druŠtvo za zaŠtitu od zraČenja srbije i crne gore · 2015. 7. 4. · zlatibor 2007, 3 – 5....

1

DRUŠTVO ZA ZAŠTITU OD ZRAČENJA

SRBIJE I CRNE GORE

XXIV SIMPOZIJUM DZZSCG Zlatibor 2007, 3 – 5. oktobar

Beograd 2007

2

ZBORNIK RADOVA

XXIV SIMPOZIJUM DZZSCG 3-5 oktobar 2007

Izdavači:

Institut za nuklearne nauke „Vinča“

Društvo za zaštitu od zračenja Srbije i Crne Gore

Za izvršnog izdavača: Dr Jovan Nedeljković Urednik: Mr Milojko Kovačević ISBN 978-86-7306-089-7 © Institut za nuklearne nauke „Vinča“ Tehnička obrada: Sesartić Gorijan Štampa: Štamparija Instituta za nuklearne nauke „Vinča“, Beograd Tiraž: 120 primeraka Štampa završena septembra 2007.

3

XXIV SIMPOZIJUM DRUŠTVA ZA ZAŠTITU OD ZRAČENJA

SRBIJE I CRNE GORE Zlatibor, 3 – 5 oktobar 2007

Organizatori: DRUŠTVO ZA ZAŠTITU OD ZRAČENJA SRBIJE I CRNE GORE INSTITUT ZA NUKLEARNE NAUKE „VINČA“ Laboratorija za zaštitu od zračenja i zaštitu životne sredine „Zaštita“ Organizacioni odbor: Predsednik: Milojko Kovačević Članovi:

Ranko Kljajić Perko Vukotić Milan Pavlović Ištvan Bikit Olivera Marinković Tomislav Anđelić Gordana Pantelić Dragoslav Nikezić Snežana Milačić Snežana Dragović

Redakcioni odbor: Dr Gordana Joksić Dr Olivera Ciraj

Dr Marko Ninković

4

Organizaciju su pomogli: Ministarstvo za nauku Republike Srbije Ministarstvo za zaštitu životne sredine VIP mobile AMETEK-AMT, ORTEC Institut za nuklearne nauke ”Vinča”

5

Ovaj Zbornik je zbirka radova saopštenih na XXIV Simpozijumu Društva za zaštitu od zračenja Srbije i Crne Gore koji je održan od 3 - 5. oktobra 2007. godine na Zlatiboru. Radovi su razvrstani po sekcijama. Mada su svi radovi u Zborniku recenzirani od strane Redakcionog odbora za sve iznesene tvrdnje i rezultate odgovorni su sami autori.

Organizacioni odbor se zahvaljuje svim autorima radova na uloženom trudu. Posebno se zahvaljujemo sponzorima koji su pomogli održavanje Simpozijuma i štampanje Zbornika.

Organizacioni odbor

6

CIP

7

Radioekologija

9

MEASUREMENTS OF RADIOACTIVITY AND QUALITY ASSURANCE

Lidia KINOVA Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy, Bulgarian Academy of Sciences,

Sofia, Bulgaria, [email protected]

ABSTRACT Main principles of QA applied to an analytical laboratory are given. Attention is paid to

most important topics as management of equipment and materials, record maintenance and sample analysis. QA application is shown in example on project for assessment of radioecological status of former uranium mining and milling area. The working plan is organized using Deming cycle approach Plan-Do-Chck-Act (PDCA).

1. Introduction Although principles of quality control and quality assurance are fairly specific their

interpretation and application are frequently treated differently in the process of sample analysis. This is easy to understand as each laboratory structures its program in conformity with its operations and problems. What may be suitable for a large laboratory with miscellaneous problems and variety of analyses will not be applicable to a small one with small range of activities. Variations come also from the budget ant staff limitations. However basic recognized practices and procedures remain and should be implemented in an analytical laboratory. Few phases could be outlined which are essential to the QA.

2. Administrative considerations An analytical laboratory should have as one of its main objectives the production of

high quality analytical data through the use of analytical measurements that are accurate, reliable and adequate for the intended purposes. This objective should be accomplished in a cost -effective manner under a planned and documented quality system. Quite often the client is not aware what exactly kind of results he needs in terms of nuclides, uncertainty, methods of analysis. It is responsibility of the lab management to explain to the client all the possibilities with the respective costs, what would be the result and how this result can be used. This is especially important to analyses of radioactivity, as they usually are expensive even on a routine basis.

The principle of QA must be understood by all members of the lab down to the cleaning lady. Application of QA is time consuming (from 20 to 30% of working time) so personnel must be convinced that this is worthwhile.

Quality assurance – planned system of activities whose purpose is to provide assurance that the quality control program is actually effective. Quality assurance plan is composed of three essential components with associated to them costs: - Prevention: requires a program before and during analyses to ensure that analytical systems are functioning properly – planning, training, calibration, maintenance, standardization of the solutions etc. - Assessment: form of control including periodical checks on performance to determine precision and accuracy – analysis of duplicate and check samples, checking of control charts, calculations, validation of methodology

10

- Correction: action taken to determine causes of quality defects and to restore proper functioning of the system – correction of malfunctioning devices, more check samples, re-evaluation of the methodology, retraining.

At some point the additional gain in quality may not justify the increased cost of activities – matter of judgment - responsibility of management

Quality assurance objectives – depends on the purposes of the laboratory, should relate specifically to the result desired, not to the process or activity engaged. A number of objectives can be mentioned that seem to be universal:

• To maintain a continuing assessment of the accuracy and precision of data generated by analysts within the lab;

• To provide a measure of the accuracy and precision of analytical methods and to identify weak methodologies;

• To detect training needs within the lab; • To provide a permanent record of instrument performance as a basis for validation

of data and projecting repair or replacement needs; • To upgrade overall quality of laboratory performance

3. Personnel management

Management responsibilities: • Planning; • Organizing; • Staffing; • Controlling

Personnel responsibilities – must be explicitly stated and understood by people. Position qualifications and position descriptions Training – important part of QA in accordance with objectives:

• Training of a new employee; • Training for employees with deficient performance; • Training for development.

Performance evaluation – nothing to be afraid of as usually happens. It simply is an attempt to think clearly and to know each person performance and prospects for advancement, as well as to improve job performance.

4. Menagment of equipment and supplies Equipment management – once a piece of equipment is installed and approved for use it

should enter into a preventive maintenance program. An inventory chart or notebook should be established where name, model, number, serial number, manufacturer, date of acquisition, cost and location, problems, repairs, parts required etc. A definition of service tasks could be attached in case of more than one equipment, for instance detectors. Those with better efficiency and resolution should be used for measurements of samples after radiochemical procedures or for low activities. This will prevent also detectors from contamination if high activity is measured. Routine checks for stability of the equipment – energy calibration, efficiency calibration, parameters of the detector – should be performed on weekly, monthly, yearly basis and after repairmen. The more information is included

11

more useful will it be to the user. In the case of measuring equipment for radioactivity it is even more important as usually this equipment is quite expensive.

Supplies management – control of materials and glassware is essential in the quality assurance program. When specifications are prepared the following points should be included: identity, purity, tests to be conducted for quality and purity, storage and handling procedures, impurities, preparation date and expiration date.

Primary reference standards – it is a homogeneous material with specific properties that has been measured and certified by a qualified and recognized organization. These materials are quite expensive and may or may not be used in everyday operations. They are often used to “calibrate” so-called working or secondary standards. A working standard can be defined as a substance other than a primary reference standard that is used as a reference material in day-to-day analyses.

Standard solutions – labeled with all the necessary data as identity, date of preparation, concentration.

Purified water – often neglected, attention must be given to the purity Volumetric glassware – especially important for volumetric measurements, many

dilutions are made, errors can be made because of temperature, cleannes, reading, type of meniscus etc.

Balances – must be calibrated by an authorized company yearly or once in two years.

5. Record maintainance Record maintenance – integral part of the quality assurance program Sample:

• It must be a representative portion of the product; • Identity must be established by the person who obtained the sample; • Integrity must be maintained during the collection and delivery; • Must be handled and treated in such a manner that its composition does not change

during transit or storage before analysis. When the sample is assigned to analyst he is responsible for determination that the

sample is properly received as stated in records. Further analyst is responsible for an accurate and complete analysis and the preparation of written report. As in many laboratories the analysis of one sample is performed by many persons it is of utmost importance to have a record on the sample’s fate and movement, procedures, measurements and report. It is also important to have part of the sample left for judgmental analysis should something goes wrong.

Example of maintenance of analytical records - example of our control chart for Nb.

6. Sample analysis Critical control points – sample collection, sample preparation, sample analysis,

inadvertent errors, instrumentation, analyst. Sample collection – protocol – size, sampling method, container type, preservation,

shipment, storage Sampling for analysis – depends on the objective of analysis, in general – analysis of

three to five aliquots; two ways – instrumental and radiochemical Sample analysis – choice of procedures for sample preparation, choice of analytical

method

12

Inadvertent errors Instrumentation: preventive maintenance and periodic control to avoid as much as

possible pitfalls. Should be located in an appropriate room concerning temperature (temperature drift), cleanness (low background), stable electricity supply.

Corrective action: • On-the-spot – immediate action used to correct or repair malfunctioning equipment, to

correct poor technique or to respond to nonconforming data; • Long-term action – to identify and to eliminate the problem in order to improve data

quality; • Prevention – to take all measures to prevent malfunctioning of the equipment or

obtaining poor data.

7. Proficiency testing Intralaboratory quality assurance program – continuing, systematic in-house regimen

intended to assure production of analytical data of continuing high validity. Analysis of “blind” samples or analysis of one sample by few analysts.

Interlaboratory quality assurance program – participation in intercomparison runs on national and international level.Using ISO 2000 terms we can apply the PDCA methodology (Plan-Do-Check-Action) to assessment of radioecological status of former uranium mining and milling area.

Figure 1. Sampling methodology 11..PPllaann – establish the objectives and processes necessary to deliver results The objective - to evaluate radioecological status of the area, to propose measures and

techniques for restoration of polluted sectors

A

eidp

Sf

DevelopmeANSI-C998-83

The red poeach square (bis taken from tdepth (compospoint. In the Fi

Point with Point with Point with Point with Point with

Specification ofood chain;

DevelopmeDevelopmeDevelopme

0

50

100

150

200

250

V C

mg/g

ent/adoption o3 ints on the pic

blue points) samthe central poisite from the figure 1 the poinmeasured dosemeasured dosemeasured dosemeasured dosemeasured dose

of the samples

Figure 2. E

ent of referenceent of chemicalent of efficienc

Cr Mn Co Ni Cu Z

Elemen

of sampling pr

ture (Fig.1) aremples are takenints. In this wafour corner ponts have the foe rate 5000 nGye rate 4200 nGye rate 5400 nGye rate 1800 nGye rate 3800 nGy

s to be taken:

Elemental dist

e materials for l and radiochem

cy calibration s

Zn As Se Br Rb

nts

Elements dist

rocedure; Sam

e centers of a sn from depth 0ay for each squoints) and samollowing XY coy/h - 3.5; 6.5;y/h - 6.5; 6.5;y/h - 5,5; y/h - 3.5; 3.5;y/h - 6.5; 6.5.

air, water, so

tribution thro

alpha/beta/gammical procedursources for Det

Sr Y Zr Nb Mo

tribution through

mpling method

square 1x1 m. 0-5 cm. Sampluare we have s

mple from a deoordinates:

il, plants, anim

ough the food

mma spectromres for analysistectors in use;

o Ag Cd Hg Pb

food chain

dology, traceab

From the cornle from depth 4sample from 0

epth 40 cm - c

mals – to follo

chain

etry; s

CheeseMeat

Soil

CheeseMilk

Meat

13

ble to

ners of 40 cm

0-5 cm central

ow the

cs

14

Fig 22.. DDoo - impSampling f

chemical, radspectrometry, X

gure 3. Efficie

plement the profrom a chosen iochemical prX-ray fluoresc

ency calibratio

ocess region; Prepar

rocedures; Meent analysis; M

on standards f

ration of the saeasurement of

Measurements o

for gamma sp

amples for anaf the samplesof Radon

pectrometry

alysis – mechas - λ-, β- an

anical, nd γ-

15

Figure 4. INRNE area – total beta activity in aerosols 3. CChheecckk - monitor and measure processes Analysis of the results, Comparison to a reference areas - BEO Mussala, INRNE site

Figure 5. INRNE site – total beta activity in solis

16

8. Action - Actions necessary to improve the situation Proposal for remediation and recultivation measures Program for recultivation in collaboration with Forest Institute - four approaches,

varying depending on the pollution level and finances available

9. Literature [1] Standard ISO 9001- 2000 [2] Claude, Still, David, 1995. “Solid Standards for Quality Control in Radiochemical

Analysis”, Radioactivity&Radiochemistry, v.6, No 2, pp. 28-39 [3] The Environmental Behaviour of Radium, Volume 1, Technical Report Series

No. 310, IAEA, Vienna, 1990 [4] Standard ANSI-C998-83

SADRŽAJ

OSIGURANJE KVALITETA U MERENJU RADIOAKTIVNOSTI

Lidia Kinova

Institut za nuklearna istraživanje i nuklearnu energiju, Bugarska akademija nauka, Sofija, Bugarska, [email protected]

U radu su prikazani osnovni principi QA primenjeni na analitičku laboratoriju, naročito najvažnija pitanja koja se tiču upravljanja opremom i materijalima, rukovanja zapisima i analizom uzoraka.Primena principa QA je prikazana na primeru projekta za procenu radioekološkog statusa područja oko rudnika uranijuma. Plan rada je izveden primenom Deming cycle pristupa Plan-Do-Check-Act (PDCA).

17

UTICAJ DUGOGODIŠNJEG ĐUBRENJA NA RADIOAKTIVNOST ZEMLJIŠTA

Mirko GRUBIŠIĆ1, Dragi STEVANOVIĆ2, Mirjana STOJANOVIĆ1, Vedrana VULETIĆ3, Gordana PANTELIĆ3

1) ITNMS, Beograd, Srbija, E-mail: [email protected], 2) Poljoprivredni Fakultet, Zemun, Srbija, E-mail: [email protected]

3) Inst. za medicinu rada i radiološku zaštitu, Beograd, Srbija

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati kontaminiranosti smonice usled 35-godišnjeg

kontinuiranog unošenja mineralnih đubriva u monokulturi pšenice i kukuruza. Izvori kontaminenata su prirodni apatiti koji se koriste kao izvor fosfora iz kojih se nije tehnološkim procesom izvršilo izdvajanje urana i pratećih toksičnih metala. Kao kontrola izvršeno je određivanje aktivnosti radionuklida u zemljištu na oglednoj varijanti gde nije bilo đubrenja tokom izvođenja ogleda i to za obe kulture posebno. Na osnovu toga nije dat akcenat samo hroničnog zagađivanja zemljišta radionuklidima primenom mineralnih đubriva već i transport u sistemu zemljište-biljka. Na osnovu merenja aktivnosti 40K, 137Cs, 238U, 235U, 226Ra, 232Th, 212Pb utvrđene su razlike u koncentraciji aktivnosti radionuklida uranovog niza između uzoraka smonice neđubrenih i đubrenih u dužem vremenskom periodu.

1. Uvod Zemljište kao značajna i nezaobilazna karika u lancu kruženja materije i energije u

prirodi, svakodnevno je izloženo kontaminaciji, a posebno zemljišta koja se koriste u intenzivnoj poljoprivrednoj proizvodnji. Tehnološki procesi koji se danas primenjuju u proizvodnji fosfornih đubriva iz fosfatnih ruda, apatita i fosforita, ne omogućavaju izdvajanje radionuklida-posebno urana. Preko 90 % urana iz fosfatnih ruda ostaje u finalnim proizvodima-mineralnim đubrivima. U Svetu se godišnje preradi oko 135 miliona tona fosfatnih ruda, i procenjuje se da se godišnje može uneti oko 21.000 t urana u zemljištima preko mineralnih đubriva (Dangić, 1995). Na osnovu podataka da se u Srbiji godišnje na njive unese oko 1500 t veštaćkih đubriva na bazi fosfora, procenjuje se da se sa tim količinama unese u životnu sredinu oko 210 t urana, odnosno do 30 g urana po hektaru. Treba istaći da 1.000.000 tona fosforita sa prosečnim sadržajem urana od 150 ppm, koliko se prosečno nalazi u rudama, sadrži 150 t urana ili 50 Tbg radioaktivnosti (Donne, 1999, Popović et al, 2001). U raspadu celog niza 238U emituje se oko 50 intenzivnijih karakterističnih gama-linija pomoću kojih se u principu mogu dobiti podaci o aktivnostima članova niza. Analizom uzoraka iz površinskog horizonta zemljišta Morow placeva (Jones R.,1992), iz kontinualne proizvodnje kukuruza, sa i bez tretmana superfosfatima u periodu od 82 god. (1904-1985) zabeleženo je povećanje sadržaja urana u tretiranim zemljištima superfosfatima u proseku za 0.74 mg/kg ili 26 % u odnosu na netretirano zemljište.

18

2. Materijal i metode rada Uzorci beskarbonatne smonice prikupljeni su na imanju Centra za poljoprivredna i

tehnološka istraživanja u Zaječaru, Istočna Srbija, nakon 35-godišnjeg monokulturnog ogleda pod pšenicom i kukuruzom u varijanti bez i sa definisanom dozom mineralnih đubriva i to u količini od 160 kg N, 80 kg P2O5 i 80 kg K2O po ha godišnje. Iz otvorenih zemljišnih poluprofila uzeti su kontinuirano uzorci zemljišta u poremećenom-prirodnom sklopu za hemijske i radiološke analize (0-10, 10-20, 20-40 cm).

3. Rezultati i diskusija Za radioekologiju poseban interes predstavlja poznavanje fizičko-hemijskih parametara

zemljišta (kapacitet adsorpcije, sadržaj razmenljivih katjona, mineraloški i mehanički sastav, pH vrednost, sadržaj organske materije) koji utiču na migraciju radionuklida. Ispitivana smonica po mehaničkom sastavu i klasifikaciji po Wiegner-u pripada srednjim glinušama, a preovlađujuće frakcije koloidne gline (< 0.001 mm) ima preko 60 % duž celog profila. Sadržaj koloidne gline, posebno minerala iz montmorionitske grupe tj. čestica manjih od 0.001 mm ima preko 40 %. Na osnovu mehaničkog i mineraloškog sastava zemljišta smanjena je dostupnost radionuklida biljkama.

Posmatrano sa pedoekološkog aspekta razlike između kultura pšenice i kukuruza, kao i sistema đubrenja neđubreno-đubreno, u hemijskim osobinama smonice prilično su izražene pre svega u najaktivnijem delu Ah horizonta (0-20 cm) a i nešto dublje. Aktivna kiselost smonice pod kukuruzom (pH u H2O), manja je u svim oglednim varijantama (neđubreno, đubreno) i definisanim dubinskim zonama u odnosu na ogledne parcele smonice pod pšenicom. Dugogodišnje koriščenje mineralnih đubriva uticalo je da se adsorptivni kompleks promeni, pogorša, posebno u Ahp-horizontu. Visok stepen uniformnosti zasićenosti adsorbovanim bazama kakvim se karakteriše ovo zemljište (> 85 %) značajno se smanjio unošenjem mineralnih đubriva. Veća količina formirane biomase u varijantama đubrenja uticalo je da se sadržaj humusa poveća, pre svega pod kulturom pšenice sa 2.77 na 3.46 % u Ahp horizontu 0-10 cm i sa 2.59 na 3.11 % na dubini 10-20 cm. Ukupna količina mineralnih đubriva unešena u smonicu u toku 35-godišnjeg gajenja navedenih kultura iznosila je 5600 kg N, 2800 kg P2O5 i 2800 kg K2O. Stoga kao glavni antropogeni izvor unošenja urana i ostalih radionuklida kao i drugih kontaminenta u zemljište bila je primena fosfornih mineralnih đubriva. Na osnovu unete količine fosfornih đubriva i na osnovu prosečnog sadržaja urana smatra se da je u toku navedenog perioda unešeno oko 420 g uran po hektaru.

Ne ulazeći u detaljnu analizu dobijenih podataka (Tab. 1), može se zapaziti da nisu utvrđene značajnije razlike u koncentraciji aktivnosti radionuklida uranovog niza između uzoraka smonice neđubrenih i đubrenih u dužem vremenskom periodu, međutim zapaženo je blago povećanje prisustva U-238. Povećanje prisutnosti U-238 zabeleženo je u obe tretirane kulture orničnog Ahp-horizonta smonice (0-20 cm) gde je i izvršeno zaoravanje mineralnih đubriva i to za 5-6 Bq/kg pod pšenicom i 15-21 Bq/kg pod kukuruzom. Novonastale razlike u prisutnosti U-238 nastale su zbog različitosti korenovog sistema kao i njegove energije adsorpcije. Poljoprivredne kulture koje imaju plitak koren, apsorbuju više od biljaka sa dubljim korenom, koje praktično ne apsorbuju radionuklide iz površinskih slojeva. Objašnjenje ove pojave leži u činjenici da se najveći deo, oko 85%, radioaktivnih čestica zadržava u površinskom sloju do 5 cm dubine (Đurić i Popović, 1994). Navedeno

19

povećanje koncentracije aktivnosti U-238 je u granicama dozvoljenih jer su maksimalne vrednosti manje od 90 Bq/kg (Graf. 1).

Tabela 1. - Gamaspektrometrijska analiza smonice (Bq/kg)

Tret

man

Dub

ina

(cm

) 40K 137Cs 238U 235U 226Ra 232Th 212Pb

P Š E N I C A

O 0-10 542 ± 18 18.1±0.7 56 ± 15 2.5 ± 0.4 54 ± 7 56 ± 3 56 ± 3 10-20 532 ± 17 15.6±0.7 68 ± 18 2.5 ± 0.4 54 ± 7 56 ± 2 55 ± 3

1 0-10 507 ± 17 18.6±0.9 62 ± 22 2.6 ± 0.3 57 ± 7 54 ± 2 55 ± 3

10-20 535 ± 17 18.3±0.7 73 ± 19 2.9 ± 0.4 62 ± 7 57 ± 2 58 ± 4 20-40 535 ± 18 4.2 ± 0.4 62 ± 22 2.4 ± 0.4 52 ± 7 56 ± 3 57 ± 4

K U K U R U Z

O 0-10 534 ± 17 21.2±0.8 62 ± 17 2.5 ± 0.3 55 ± 6 56 ± 2 56 ± 3 10-20 532 ± 17 15.6±0.7 68 ± 18 2.5 ± 0.4 54 ± 7 56 ± 2 55 ± 3

1 0-10 557 ± 18 19.3±0.9 77 ± 18 2.9 ± 0.4 63 ± 7 58 ± 3 57 ± 4

10-20 528 ± 17 18.1±0.7 89 ± 19 2.7 ± 0.4 59 ± 7 58 ± 2 58 ± 4 20-40 502 ± 16 9.6 ± 0.5 56 ± 12 2.6 ± 0.4 57 ± 7 57 ± 2 56 ± 4

O-bez đubrenja, 1-jako đubrenje Jones Robert (1992) analizirao je uzorke površinskog sloja zemljišta (do 17 cm dubine)

sa Morow placeva, najstarijih kontinualno korišćenih agronomski eksperimentalnih placeva.

Uzorci zemljišta su bili iz kontinualne proizvodnje kukuruza sa i bez tretmana supefosfatima u periodu između 1904–1985 godine. Dobijeni rezultati pokazuju da se sadržaj urana u netretiranom zemljištu nije znatno menjao i kretao se od 2,36–3,55 mg/kg, što u proseku iznosi 3.04 mg U/kg, dok je sadržaj urana u placevima tretiranim superfosfatima bio promenljiv i kretao se od 2,85–3,16 mg/kg, što u proseku iznosi 3.78 mg U/kg. Jones zaključuje da je u periodu od 82. godine došlo do povećanja sadržaja urana u zemljištima tretiranim superfosfatima u proseku za 0.74 mg/kg ili 26% u odnosu na netretirano zemljište.

40

60

80

100

0-10 10--20 20-40Dubina (cm)

238

U (B

q/kg

)

PsenicaKukuruz

40

60

80

100

0-10 10--20 20-40Dubina (cm)

226

Ra

(Bq/

kg)

PsenicaKukuruz

500

550

0-10 10--20 20-40Dubina (cm)

(Bq/

kg) Psenica

Kukuruz

Graf – 1. Sadržaj 238U, 226Ra i 40K u smonice pod pšenicom i kukuruzom

Narušenost prirodne ravnoteže i mogućnosti njegovog naknadnog unošenja u zemljište najbolje nam prikazuje geohemijski odnos urana (238U) i radijuma (226Ra). Navedeni

20

geohemijski odnos (U/Ra) posebno je narušen pod kulturom kukuruza u odnosu neđubrena-đubrena varijanta, i to u drugoj dubinskoj zoni Ah-horizonta (10-20 cm), sa 1.259 na 1.508.

Pored toga što su radionuklidi u zemljištu čvrsto vezani, korenov sistem biljaka može da ih usvaja. Intenzitet usvajanja zavisi: od biljne vrste (osobina korenovog sistema, njegove građe, životne aktivnosti i dr.), procesa adsorpcije, desorpcije i zamene na površini zemljišnih čestica, vrste radionuklida i drugih ekoloških i unutrašnjih činilaca koji utiču na usvajanje jona od biljaka (Stojanović M., 2000).

Različit afinitet biljnih zajednica za usvajanje pojedinih hranljivih ili drugih elemenata prisutnih u zemljištu najbolje se može videti iz dinamike usvajanje radioaktivnog kalijuma-K-40. Početne, kontrolne vrednosti aktivnosti radioaktivnog kalijuma-40 bile su 532-542 Bq/kg za ornični humusno-akumulativni horizont smonice (netretirana varijanta) dok je u varijanti gde je unošeno mineralno đubrivo povećalo do maksimalnih 557 Bq/kg i to pod kukuruzom. Vrednosti aktivnosti radioaktivnog kalijuma-40 u smonici pod đubrenom varijantom pšenice sa dubinom rastu od 507 Bq/kg (0-10 cm) na 535 Bq/kg (20-40 cm), dok pod kulturom kukuruzom vrednosti sa dubinom opadaju sa 552 na 507 Bq/kg (Graf. 1). Kultura kukuruza sa svojim korenovim sistemom, koji se prostire u nešto dubljim slojevima od pšenice pokazala je veći afinitet za usvajanje radionuklida kalijuma.

4. Zaključci Kontinuiranom 35-godišnjom upotrebom mineralnih đubriva došlo je do povećanja

prisutnosti radionuklida u orničnom Ahp-horizontu zemljišta posebno na oglednim parcelama pod kukuruzom. Sadržaj 238-U u neđubrenim varijantama Ahp-horizonta smonice kreće se od 56-68 Bq/kg dok je u đubrenim varijantama prisutno povećanje i to za 5-6 Bq/kg pod pšenicom i 15-21 Bq/kg pod kukuruzom.

5. Literatura [1] Dangić A. (1995): Geohemijski procesi u prirodi i radionuklidi. Jonizujuća zračenja u

prirodi (monografija), JDZZ, pp 41-56, Beograd. [2] Donne J.(1999): The DU Case, www.mitohproj.org [3] Popović D., Đurić G., Todorović D. (2001): Posible impacts of Depleted uranium (DO)

Akumulation on health and Environmental, Danubius no 1-2. [4] Jones L.R. (1992): Uranium and phosphorous contents in morrow plot soil over 82

years, Commun.Soil Sci. Plant Anal,23: 67-73 [5] Đurić G. i Popović D. (1994): Radioaktivno zagađenje biljaka, Ecologica, I, 19-23. [6] Stojanović Mirjana (1995): Utvrđivanje zavisnosti između sadržaja fosfora i urana u

različitim zemljištima Srbije, Doktorska disertacija.

21

ABSTRACT

INFLUENCE OF THE LONG-TERM FERTILIZING ON RADIOACTIVITY SOILS

Mirko GRUBISIC1, Dragi STEVANOVIC2, Mirjana STOJANOVIC1, Vedrana VULETIC3, Gordana PANTELIC3

1) ITNMS, Belgrade, Serbia, E-mail: [email protected], 2) Faculty of Agriculture, Zemun, Serbia, E-mail: [email protected]

3) Institute of Occupational and Radiological Health, Belgrade, Serbia

Researching in this work need to give the answer in which degree application the mineral fertilizers, especially phosphate, contribute to the contamination of a soil because of long-term continually fertilizing (35 years) and differences of adopting from the corn culture and wheat nursing in monoculture. Like control, it is made measuring activity of radionucleides of a soil on experimental variety where wasnt fertilizing during the making the experiment, separately for both cultures. Based on that it is given accent only on hronic contamination of a soil by radionucleides by application mineral fertilizers at once and transport in the sistem of soil of different biocenosys. Based on measuring activity 40K, 137Cs, 238U, 235U, 226Ra, 232Th, 212Pb it is fortified differences in concentration of the activity of radionucleides of uranium row between the samples of smonica, fertilized and non-fertilized in the longer period.

23

ПРАЋЕЊЕ АКТИВНОСТИ 137CS И 90SR У ЗЕМЉИШТУ

НА ТЕРИТИРИЈИ БЕOГРАДА ОД 2003. ДО 2006. ГОДИНЕ

Маја ЕРЕМИЋ-САВКОВИЋ, Ведрана ВУЛЕТИЋ, Гордана ПАНТЕЛИЋ, Љиљана ЈАВОРИНА, Ирена ТАНАСКОВИЋ

Институт за медицину рада и радиолошку заштиту, Беград, Србија, Email: [email protected]

САДРЖАЈ У раду је приказано мерење активности 137Cs и 90Sr од 2003. до 2006.године у

необрадивом и обрадивом земљишту града Београда, на локацијама предвиђеним мониторинг програмом који спроводи одељење Радиоекологије Института за медицину рада и радиолошку заштиту у Београду. [1,2] Циљ ове контроле је мерење активности ових токсичних радионуклида, као и праћење њихове миграција кроз слојеве земљишта које је основна средина за даљу миграцију наведених радиониклида у биљке. За мерење активности 137Cs коришћена је гамаспектрометријска метода, док се активност 90Sr одређивала радиохемијском методом, а затим су узорци мерени на алфа-бета бројачу.

Приказани резултати активности 137Cs указују нам на тренд сталног опадања у горњим слојевима обрадивог земљишта, као последица његовог растварања и транспорта у ниже слојеве. Слично закључујемо и о миграцији 90Sr, где су максималне активности за период 2003.-2006. година нађене управо у најдубљим слојевима обрадивог земљита.

1. Увод Загађeњe биосфере радионуклидима у највећој мери су допринеле атмосферске

нуклеарне експлозије. Значајан део фисионих продуката доспео је у стратосферу где се транспортује на велике удаљености. Таложење радионуклида из стратосфере представља значајан извор глобалне контаминације земљишта. Најважнији радинуклиди из овог извора су 137Cs и 90Sr.

Радиоактивни изотоп 137Cs доспео је у животну средину путем падавина, након нуклеарних проба шездесетих година и након нуклеарног акцидента у Чернобиљу 1986. године. Хемијска сличност са калијумом, објашњава високу покретљивост цезијума у биолошким системима. Због дугог времена полураспада 137Cs (30 година) прати се његова активност у свим узорцима животне срeдине.[3]

Стронцијум је земноалкални метал чија је распрострањеност 0.008% од целокупног броја атома у земљиној кори.Са открићем фисије и након првих нуклеарних експеримената (1945), стронцијум се појављује у животној средини у једној новој форми, као радиоактивни изотоп 90Sr. 90Sr формира се у процесу фисије из језгара тешких елемената 235U, 239Pu, 233U, 232Th и 238U.[4]

Радиониклиди на површину Земље доспевају првенствено у виду чврстих честица или са падавинама у раствореном или нерастворном стању. Радионуклиди који на површину Земље доспевају у виду чврстих честица механички се задржавају на њеној површини. Они који су растворени у падавинама процесом филтрације улазе у земљиште и највећим делом се вежу у површинском слоју. Радинуклиди 137Cs и 90Sr доспевају на земљу у облику растворљивом у води. Након контаминације земљине

24

површине, утврђено је да се укупне количине 90Sr у слоју земљишта 0-5cm вежу од 70 до 93% (у просеку 85%), од 5-10cm 12%, а од 10-25cm 3%. Ови подаци нам говоре да се 90Sr у горњим слојевима земљишта брзо везује и да вероватно не подлеже значајнијем испирању.

137Cs се разменом јона везује у површинском слоју земљишта слично 90Sr. На основу резултата многобројних истраживања може се закључити да миграција

радионуклида у земљишту зависи од бројних еколошких чинилаца, посебно особина земљишта као што су: физичко-хемијска својства (садржај органске материје, особине адсорптивног комплекса, вредност pH, минеролошког састава и др.), структура (механички састав, порозност), водни режим (садржај воде, ниво подземне воде), агротехничке мере (обрада, ђубрење), и сл.. .[5]

2. Метода мерења Испитивање активности узорака земљишта на територији града Београда врши се

на следећим локацијама: Дунавац, Јабучки рит, Зелено брдо, Лазаревац и Обреновац. Узорци земљишта се

прикупљају у слојевима од 0-5cm, 5-10cm, 10-15cm, код необрадивог земљишта и 0-10cm, 10-20cm, 20-30cm код обрадивог земљишта.

Периоди прикупљања су пролеће и јесен. Прикупљени узорци земљишта се чисте од биљног материјала и камења. Суше се на температури 1050-1100С до константне тежине 24-48 сати. Након тога узорци се мељу, просејавају и преносе у посуду за ме-рење. За гамаспектрометријско мерење на овај начин припремљен узорак, ставља се у маринели посуду, херметички затвара и наредних 30 дана узорак је у равнотежи неопходној за процену активност 238U и 226Ra. Гамаспектрометријском методом мери се активност 137Cs на основу његове гама линије на 661.66keV. Гамаспектрометријска мерења врше се на чистом германијумском детектору фирме EG&G ″ORTEC″, који је повезан са вишеканалним анализатором (8192 канала) истог произвођача и са истом одговарајућом рачунарском опремом. Енергетска калибрација, као и калибрација ефикасности детектора обавља се помоћу радиоактивног стандарда фирме Amersham. Време мерења једног узорка је 60000 s до 100000 s, а основно зрачење се мери 250000 s.

Радиохемијска метода одвајања 90Sr заснива се на оксалатном издвајању Ca и Sr, жарењу до оксида и коришчењу алуминијума као повлачивач за 90Y . Равнотежа се успоставља за 18 дана, након чега се 90Y издваја на повлачивачу Al(OH)3 , који се затим жари до оксида. Овако припремљен узорак мери се на аутоматском алфа-бета бројачу са ниским фоном PIC-WPC-9550. Релативна грешка припреме узорка и мерења је ± 10%.

3. Резултати и дискусија Табеларно су приказане средње годишње вредности 137Cs за сваку годину у

необрадивом земљишту (табела 1.) и обрадивом земљишту (табела 2.). Узорци земљишта су рангирани и по дубинама са којих се узимају.

У необрадивом земљишту (табела 1.) активност 137Cs не разликује се битно по дубинама (0-5cm, 5-10cm, 10-15cm) на истим локацијама у једној години мерења. Упоредивши активности у периоду 2003.-2006. година на истој локацији, можемо закључити да нема знатних одступања. Ово објашњавамо врло спором миграцијом

25

овог радиониклида по слојевима земљишта. На локацијама Зелено брдо и Лазаревац измерене су активности које су од пет до десет пута веће од неког просека активности са других локација (Дунавца, Јабучког Рита и Обреновца). Тако повећане активности 137Cs последица су стратосферских спирања, депонованих преко падавина на земљиште.

Табела 1. Специфичне активности 137Cs у необрадивом земљишту на територији Београда у периоду 2003.-2006.година

Дубина Локација Година 2003 2004 2005 2006

0

-5cm

Дунавац 11.2 ± 0.5 11.3 ± 0.6 13.4 ± 0.6 5.7 ± 0.4 Јабучки Рит 10.6 ± 0.6 12.0 ± 0.5 6.2 ± 0.4 6.8 ± 0.4 Зелено брдо 44.3 ± 1.3 48.5 ± 2.0 89.7 ± 2.5 71.9 ± 2.3 Лазаревац 107 ± 3.0 53.6 ± 2.0 38.6 ± 1.4 44.0 ± 1.5 Обреновац 23 ± 1.0 15.9 ± 0.7 40.2 ± 1.6 34.3 ± 1.4

5

-10c

m

Дунавац 13.3 ± 0.6 13.8 ± 0.6 12.5 ± 0.5 4.7 ± 0.4 Јабучки Рит 10.4 ± 0.5 11.0 ± 0.6 8.0 ± 0.6 29.1 ± 1.0 Зелено брдо 50.5 ± 1.5 49.0 ± 1.8 60.9 ± 2.3 61.7 ± 2.2 Лазаревац 97.1 ± 3.0 57.0 ± 1.9 39.2 ± 1.5 47.0 ± 1.8 Обрeновац 20.2 ± 1.0 17.4 ± 0.7 34.8 ± 1.2 39.2 ± 1.6

10-

15cm


Слична констатација о активности 137Cs од 2003. до 2006. године може се навести

и за обрадиво земљиште на територији града Београда приказано у табели 2. Активност 137Cs у Лазаревцу је неколико пута већа него на другим локацијама. На локацији Зелено брдо, активност 137Cs је од 2004. године више пута повећана. Узрок повећане активности објашњавамо променом места узорковања. Локација Зелено брдо је прилично насељена и неприступачна за обрађивање.

26

Табела 2. Специфичне активности 137Cs у обрадивом земљишту на територији Београда у периоду 2003.-2006.година

Дубина Локација Година 2003 2004 2005 2006

0-10

cm Дунавац 8.5 ± 0.5 7.2 ± 0.4 8.4 ± 0.5 6.5 ± 0.4

Јабучки Рит 7.5 ± 0.5 8.2 ± 0.5 5.9 ± 0.5 5.2 ± 0.4 Зелено брдо 5.6 ± 0.4 49.2 ± 1.9 56.2 ± 0.5 37.6 ± 1.3 Лазаревац 74.0 ± 3.0 71.3 ± 2.1 49.4 ± 1.9 30.0 ± 1.6 Обреновац 25.0 ± 1.5 48.3 ± 1.5 58.1 ± 1.5 35.9 ± 1.5

10-2

0cm


2

0-30

cm Дунавац 8.4 ± 0.4 6.9 ± 0.4 9.4 ± 0.5 6.5 ± 0.5

Јабучки Рит 7.9 ± 0.5 7.3 ± 0.4 6.2 ± 0.5 4.9 ± 0.4 Зелено брдо 5.0 ± 0.4 45.9 ± 1.4 52.1 ± 0.4 39.2 ± 1.3 Лазаревац 81.2 ± 2.4 76.3 ± 2.9 42.1 ± 1.8 21.8 ± 0.9 Обрeновац 25.5 ± 1.3 51.0 ± 1.5 35.9 ± 1.5 36.7 ± 1.2

Специфична активност 90Sr дата је на графику 1 за необрадиво и графику 2 за

обрадиво земљиште. Резултати су дати за одређене локације на територији Београда, у средњим годишњим активностима (период 2003.-2006.година), а по дубинама са којих се узорковало.

График 1: Специфичне активности 90Sr ( средње годишње вредности од 2003.до 2006. године) у необрадивом земљишту на територији Београда

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Активност

(Bq/

kg)

Дунавац Јабучки рит Зелено брдо Лазаревац Обреновац

0-5цм 5-10цм 10-15цм

27

Максимална активност 90Sr у необрадивом земљишту забележена је на Зеленом брду и то на дубини од 10-15cm. У обрадивом земљишту (график 2), максимална активност 90Sr измерена је на локацији Обреновца на дубини од 20-30cm. Према приказаним резултатима можемо закључити да је 90Sr мигрирао у дубље слојеве, нарочито у обрадивом земљишту које подлеже честим годишњим мешањем слојева.

График 2: Специфичне активности 90Sr ( средње годишње вредности од 2003.до 2006. године) у обрадивом земљишту на територији Београда

ЗАКЉУЧАК Спровођењем мониторинг програма земљишта на територији града Београда на

локацијама Дунавац, Јабучки рит, Зелено брдо, Лазаревац и Обреновац континуирано се прати активност вештачких радионуклида 137Cs и 90Sr. У периоду од 2003. до 2006.године у необрадивом и обрадивом земљишту предходно наведених локација уочен је тренд сталног опадања активности ових радионуклида, и истовремено његова врло спора миграција ка дубљим слојевима земљишта нарочито забележених у обрадивом земљишту. У свим узорцима земљишта праћена је и активност природних радионуклида, а у складу са мониториг програмом и законским прописима који се спроводи у нашој земљи.

4. Литература [1] Radionuclide transformations" ICRP Publication 38, Oxford, 1983 [2] "Правилник о границама радиоактивне контаминације животне средине и о

начину спровођења деконтаминације" Сл. Лист СРЈ бр.9, 1999. [3] Пантелић Г, Еремић-Савковић М, Вулетић В. Испитивање земљишта у оквиру

програма мониторинга радиоактивности животне средине у Србији. Контаминација земљишта Србије радионуклеидима и могућност њихове ремедијације, монографија, уредник/едитор др Мирјана Стојановић, ИТНМС, Београд, 2006, 141-164

[4] Брновић Р., Стронцијум 90 у животној средини, магистарски рад, 1972.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Активност

(Bq/

kg)

Дунавац Јабучки рит Зелено брдо Лазаревац Обреновац

0-10цм 10-20цм 20-30цм

28

[5] П.Секулић, Р.Кастори, В.Хаџић. Заштита земљишта од деградације, Нови Сад, 2003, 179-182

ABSTRACT:

SPECIFIC ACTIVITY 137Cs AND 90Sr IN BELGRADE SOIL FOR PERIOD 2003.-2006.

Maja EREMIC-SAVKOVIC, Vedrana VULETIC, Gordana PANTELIC, Ljiljana JAVORINA. Irena TANSKOVIC

Institute for Occupational and Radiological Health, Deligradska 29, Belgrade Email: [email protected]

This paper presents results of radioactivity control 137Cs and 90Sr in the soil

(uncultivated and cultivated) during the period 2003.-2006. in Belgrade. Samples were collected from these locations: Dunavac, Jabucki rit, Zeleno brdo, Lazarevac and Obrenovac. 137Cs activity was determined by gamma-spectromety measurements using HP Ge detector (ORTEC). 90Sr was determined after radiochemistry separations, using αβ proportional counter. The activity of 137Cs keeps on being lower in the upper layers of cultivated soil, that is the result of its decay and transport to deeper layers. The similar conclusion is for 90Sr migration. In a period 2003.-2006. maximum activity for 90Sr we found in deeper layer of cultivated soil.

29

RADIOAKTIVNOST ZEMLJIŠTA SEVEROZAPADNOG DELA STARE PLANINE

Milan MOMČILOVIĆ i Snežana DRAGOVIĆ Institut za primenu nuklearne energije - INEP, Banatska 31b, 11080 Beograd, Srbija,

[email protected]

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati merenja specifične aktivnosti 238U, 232Th, 40K i 137Cs u

uzorcima zemljišta sakupljenih sa severozapadnog dela Stare planine tokom 2006. godine. Specifične aktivnosti su varirale od 15,1 do 34,0 Bq/kg za 238U, od 16,8 do 44,6 Bq/kg za 232Th, od 358 do 765 Bq/kg za 40K i od 3,89 do 58,7 Bq/kg za 137Cs. Široki opsezi specifičnih aktivnosti su posledica raznovrsnosti geoloških i ekoloških karakteristika ispitivanog prostora.

1. Uvod Od primordijarnih radionuklida prisutnih u zemljištu, najveći doprinos ukupnoj

aktivnosti daju članovi radioaktivnih nizova urana (238U) i torijuma (232Th) i radioaktivni izotop kalijuma (40K) [1]. Od početka nuklearne ere do danas, čovek je svojim delovanjem doveo do oslobađanja izvesne količine antropogenih radionuklida u biosferu, od čega se jedan deo zadržao u zemljištu. Među antropogenim radionuklidima najznačajniji je 137Cs, kako zbog relativno dugog fizičkog vremena poluraspada (30 godina), tako i zbog fiziološke aktivnosti slične kalijumu.

Stara planina (Balkan) predstavlja deo Karpatsko-balkanskog planinskog luka. U Srbiji se nalazi samo njegov manji, zapadni deo. Stara planina zauzima krajnji istok naše zemlje; uokvirena je na severu Zaječarskom kotlinom, sa zapada Timokom, sa jugozapada i juga dolinom Nišave i sa istoka granicom sa Bugarskom. U pravcu sever - jug pruža se skoro 100 km, dok je maksimalna širina u pravcu istok - zapad do 30 km [2].

Stara planina se odlikuje velikom raznovrsnošću geološke podloge, kao i oblastima u kojima se javlja mineralizacija urana, pa otuda i povećan interes za njenim proučavanjem [3]. U ovom radu su prikazani rezultati merenja specifične aktivnosti radionuklida 238U, 232Th, 40K i 137Cs u uzorcima zemljišta sakupljenih sa severozapadnog dela Stare planine.

2. Materijal i metode Uzorci neobradivog zemljišta su sakupljeni sa 36 lokacija u severnom delu Stare planine

tokom 2006. godine. Zemljište je uzorkovano do dubine od 10 cm. Nakon sušenja i homogenizacije, uzorci su hermetički zatvarani u Marineli posudama zapremine 500 mL i mereni posle četiri nedelje koliko je potrebno za uspostavljanje radioaktivne ravnoteže među članovima niza.

Uzorci su analizirani gamaspektrometrijskom metodom na poluprovodničkom HPGe detektoru ORTEC-AMETEK, relativne efikasnosti 34% i rezolucije 1,72 keV za 60Co na 1,33 MeV. Vreme merenja je iznosilo 60 ks, a masa uzoraka oko 0,5 kg. Aktivnost 238U određivana je na osnovu linija 214Bi na energijama od 609,3; 1120,3 i 1764,5 keV, a aktivnost 232Th na osnovu linija 228Ac na energijama od 338,4; 911,1 i 968,9 keV. Aktivnosti 40K i 137Cs su određivane na osnovu njihovih linija na 1460,8 i 661,7 keV, respektivno. Za analizu spektara korišćen je softverski paket Gamma Vision 32 [4]. Dobijeni rezultati su statistički obrađeni korišćenjem softverskog paketa SPSS 10.0 for Windows [5].

30

3. Rezultati i diskusija Specifične aktivnosti 238U, 232Th, 40K i 137Cs su prikazane u tabeli 1.

Tabela 1. Specifične aktivnosti 238U, 232Th, 40K i 137Cs u uzorcima zemljišta sakupljenih sa severozapadnog dela Stare planine 2006. godine

Redni broj uzorka

Specifična aktivnost (Bq/kg) 238U 232Th 40K 137Cs

1 63,9 ± 2,1 30,7 ± 1,2 578 ± 18 30,0 ± 0,9 2 49,9 ± 1,7 23,3 ± 0,9 544 ± 17 23,6 ± 0,8 3 34,0 ± 1,2 25,5 ± 1,0 666 ± 20 15,4 ± 0,5 4 19,8 ± 0,9 40,9 ± 1,5 616 ± 19 11,6 ± 0,4 5 17,5 ± 0,7 22,1 ± 0,9 548 ± 18 6,35 ± 0,22 6 15,1 ± 0,7 16,8 ± 0,8 603 ± 18 13,3 ± 0,5 7 15,8 ± 0,7 28,5 ± 1,1 484 ± 15 12,7 ± 0,4 8 16,8 ± 0,7 29,4 ± 1,1 503 ± 16 11,1 ± 0,4 9 15,4 ± 0,7 27,2 ± 1,1 479 ± 15 14,4 ± 0,5

10 23,2 ± 0,9 32,4 ± 1,2 445 ± 14 31,9 ± 1,0 11 23,8 ± 0,9 33,3 ± 1,3 418 ± 13 40,9 ± 1,3 12 22,8 ± 0,9 28,9 ± 1,1 392 ± 12 30,2 ± 0,9 13 29,0 ± 1,0 40,6 ± 1,4 611 ± 19 16,0 ± 0,5 14 29,6 ± 1,1 44,6 ± 1,5 694 ± 21 15,7 ± 0,5 15 26,4 ± 1,0 30,1 ± 1,1 468 ± 14 22,7 ± 0,7 16 31,0 ± 1,1 33,7 ± 1,3 510 ± 16 35,3 ± 1,1 17 27,3 ± 1,0 29,8 ± 1,1 460 ± 14 24,2 ± 0,8 18 22,0 ± 0,9 30,4 ± 1,2 765 ± 23 21,3 ± 0,7 19 21,2 ± 0,9 30,0 ± 1,2 737 ± 22 22,9 ± 0,7 20 23,9 ± 1,0 32,5 ± 1,4 725 ± 22 25,8 ± 0,9 21 18,8 ± 0,8 26,5 ± 1,0 358 ± 11 24,4 ± 0,8 22 18,9 ± 1,7 25,2 ± 1,0 398 ± 13 7,39 ± 0,26 23 15,8 ± 0,7 22,8 ± 0,9 411 ± 13 11,8 ± 0,4 24 22,4 ± 0,8 24,9 ± 1,0 575 ± 18 7,90 ± 0,26 25 21,8 ± 0,8 24,1 ± 0,9 569 ± 17 9,20 ± 0,30 26 18,7 ± 0,8 20,7 ± 0,8 525 ± 16 3,89 ± 0,15 27 33,1 ± 1,2 27,7 ± 1,1 360 ± 12 27,5 ± 0,9 28 27,2 ± 1,0 40,2 ± 1,4 554 ± 17 49,4 ± 1,5 29 28,0 ± 1,1 39,3 ± 1,4 609 ± 19 32,1 ± 1,0 30 26,9 ± 1,0 41,4 ± 1,5 595 ± 18 24,7 ± 0,8 31 22,2 ± 0,9 30,0 ± 1,1 603 ± 18 58,7 ± 1,8 32 27,1 ± 1,0 30,6 ± 1,1 522 ± 16 17,1 ± 0,6 33 26,7 ± 1,0 28,7 ± 1,1 533 ± 16 36,8 ± 1,1 34 15,9 ± 0,7 18,0 ± 0,8 653 ± 20 21,5 ± 0,7 35 15,6 ± 0,7 19,5 ± 0,8 701 ± 21 21,8 ± 0,7 36 17,8 ± 0,7 21,3 ± 0,9 666 ± 20 20,6 ± 0,7

31

Deskriptivna statistika data je u tabeli 2. Iz statistike su isključeni rezultati dobijeni za

uzorke 1 i 2, s obzirom da vrednosti specifičnih aktivnosti 238U kod ovih uzoraka značajno odstupaju od vrednosti dobijenih za ostale uzorke.

Specifične aktivnosti prirodnih radionuklida varirale su u opsegu od 15,1 do 34,0 Bq/kg za 238U, od 16,8 do 44,6 Bq/kg za 232Th i od 358 do 765 Bq/kg za 40K. Dosta široki opsezi specifičnih aktivnosti su posledica raznovrsnosti geološke podloge i tipova zemljišta koji se javljaju u ovom delu Stare planine. Geologija ispitivanog prostora se karakteriše granitoidnim masivima između kojih se prostiru različite vrste sedimenata [3]. Izračunate srednje vrednosti su 22,7 Bq/kg za 238U; 29,3 Bq/kg za 232Th i 552 Bq/kg za 40K.

Tabela 2. Deskriptivna statistika specifičnih aktivnosti 238U, 232Th, 40K i 137Cs u analiziranim uzorcima zemljišta

Parametar Specifična aktivnost (Bq/kg) 238U 232Th 40K 137Cs

Opseg 18,9 27,8 407 54,8 Minimum 15,1 16,8 358 3,89 Maksimum 34,0 44,6 765 58,7 Srednja vrednost 22,7 29,3 552 22,0 Standardna

devijacija 5,44 7,02 112 12,3

Medijana 22,3 29,2 551 21,4 Mod 15,8 30,0 603 3,89 Koeficijent

asimetrije 0,305 0,386 0,044 1,058

Koeficijent zaobljenosti

-0,888

-0,295

-0,827

1,340

Raspodela normalna

normalna

normalna

normalna

Svetski prosek specifičnih aktivnosti analiziranih radionuklida objavljen od strane

UNSCEAR (2000) iznosi 35, 30 i 400 Bq/kg za 238U, 232Th i 40K, respektivno [1]. Specifična aktivnost 238U analiziranih zemljišta niža je od svetskog proseka, specifična aktivnost 232Th je na nivou svetskog proseka, a specifična aktivnost 40K značajno iznad svetskog proseka. Trebalo bi imati u vidu da se ovde radi o preliminarnom istraživanju i da će pouzdanija procena radijacionog rizika biti moguća tek posle obimnijih istraživanja ovog prostora, koja su u toku. U dostupnoj literaturi nisu pronađeni podaci o sadržaju 238U, 232Th i 40K u zemljištu ovog dela Stare planine [3, 6].

Antropogeni radionuklid 137Cs deponovan je u zemljištu Stare planine prvenstveno usled padavina nakon akcidenta u nuklearnoj elektrani u Černobilju, 26. aprila 1986. U analiziranim uzorcima zemljišta specifična aktivnost 137Cs je varirala u opsegu između 3,89 i 58,7 Bq/kg, sa srednjom vrednošću od 22,0 Bq/kg. U šumskim zemljištima bugarskog dela Stare planine, prema merenjima iz 2005. godine, specifična aktivnost 137Cs se kretala u opsegu između 11 i 2543 Bq/kg [7]. Usvajanje i migracija 137Cs u zemljištu u velikoj meri zavisi od fizičkohemijskih karakteristika samog zemljišta, kao i od tipa vegetacije [8]. Širok

32

opseg izmerenih specifičnih aktivnosti je posledica varijabilnosti navedenih parametara u zemljištima ispitivanog prostora.

4. Literatura [1] United Nations Scientific Commitee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR).

Sources and effects of ionizing radiation. Report to General Assembly, with Scientific Annexes, New York, 2000, United Nations.

[2] M. Dimitrijević. Geologija Jugoslavije, Beograd, 1995, Geoinstitut. [3] J. Kovačević. Metalogenija rejona Stare planine, doktorska disertacija, Beograd, 2006,

Rudarsko-geološki fakultet. [4] Gamma Vision 32, Gamma-Ray Spectrum Analysis and MCA Emulation, Version 5.3,

Oak Ridge, 2001, ORTEC. [5] SPSS 10.0 for Windows, . [6] D. Todorović, M. Radenković, D. Popović, S. Ivanov, G. Djurić. Contents of

radionuclides in the region of Stara Planina. In: M. Todorović, D. Veselinović, eds. Proc. IV Yugoslav Symposium Chemistry and Environment, pp. 431-433, Zrenjanin, 23-26 September 2001. The Serbian Chemical Society.

[7] M. Zhiyanski, J. Bech, M. Sokolovska, E. Lucot, J. Bech, P.-M. Badot. Cs-137 distribution in forest floor and surface soil layers from two mountainous regions in Bulgaria. J. Geochem. Explor. (2007), doi: 10.1016/j.gexplo.2007.04.010.

[8] P.L. Nimis. Radiocesium in plants of forest ecosystems. Studia Geobot. 15 (1996) 3-49.

ABSTRACT

RADIOACTIVITY OF SOILS FROM NORTH-WEST SIDE OF STARA PLANINA MOUNTAIN

Milan MOMČILOVIĆ and Snežana DRAGOVIĆ Institute for Application of Nuclear Energy - INEP, Banatska 31b, 11080 Belgrade,

Serbia, [email protected] In this paper specific activities of 238U, 232Th, 40K and 137Cs in soil samples

collected from north-west side of Stara planina in 2006 are presented. Specific activities varied between 15.1 and 34.0 Bq/kg for 238U; 16.8 and 44.6 Bq/kg for 232Th; 358 and 765 Bq/kg for 40K and 3.89 and 58.7 Bq/kg for 137Cs. The wide ranges of specific activities are influenced by a variety of geological and ecological features of the investigated area.

33

PROCENA RADIJACIONOG OPTEREĆENJA MAHOVINA BEOGRADA I OKOLINE

Ana ČUČULOVIĆ, Milan MOMČILOVIĆ i Snežana DRAGOVIĆ Institut za primenu nuklearne energije - INEP, Banatska 31b, 11080 Beograd, Srbija,

[email protected]

SADRŽAJ U radu je prikazana jačina apsorbovane doze 137Cs černobiljskog porekla kao mera

radijacionog opterećenja mahovina sakupljenih na teritoriji grada Beograda i njegove okoline. Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim 2001. i 2002. godine varirala je od 5,17x10-2 mGy/god do 175x10-2 mGy/god, a u mahovinama sakupljenim 2007. godine od 5,26x10-2 mGy/god do 46,3x10-2 mGy/god. Radijaciono opterećenje ovih vrsta je ispod nivoa koji izaziva promene u reproduktivnom ciklusu biljaka.

1. Uvod Radionuklidi, prirodni i proizvedeni, procesima migracije, nakupljanja i eliminacije,

dospevaju u zemljište i vodu, a preko njih u namirnice biljnog i životinjskog porekla i doprinose ukupnom radijacionom opterećenju ljudi. Akcidentom u Černobilju (1986. godine) iz oštećenog reaktora u životnu sredinu su ispuštene značajne koncentracije fisionih produkata [1]. Emitovan je i radioaktivni cezijum (137Cs), jedan od potencijalno najopasnijih radionuklida za organizme, koji ima dugo vremena poluraspada (30,2 godine) i pokazuje visok stepen hemijske i ekofiziološke sličnosti sa kalijumom [2].

Organizmi koji se koriste u monitoringu životne sredine moraju biti tolerantni prema zagađujućim supstancijama (radionuklidi, pesticidi, teški metali) i raspoloživi u bilo kojoj sezoni. Usvajanje kontaminanata od strane organizama mora biti nezavisno od lokalnih uslova i na njihovo usvajanje ne bi trebalo da utiču regulišući biološki mehanizmi, antagonistički ili sinergistički efekti. Kao bioindikatori ili biomonitori koriste se lišajevi, mahovine, paprat, trava, kora drveta, iglice bora, s obzirom na to da koncentracije zagađujućih supstancija u tkivima navedenih organizama daju informacije o stepenu zagađenja ekosistema koji naseljavaju [3]. U brojnim studijama ukazano je na prednosti korišćenja mahovina u odnosu na ostale vrste, zbog velike moći akumulacije zagađujućih supstancija bez oštećenja organizma ili poremećaja u reproduktivnom ciklusu [4, 5].

U cilju zaštite ekosistema, odnosno populacije iz životne sredine jedne oblasti, neophodna je procena individualnog nivoa kontaminacije vrsta koje čine ekosistem. U ovom radu je, na osnovu jačine apsorbovane doze 137Cs, izvršena procena radijacionog opterećenja mahovina sakupljenih na teritoriji grada Beograda i njegove okoline, 15 odnosno 21 godinu posle černobiljskog akcidenta.

2. Materijal i metode Uzorci mahovina su sakupljeni 2001., 2002. i 2007. godine na teritoriji grada Beograda

i njegove okoline. Aktivnost 137Cs je određena gamaspektrometrijskom metodom. Merenja su vršena na NaI detektoru efikasnosti 8,7% i rezolucije 6,7% za 137Cs na 661,6 keV i HPGe detektoru efikasnosti 34% i rezolucije 1,72 keV za 60Co na 1,3 MeV. Jačina apsorbovane doza izračunata je na osnovu izmerenih specifičnih aktivnosti 137Cs [6], uz pretpostavku da su sve emitovane čestice (gama i beta) apsorbovane u tkivu koje je akumuliralo cezijum.

34

3. Rezultati i diskusija Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim na teritoriji grada Beograda i

njegove okoline 2001. i 2002. godine prikazane su u tabeli 1.

Tabela 1. Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim na teritoriji grada Beograda i njegove okoline 2001. i 2002. godine

Vrsta mahovine Lokalitet Jačina aps. doze (10-2 mGy/god) Eurhynchium hians (Hedw.) Sande Lac Grocka 17,1

Leskea polycarpa Hedw. Avala (podnožje) 30,9

Orthotrichum disphanum Brid. Banjica 23,4 Tortula muralis Hedw. Zemun 17,2

Grimmia pulvinata (Hedw.) Sm Batajnica 32,3 Hypnum cupressioforme Hedw. Kosmaj (vrh) 51,6

Bryum elegans Necs ex Brid. Avala (vrh) 175 Hypnum fertile Sendtn. Košutnjak 38,8

Brachythecium populeum (Hedw.) B.S.&G.

Ada Ciganlija 34,7

Hypnum cupressioforme Hedw. Avala 47,6 Bryum capillare Hedw. Vrh Kosmaja 15,5

Orthotrichum disphanum Brid. Banjica 21,8 Plagiomnium undulatum (Hedw.) T.

Kop. Kosmaj 48,1

Homalothecium lutescens (Hedw.) Robins. Kosmaj 33,8

Ceratodon purpureus (Hedw.) Brid. Zemun 26,3 Amblystegium serpens (Hedw.)

B.S.&G. Zemun 11,1

Callicladium haldanianum (Grew.) Crum. Vinča 5,17

Homalothecium sericeum (Hedw.) B.S.&G. Rakovica 27,9

Pylaisia polyantha (Hedw.) Schimp. Topčider 123 Brachitechium rutabulum (Hedw.)

B.S.&G. Zvezdara 135

Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim 2001 i 2002. godine

varirala je od 5,17x10-2 mGy/god (Vinča) do 175x10-2 mGy/god (vrh Avale). Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim 2007. godine varirala je od

5,26x10-2 mGy/god (Botanička bašta) do 46,3x10-2 mGy/god (Miljakovačka šuma) (tabela 2). Ilustracije radi navodimo podatak da je u lišajevima sa područja bivše Jugoslavije u II polovini 1986. i početkom 1987. godine izračunata srednja vrednost jačine apsorbovane doze bila 20 mGy/god, odnosno 39 mGy/god [7].

35

Tabela 2. Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim na teritoriji grada Beograda i njegove okoline 2007. godine

Vrsta mahovine Lokalitet Jačina aps. doze (10-2 mGy/god) Eurhynchium praelongum Botanička bašta 5,26 Hypnum cupressioforme Miljakovačka šuma 46,3

Eurhynchium praelongum Bežanijska kosa 6,51 Brachythecium Zemun 10,0

Eurhynchium praelongum Zvezdara 8,38 Brachythecium Hajd park 7,62

Ceratodon purpureus Zemun 5,91 Brachythecium Zemun 9,00

Eurhynchium praelongum Rakovica 4,92 Eurhynchium praelongum Vinča 8,04 Eurhynchium praelongum Zemunski park 12,1

Bryum capillare Savski kej (blok 70) 8,58 Brachythecium Košutnjak 5,71

Varijabilnost jačine apsorbovane doze ukazuje na različit stepen radijacionog

opterećenja mahovina analiziranih u ovom radu. Uočena je zavisnost stepena akumulacije 137Cs od vrste mahovina, mesta i podloge nalaženja i nadmorske visine. Iako neke vrste mahovina akumuliraju značajne količine ovog radionuklida, njihovo radijaciono opterećenje je ispod nivoa koji izaziva promene u reproduktivnom ciklusu biljaka (4 Gy/god) [6]. Ovo omogućava primenu mahovina kao indikatora zagađenja ekosistema.

Za potpuniji uvid u stanje životne sredine potrebno je ispitati procese vertikalne migracije radionuklida i uticaj specifičnih ekoloških karakteristika datog prostora na procese u njemu.

4. Literatura [1] Nivoi radioaktivne kontaminacije čovekove sredine i ozračenost stanovništva

Jugoslavije 1986. godine usled havarije nuklearne elektrane u Černobilju, Beograd, 1987, Savezni komitet za rad, zdravstvo i socijalnu zaštitu.

[2] R.L. Kathren. Radioactivity in the environment: sources, distribution and survilance. Amsterdam, 1984, Harwood Academic Publishers.

[3] S. Dragović. Specifičnosti lokalizacije i distribucije 137Cs u mahovinama, magistarska teza, Beograd, 2002, Fakultet za fizičku hemiju.

[4] H.G. Zechmeister, K. Grodzińska, G. Szarek-Łukaszewska. Bryophytes. In: B.A. Markert, A.M. Breure and H.G. Zechmeister, eds., Bioindicators and Biomonitors, pp. 329-375, London, 2003, Elsevier.

[5] S. Dragović, O. Nedić, S. Stanković, G. Bačić, Radiocesium accumulation in mosses from highlands of Serbia and Montenegro: Chemical and physiological aspects. J. Environ. Radioact. 77 (2004) 381-388.

[6] DOE-STD-1153-2002, A Graded Approach for Evaluating Radiation Doses to Aquatic and Terrestrial Biota, Module 3, Methods Derivation, US Department of Energy, Washington, 2002.

36

[7] A. Stanković. Nivo aktivnosti 134Cs i 137Cs u lišajima, u post-černobiljskom periodu, magistarska teza, Beograd, 1994, Fakultet za fizičku hemiju.

ABSTRACT

ESTIMATION OF RADIATION BURDEN OF MOSSES FROM BELGRADE AND ITS SURROUNDINGS

Ana ČUČULOVIĆ, Milan MOMČILOVIĆ and Snežana DRAGOVIĆ Institute for Application of Nuclear Energy - INEP, Banatska 31b, 11080 Belgrade,

Serbia, [email protected]

In this paper dose rates of 137Cs derived from Chernobyl accident as a measure of radiation burden of the mosses collected from territory of Belgrade and its surroundings were estimated. The dose rate of 137Cs in mosses collected in 2001 and 2002 varied between 5.17x10-2 mGy/y and 175x10-2 mGy/y and in those collected in 2007 between 5.26x10-2 mGy/y and 46.3x10-2 mGy/y. The radiation burden of these species is below the level at which the disturbances in the reproductive cycle should occur.

37

ODREĐIVANJE RADIOAKTIVNIH ELEMENATA U VODI ZA PIĆE METODOM INDIREKTNE ANALIZE NA OSNOVU ISPITIVANJA

SASTAVA KAMENCA

Miloš B. RAJKOVIĆ 1, Mirjana D.STOJANOVIĆ 2 i Gordana K.PANTELIĆ3 1) Poljoprivredni fakultet, Zemun, Srbija, [email protected]

2)Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina (ITNMS), Beograd, Srbija, [email protected]

3)KCS, Institut za medicinu rada i radiološku zaštitu „Dr Dragomir Karajović”, Beograd, Srbija, [email protected]

SADRŽAJ Predmet ispitivanja u radu bio je kamenac nastao zagrevanjem vode za piće koja se

nalazi u vodovodnoj mreži Beograda - teritorije Novog Beograda. Analiza kamenca pokazala je da je njegov glavni sastojak kalcijum-karbonat, ali se, osim njega, u kamencu nalaze i metali, teški metali, pa i radioaktivni metali. Od radioaktivnih elemenata u kamencu nađen je i uran u koncentraciji 2,03 ppm. Gamaspektrometrijsko ispitivanje kamenca pokazalo je prisustvo gamaemitera, a najvišu aktivnost pokazao je uran (izotop 238U) 30,4 Bq/kg, što znači da uticaj urana može biti, u većim količinama, značajan. Metodom frakcione ekstrakcije utvrđeno je da je 88.17% urana vezano u potencijalno pristupačnim oblicima ljudskom organizmu, od toga je 60,59% vezano za okside gvožđa i mangana a 27,58 % je specifično adsorbovano i vezano za karbonate. Rezultati ukazuju da je uran prisutan u kamencu antropogenog porekla i da predstavlja potencijalnu opasnost za ljudski organizam.

1. Uvod Ispitivanjem kamenca koji je nastao u bojleru zagrevanjem vode za piće koja se nalazi u

vodovodnoj mreži Beograda utvrđeno je prisustvo različitih metala i njihovih jedinjenja, teških i radioaktivnih metala, uglavnom urana i stroncijuma. Za razliku od stroncijuma koji se ne nalazi u količini koja može dovesti do uticaja na kvalitet vode za piće (a uz to je i β-emiter), uran je značajno toksičniji. Uran u vodi za piće vodi poreklo iz prirodnih izvora: litosfere (3-4 ppm), vulkanskih (0,1-5 ppm), sedimentnih (0,5-4 ppm) i fosfatnih stena (30-300 ppm) i zemljišta (1-4) ppm) ili je antropogenog porekla: iz različitih industrijskih grana (rudarstvo, topioničarstvo, metalurgija, hemijska industrija i dr.) ili kao rezultat upotrebe organskih i mineralnih đubriva i pesticida i iz otpadnih muljeva [1,2].

Cilj rada bio je da se, nakon utvrđivanja prisustva urana u vodi za piće ispitivanjem kamenca, izvrši kvantitativno određivanje različitih oblika vezivanja urana, što ukazuje na njegovo poreklo, metodom frakcione ekstrakcije.

2. Materijal i metode Za ispitivanje je korišćen kamenac, koji je nastao taloženjem na grejaču kućnog bojlera,

tokom vremenskog perioda od 6 meseci. Kamenac je nastao iz je vode koja se nalazi u vodovodnoj mreži grada Beograda, teritorije Novog Beograda. Zatim je utvrđen suvi ostatak (kamenac) tako što je 1 dm3 vode za piće zagrevan do ključanja. Sastav kamenca određen je upotrebom AAS Perkin Elmer 703.

Kvantitativni sadržaj urana određen je fluorimetrijskom metodom zasnovanoj na linearnoj zavisnosti intenziteta fluoriscencije molekula uranovih jedinjenja od njihove koncentracije. Smanjenje intenziteta fluorescencije svode se na najmanju moguću meru

38

tehnikom „standardnog dodatka” nakon ekstrakcije urana sa sinergističkom smesom TOPO (tri-n-oktil fosfin oksid)-etil-acetat. Intenzitet fluorescencije meren je pomoću Fluorimetra 26-000 Jarrel Ash Division (Fisher Scientific Company, Waltham, 1978).

Nisko fonska merenja izvedena su na HP Ge koaksijalnom detektoru relativne efikasnosti 30%, rezolucije 1,85 keV, postavljenim u vertikalni kriostat i zaštićen sa 10 cm olova, pleksiglasom i kadmijumom. Ukupna izmerena brzina brojanja fona u energetskom opsegu od 15-2915 keV iznosila je 0,99 impulsa/sec. Spektrometar je povezan sa višekanalnim analizatorom koji je povezan sa kompjuterom i analiza - obrada gama spektra izvršena je pomoću „Omnigam” programa. Energetska kalibracija, kao i kalibracija efikasnosti detektora obavlja se pomoću radioaktivnog standarda Amersham. Vreme merenja uzoraka iznosilo je 60 ks, dok su merenja spektra fona bila 150 ks i vršena su regularno između merenja uzoraka.

Gamaspektrometrijsko ispitivanje kamenca izvršeno je tako što je prethodno sušen na 105°C (24 sata) da bi se uklonila slobodna vlaga i da bi se merenja svodila na suvu supstancu. Kamenac je upakovan u plastičnu posudicu i hermetički zatvoren da bi se zadržao razvijeni radon. Merenje je izvršeno posle 20 dana da bi razvijeni radon došao u ravnotežu sa radijumom iz kojeg nastaje [3].

Frakciona ekstrakcija zasnovana je na teoriji da metali formiraju sa čvrstom fazom veze različite jačine i da veze mogu biti postupno raskinute delovanjem reagensa različite jačine: prva frakcija, 0,1 mol/dm3 rastvor CaCl2 (vrednost pH 7,00), koristi se za ekstrakciju vodorastvornih i izmenljivo adsorbovanih oblika metala, druga frakcija, 1 mol/dm3 rastvor CH3COOH (vrednost pH 5,00), koristi se za ekstrakciju specifično adsorbovanih metala i metala vezanih za karbonate, treća frakcija, hidroksiamin hidrohlorid u 25%-nom rastvoru CH3COOH (vrednost pH 3,00), koristi se za ekstrakciju metala vezanih za okside mangana i gvožđa, četvrta frakcija, 0,02 mol/dm3 rastvor HNO3 u 30%-nom rastvoru H2O2, koristi se za metale vezane za organsku materiju. Strukturno vezani oblici metala u silikatima (peta frakcija) određuju se iz razlike ukupnog sadržaja urana i sadržaja urana iz prve četiri frakcije [4].

3. Rezultati i diskusija Uparavanjem 1,0 dm3 vode do suva nastalo je 0,3 g kamenca. Rezultati ispitivanja

sastava kamenca na AAS, prema standardu JUS B.B8.070, prikazani su u tabeli 1., dok je gama-spektrometrijski dijagram kamenca prikazan na slici 1. Rezultati merenja aktivnosti gamaemitera u kamencu pokazale su sledeće vrednosti (u Bq/kg): 238U (30,4±5,2); 235U (1,5± 0,5); 226Ra (10,2±1,7); 232Th (1,1±0,5); 40K (

39

je određen sadržaj gvožđa u vodi za piće, kao Fe2O3, 0,084% i mangana, kao MnO, 20 ppm, to znači da je i sadržaj eventualno adsorbovanog urana veoma mali, ali ne i zanemarljiv. Međutim, kako se uslovi u bojleru teško menjaju, u smislu drastičnog smanjenja kiselosti, to i uran u kamencu ostaje fiksiran, a u vodi nepromenjen.

Tabela 1. Sadržaj neorganskih jedinjenja i metala u kamencu nastalom iz vode za piće

Komponenta Maseni udeo (u %)

Proračunata koncentracija u vodi

(mg/dm3)

Dozvoljena koncentracija u vodi

(mg/dm3)

Ca, kao CaO 48,90 104,85 100 Mg, kao MgO 5,43 9,82 30 Al, kao Al2O3 0,07 0,11 0,05 Fe, kao Fe2O3 0,084 0,18 0,05

Si, kao SiO2 1,14 1,60 – Na, kao Na2O 0,034 0,08 20 K, kao K2O 0,0072 0,02 10

S 0,14 – – U 2,03 ppm 0,61 μg/dm3 – Pb 0,0033 9,9 μg/dm3 0,05 Cu 0,134 0,402 0,1 Cd 6 ppm 1,8 μg/dm3 0,005 Zn 0,023 0,069 0,1 Cr 10 ppm 3 μg/dm3 0,05

Mn, kao MnO 20 ppm 6 μg/dm3 0,02 Ni 20 ppm 6 μg/dm3 0,01

Gubitak žarenjem 44,01 – –

Slika 1. Gamaspektrometrijski dijagram kamenca dobijenog iz vode za piće

40

Tabela 2. Sadržaj urana u kamencu koji je dobijen iz vode za piće Broj Uran U, ppm % od Uuk

1. Ukupan 2,03 100 2. Vodo-rastvorljiv i izmerljivo adsorbovan < 0,01 0,492

3. Specifično adsorbovan i vezan za karbonate 0,56 27,58 4. Vezan za okside mangana i gvožđa 1,23 60,59 5. Vezan za organsku materiju < 0,01 0,492 6. Strukturno vezan u silikatima 0,24 11,82

4. Zaključak Predmet ispitivanja u radu bio je kamenac nastao zagrevanjem vode za piće koja se

nalazi u vodovodnoj mreži Beograda - teritorije Novog Beograda. Analiza kamenca pokazala je da je njegov glavni sastojak kalcijum-karbonat, ali se, osim njega, u kamencu nalaze i metali, teški metali, pa i radioaktivni metali. Od radioaktivnih elemenata u kamencu nađen je i uran u koncentraciji 2,03 ppm. Gamaspektrometrijsko ispitivanje kamenca pokazalo je prisustvo gamaemitera, a najvišu aktivnost pokazao je uran (izotop 238U) 30,4 Bq/kg, što znači da uticaj urana može biti, u većim količinama, značajan. Metodom frakcione ekstrakcije utvrđeno je da je 88.17% urana vezano u potencijalno pristupačnim oblicima ljudskom organizmu, od toga je 60,59% vezano za okside gvožđa i mangana a 27,58 % je specifično adsorbovano i vezano za karbonate. Rezultati ukazuju da je uran prisutan u kamencu antropogenog porekla i da predstavlja potencijalnu opasnost za ljudski organizam.

Acknowledgements. Autori duguju zahvalnost Ministarstvu nauke i zaštite životne sredine Republike Srbije za učešće u finansiranju ovoga rada (Projekat ON142039).

5. Literatura [1] M.B.Rajković, M.D.Stojanović, G.K.Pantelić, D.Tošković. Determination of Inorganic

Compounds in Drinking Water on the Basis of House Water Heater Scale. Part 1. Determination of Heavy Metals and Uranium. Acta Period.Techn., 35 (2004) 131-140.

[2] M.B.Rajković, M.D.Stojanović, G.K.Pantelić, D.Tošković. Determination of Inorganic Compounds in Drinking Water on the Basis of Household Water Scale. Part 2. Application of Fractional Extraction Method for the Determination of Uranium Origin. Acta Period.Techn., 36 (2005) 135-141.

[3] M.B.Rajković, M.D.Stojanović, G.K.Pantelić, V.V.Vuletić. Determination of Strontium in Drinking Water and Consequences of Radioactive Elements Present in Drinking Water for Human Health. Journal of Agricultural Sciences, 51(1) (2006) 87-98.

[4] A.Tessier, P.G.C.Campbel, M.Bisson. Sequential Extraction Procedure for the Speciation of Particulare Trace Metals. Anal.Chem., 51 (1995) 844-851.

[5] D.Potpora, M.Stojanović, D.Ileš, LJ.Tešmanović, S.Zildžović. Metode određivanja urana antropogenog i geohemijskog porekla. Međunarodna konferencija Otpadne vode, komunalni otpad i opasan otpad, Kopaonik, 23.-26. maj 2000.god., Zbornik radova, 531-535.

41

ABSTRACT

DETERMINATION OF RADIOACTIVE ELEMENTS IN DRINKING WATER BY INDIRECT METHOD OF ANALYSIS ON THE BASIS EXAMINATION OF

HOUSEHOLD WATER HEATER SCALE

Miloš B. RAJKOVIĆ 1, Mirjana D.STOJANOVIĆ 2 and Gordana K.PANTELIĆ3 1) Faculty of Agriculture, Zemun, Serbia, [email protected]

2)ITNMS, Belgrade, Serbia, [email protected] 3)KCS, Institute of Occupational and Radiological Helath „Dr Dragomir Karajović”,

Belgrade, Serbia, [email protected]

The analysis of heavy metals content in scale, taken from water-supply system of the town of New Belgrade, showed the presence of metals, heavy metals and radioactive elements (uranium 2.03 ppm). Gamaspectrometric analysis indicates that the largest contribution has isotope 238U (30.4 Bq/kg) while the found presence of strontium isotopes 90Sr is 0,322 ±0,036 Bq/kg. Using the method of fractional analysis, it has been found that uranium is mostly connected with mobile fraction - manganese and iron oxides (60,59%) which represents the fraction that is potentially accessible to human organism.

43

DUGOROČNE POSLEDICE RADIOAKTIVNE KONTAMINACIJE U ŽIVOTNOJ SREDINI

Nikola TORBICA i Vedrana VULETIĆ Institut za medicinu rada Srbije “Dr Dragomir Karajović”, Beograd, Srbija,

[email protected]

SADRŽAJ Praktično sve doze jonizujućeg zračenja poreklom iz životne sredine, koje prima opšta

populacija, pripadaju opsegu “malih” doza. Na žalost, u naučnim krugovima još uvek ne postoji zajednički stav o prirodi i veličini zdravstvenih rizikā poreklom od ekspozicije takvim izvorima. Cilj rada bio je da predstavi prirodne i antropogene izvore zračenja u životnoj sredini, najvažnije za čoveka, uz pregled naučne literature koja baca više svetla na pojedine rizike od oštećenja zdravlja kod izloženih osoba.

1. Uvod Živi organizmi na površini Zemlje kontinuirano su izloženi jonizujućem zračenju iz

različitih izvora. U prirodne izvore ubrajaju se: kosmički zraci, radionuklidi iz kosmosa i radionuklidi Zemljine kore. Veštački (antropogeni) izvori zračenja, što se tiče životne sredine, najvećim delom predstavljaju radionuklide poreklom od atomskog oružja, municije sa osiromašenim uranijumom (OU), akcidenata u nuklearnim centralama, deponovanja radioaktivnog otpada itd.

Uopšteno govoreći, doze zračenja za ljudski organizam u životnoj sredini zavise od tri faktora: a) nivoa kontaminacije određene teritorije; b) migracije radionuklida u ekosistemu i lancu ishrane i od c) životnih navika i ponašanja ugrožene populacije. Dok se nivo kontaminacije obično koristi u opisu i kvantifikaciji radiološkog rizika za taj region, na druga dva faktora može se uticati različitim merama u procesu kontrole rizika za izloženo stanovništvo.

2. Cilj i metodologija rada Cilj rada je da prezentuje aktuelna naučna saznanja o efektima dugotrajne izloženosti

malim dozama jonizujućeg zračenja različitog porekla i da sumira neka iskustva vezana za posledice nuklearne katastrofe u Černobilju i ratnih dejstava projektilima sa OU.

3. Rezultati rada i diskusija Prirodna radioaktivnost Prosečna godišnja doza za ljude, na svetskom nivou, procenjena je na 2,4 mSv

(milisiverta), uglavnom u rasponu 1-10 mSv [1]. Sledstveno tome, sve druge primljene doze označavaju se kao “male” ili “niske” ako se mogu porediti s prirodnim fonom radijacije, tj. nekoliko mSv godišnje.

Treba istaći da u naučnim krugovima ne postoji zajednički stav o prirodi i dimenzijama zdravstvenog rizika poreklom od dugoročne izloženosti tzv. “malim” dozama zračenja. Ipak, preovlađuju mišljenja da doze značajno ispod jednog siverta, primljene tokom celog životnog veka, ne bi trebalo da imaju značajnije efekte na zdravlje.

Prirodno zračenje za čoveka ima dve komponente: a) spoljašnju, poreklom od kosmičkog zračenja, zemljišta i građevinskog materijala i b) unutrašnju, koja potiče od radionuklida unetih u organizam udisanjem vazduha i putem vode i hrane. U tabeli 1. navedeni su najznačajniji prirodni izvori zračenja [2].

44

Tabela 1. Prosečno godišnje izlaganje stanovništva prirodnim izvorima

Izvor izlaganja Izlaganje

spoljašnje (mSv)

unutrašnje (mSv)

ukupno (mSv)

Kosmički zraci 0,30 - 0,30 40K 0,12 0,18 0,30 238U sa potomcima 0,09 0,91 1,00 232Th sa potomcima 0,14 0,19 0,33

U zemljištu dominiraju 40K i potomci 238U i 232Th. Oni se nalaze i u građevinskom

materijalu, podzemnim vodama, biljkama, životinjama, vazduhu i čovečjem telu. Osnovni radionuklid u ljudskom organizmu je 40K, sa srednjom koncentracijom od oko 60 Bq (bekerela) po kilogramu.

Jedan potomak u uranijumovom nizu zaslužuje posebnu pažnju. To je prirodni radioaktivni gas, radon - 222Rn, alfa-emiter s vremenom poluraspada (T1/2) od 3,8 dana. Kao gas prodire kroz stene i zemljište i akumulira se u zatvorenim prostorima, a u organizam unosi inhalacijom. Prema mišljenju Naučnog komiteta za efekte atomskog zračenja (UNSCEAR), radon i njegovi kratkoživući produkti najviše doprinose ukupnom ozračivanju ljudi od prirodnih izvora (preko 40%).

U novijim epidemiološkim studijama radon se pominje kao značajan faktor rizika za nastanak raka pluća [3], posebno kod pušača (sinergističko dejstvo). Pojedine studije čak navode da bi radon mogao biti odgovoran za 10% svih slučajeva karcinoma pluća odnosno 2% svih smrtnih ishoda od kancera u svetu [4]. Referentne vrednosti za koncentraciju radona u zatvorenom prostoru većinom su između 200 i 400 Bq/m3.

Pojedini regioni u svetu, sticajem različitih okolnosti, pokazuju visoke nivoe prirodne radioaktivnosti. Na primer, u brazilskoj oblasti Espirito Santo više stotina kilometara morske obale ima veoma visoke aktivnosti peska na plažama, i do 800 mSv/god. Ovaj pesak nastao je dugim procesom erozije i usitnjavanja materijala sa obližnjih planina. Migracija ovih depozita putem rečnih tokova i njihovo naknadno ispiranje morskom vodom na obali doveli su do koncentrisanja nerastvorljivih minerala, poput monazita, ilmenita i cirkona. Analiza je pokazala da radioaktivnost potiče od visokog sadržaja torijuma i, u manjoj meri, uranijuma. Sličan scenario odigrao se i na pojedinim delovima indijske obale. Za razliku od opisanih morskih plaža, termalni izvori Ramsar u Iranu, kao i mnogi drugi izvori, svoj epitet radiološke „vruće tačke“ duguju visokim koncentracijama radona. Aktivnost se kreće i do 700 mSv/god. Poređenja radi, sedmodnevni boravak na nekoj od pomenutih brazilskih plaža u pogledu ekspozicije zračenju ekvivalentan je trogodišnjem boravku, pod sadašnjim okolnostima, u nekom gradiću u bližoj okolini Černobilja.

Antropogena radioaktivnost Upoznavanje atomske fisije, konstrukcija i korišćenje atomskih bombi ostavili su

duboki trag na ljudskoj vrsti i njenom životnom okruženju. Izgradnja i eksploatacija nuklearnih centrala, proizvodnja nuklearnog goriva i deponovanje otpada donekle su nastavili taj proces. Nažalost, u više navrata čovečanstvo je moralo da se suoči i sa posledicama nuklearnih katastrofa.

45

Posle nuklearnog akcidenta u černobiljskoj centrali, aprila 1986. godine, u atmosferu su oslobođene ogromne količine dugoživećih i kratkoživećih radioizotopa (137Cs, 90Sr, 131I i dr.). Najugroženija područja su sledeća: severna Ukrajina, južne oblasti Belorusije (posebno gomeljska oblast) i južni delovi Rusije.

Radioizotopi joda i oboljenja štitaste žlezde Od radioizotopa joda najvažniji je 131I, s vremenom poluraspada od oko 8 dana. U

organizam je unošen udisanjem i preko hrane i vode. Ranija istraživanja utvrdila su da 131I u zdravstvenim procedurama ne dovodi do značajnog porasta u broju karcinoma štitaste žlezde kod odraslih osoba. Za spoljašnje ozračivanje, pak, zna se da izaziva razvoj karcinoma štitnjače, u većini slučajeva s latentnim periodom od preko 10 godina.

Mimo očekivanja, posle latentnog perioda od oko 4 godine, kod dece u ugroženim područjima zapažen je veliki porast u obolevanju od raka tireoideje. Deset godina nakon akcidenta izveštaji i istraživanja upozorili su na alarmantne dimenzije problema [5,6]. Efekat radioaktivnog joda bio je potenciran zbog više faktora. Kontaminirana područja su oblasti sa endemskim prisustvom gušavosti, što je pojačalo vezivanje radioizotopa. Preventivno davanje jodida je zakasnilo, a isto tako i zabrana prodaje kontaminiranog mleka i drugih opasnih namirnica.

Preko 500 slučajeva je zabeleženo u prvih 10 godina posle nesreće. Incidencija u najugroženijim delovima Belorusije (gomeljska oblast) bila je i do 200 puta veća nego u Zapadnoj Evropi. Ipak, jasna korelacija s primljenom dozom nije nađena odnosno preko polovine obolele dece primilo je srazmerno niske doze, do 0,6 Gy. Registrovan je izvestan porast broja obolelih u odraslom dobu, ali u daleko manjoj meri. Najveći rizik za obolevanje nose deca koja su u vreme nesreće imala do 4 godine starosti.

Smatralo se da će u narednih nekoliko dekada zbog posledica ozračivanja oboleti između četiri i osam hiljada osoba, od čega će 5-10% imati smrtni ishod [5]. Noviji izveštaji [1,7,8] govore da su se ove prognoze delimično obistinile. Naime, u periodu 1992-2002. godina registrovano je blizu 5000 obolelih od raka štitnjače, mlađih od 18 godina. Na sreću, broj umrlih ostao je mnogo manji, zbog blagovremenog otkrivanja bolesti i uspešne terapije. Zaključno sa 2002. godinom umrlo je 15 osoba.

Od ostalih oboljenja štitaste žlezde, kod ugrožene populacije zapaženi su: multinodularna struma, folikularni adenom, cistični noduli, limfocitni tireoiditis itd.

Radioaktivni cezijum i ostala oboljenja

druŠtvo za zaŠtitu od zraČenja srbije i crne gore · 2015. 7. 4. · zlatibor 2007, 3 – 5....

Documents