditatea relativă a aerului, ambele influenţând direct viteza de depunere pe sol a particulelor de praf din atmosferă. Presiunea atmosferică este slab corelată cu depunerile atmosferice, iar temperatura aerului şi viteza vântului sunt în general necorelate.
Tabel 5 – Analiza procentuală a corelării dintre depunerile atmosferice şi condiţiile meterologice
Corelaţia
|
Precipitatiile atmosferice
|
Umiditatea relativă
|
Presiunea atmosferica
|
Temperatura aerului
|
Viteza Vântului
|
Necorelat (%)
|
8.33
|
16.67
|
16.67
|
25.00
|
25.00
|
Slab corelat (%)
|
0.00
|
25.00
|
58.33
|
58.33
|
58.33
|
Mediu corelat (%)
|
8.33
|
50.00
|
8.33
|
16.67
|
16.67
|
Bine corelat (%)
|
83.33
|
8.33
|
16.67
|
0.00
|
0.00
|
Figura 3 - Relaţia dintre debitul de doză gama absorbită în aer şi parametrii meteorologici
Tabel 6 – Valorile coeficienţilor de corelaţie dintre valoarea medie lunară a debitul dozei gama absorbite în aer şi prametrii meteorologici
Debit doza gama
|
Precipitatiile atmosferice
|
Umiditatea relativă
|
Presiunea atmosferica
|
Temperatura aerului
|
Viteza Vantului
|
Ianuarie
|
0.63
|
0.28
|
-0.83
|
0.32
|
0.27
|
Februarie
|
-0.14
|
-0.35
|
0.13
|
0.70
|
-0.26
|
Martie
|
-0.27
|
-0.10
|
0.12
|
-0.64
|
0.34
|
Aprilie
|
-0.08
|
-0.31
|
-0.54
|
0.39
|
-0.08
|
Mai
|
0.14
|
0.52
|
-0.11
|
-0.70
|
-0.41
|
Iunie
|
0.32
|
0.32
|
-0.11
|
-0.89
|
0.27
|
Iulie
|
0.15
|
0.30
|
0.05
|
-0.66
|
0.10
|
August
|
0.70
|
0.48
|
-0.20
|
-0.82
|
0.18
|
Septembrie
|
0.55
|
0.72
|
-0.27
|
-0.75
|
0.10
|
Octombrie
|
0.57
|
0.64
|
0.22
|
-0.80
|
0.40
|
Noiembrie
|
0.44
|
0.81
|
-0.36
|
-0.84
|
0.48
|
Decembrie
|
0.18
|
-0.26
|
-0.32
|
0.81
|
0.10
|
Din analiza corelării valorilor medii lunare a debitului dozei gama absorbite în aer cu condiţiile meteorologice s-a constatat că aceasta este bine corelată cu temperatura aerului şi umiditatea relativă a aerului, mediu corelată cu precipitaţiile atmosferice, deoarece acestea, în funcţie de volumul de precipitaţii spală atmosfera şi poate depune un miscrostrat de depuneri atmosferice pe suprafaţa detectorului (duce la o mică creştere implicită a valorilor măsurate), pe când presiunea atmosferică şi viteza vântului sunt slab corelate.
Tabel 7 – Analiza procentuală a corelării dintre debitul dozei gama absorbite în aer şi condiţiile meterologice
Corelaţia
|
Precipitaţiile atmosferice
|
Umiditatea relativă
|
Presiunea atmosferică
|
Temperatura aerului
|
Viteza Vântului
|
Necorelat (%)
|
8.33
|
0.00
|
8.33
|
0.00
|
8.33
|
Slab corelat (%)
|
41.67
|
25.00
|
58.33
|
0.00
|
50.00
|
Mediu corelat (%)
|
16.67
|
41.67
|
16.67
|
16.67
|
33.33
|
Bine corelat (%)
|
33.33
|
33.33
|
16.67
|
83.33
|
0.00
|
În cazul apei de suprafaţă, activitatea beta globală a acesteia este direct influenţată de precipitaţiile atmosferice şi temperatura aerului. Astfel, în perioadele cu precipitaţii abundente, datorită debitelor crescute ale apelor, sunt preluate, prin resuspensie şi o parte din sedimente sau din materialele aflate în imediata apropiere a albiei, ducând la creşterea activităţii.
Influenţa condiţiilor meterologice asupra valorilor activităţii beta globale a solului şi vegetaţiei sunt minime, contribuind la creşterea radioactivităţii acetor factori de mediu doar prin transportul radionuclizilor aduşi de precipitaţii şi vânt. Acestea pot aduce modificări majore la radioactivitatea naturală doar în cazul unui accident nuclear sau urgenţă radiologică [4].
4. Concluzii
RNSRM asigură monitorizarea permanentă a radioactivităţii factorilor de mediu, stabilind nivelul fondului natural al fiecărui tip de probă, în scopul avertizării/alarmării în timp real a factorilor de decizie în cazul unui potenţial incident/accident nuclear sau urgenţă radiologică.
Ca urmare a monitorizării zilnice a variaţiei radioactivităţii naturale, s-a constatat ca aceasta este direct influenţată de condiţiile meteorologice, în special radiaoctivitatea aerului, în timp ce solul şi vegetaţia sunt foarte puţin influenţate.
În ceea ce priveşte radioactivitatea aerului, aceasta este influnţată de tipul de sol aflat în regiunea monitorizată, cu cât solul este mai bogat în radiu, cu atât concentraţia de radon, respectiv toron din aerosolii atmosferici este mai mare.
Bibliografie
-
Cosma C, Jurcut T. Radonul şi mediul înconjurator. Editura Dacia;1996
-
Baciu C A. Radon and thoron progeny concentration variability in relation to meteorological conditions at Bucharest (Romania). Journal of Environmental Radioactivity 2005; 83(2): 171-189
-
Cuculeanu V, Sonoc S, Georgescu M. Radioactivity of radon and thoron daughters in Romania, Radiation Protection Dosimetry 1992; 45(1/4): 483-485
-
Chiosila I, Dinca Gh, Milu C, Oncescu M, Sonoc S, Sandru P. Natural Radioactivity in Romania. Romanian Society for Radiological Protection. Bucharest; 1994
-
Florin S, Elena S, Cuculeanu V, Geicu A, Dynamics of outdoor radon and thoron progeny concentrations in Bacău area – România, Journal of Environmental Radioactivity 2011; 102(7): 703-712
6.
Dostları ilə paylaş: |