Migration of radionuclides in arable land of Lithuania

Abstract

The paper presents the investigation data on soil contamination by Cs and Sr during the period 1974–2000 in various climatic zones and geographical locations for various granulometric and mineralogic composition of the soil and also for different mineralogical rock composition. The data concerning the accumulation of these elements, their perpendicular distribution before and after the Chernobyl Atomic Power Plant (ChAPP) accident. Besides, the influence of long term fertilization by various NPK rates on the amounts of radionuclides in the soil is presented. It is determined that before the ChAPP accident an average activity of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr was 6,8±1,8 Bq · kg⁻¹ and 5,3±1,2 Bq · kg⁻¹, respectively. The radioactivity of peat soils was 2–5 times larger than that of mineral soils. After the accident in the ChAPP the amount of ⁹⁰Sr in control plots, in the layer of 0–20 cm has not changed. In some fields an average amount of ¹³⁷Cs is 6,7–28,5 Bq · kg⁻¹. Larger concentrations of radionuclides were detected in the southeastern, southern and western regions of Lithuania. The amount of ¹³⁷Cs in the upper soil layer in the western region of Lithuania was 1,1–1,2 times larger than in the layer of 5–20 cm, and 1,3–2,5 times larger than in the layer of 20–40 cm. Distinction is not so noticeable in the middle and eastern regions of Lithuania, correspondingly 1,1–1,2 and 1,2–1,6 times. Migration of ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs from the soil to plants varies and depends on soil properties and types of plants. The coefficients of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr movement from the soil to plants were 0,24–0,53 and 0,37–0,87, respectively. In most cases long term fertilization had no influence on ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs accumulation and migration in the soil.

Radionuklidų migracija ariamuose Lietuvos dirvožemiuose

Santrauka. Pateikti 1974–2000 m. atliktų skirtingų Lietuvos klimatinių ir gamtinių zonų įvairios dirvožemio granuliometrinės bei mineraloginės, taip pat uolienų mineralogines sudėties laukų dirvožemių užterštumo ¹³⁷Cs ir ⁹⁰Sr tyrimo duomenys. Aptarti šių elementų susikaupimo, vertikaliojo pasiskirstymo ir migracijos į augalus iki Černobylio AE avarijos ir po jos duomenys, radionuklidu kiekių priklausomybė nuo ilgalaikio tręšimo įvairiomis NPK trąšų normomis, radionuklidų perėjimo į augalus koeficientai. Nustatyta, kad iki Černobylio AE avarijos ¹³⁷Cs vidutinis aktyvumas vyraujančiuose Lietuvos dirvožemiuose buvo
6,8 ± 1,8 Bq · kg⁻¹, o ⁹⁰Sr – 5,3 ± 1,2 Bq · kg⁻¹. Durpinių dirvožemių radioaktyvumas – 2–5 kartus didesnis negu šalies mineralinių dirvožemių. Po Černobylio atominės elektrinės avarijos ⁹⁰Sr kiekis dirvožemyje 1986 m. 0–20 cm sluoksnyje pakito nežymiai. Kai kurių rajonų dirvožemiuose ¹³⁷Cs vidutiniškai nustatyta 6,7–28,5 Bq · kg⁻¹. Didesnės radionuklidų koncentracijos dirvožemyje aptiktos pietrytiniuose, pietiniuose ir vakariniuose Lietuvos rajonuose. Viršutiniame (0–5 cm) dirvožemio sluoksnyje Vakarų zonoje ¹³⁷Cs buvo 1,1–1,2 karto daugiau negu 5–20 cm sluoksnyje ir 1,3–2,5 karto daugiau negu 20–40 cm sluoksnyje. Vidurio ir Rytų Lietuvos zonose skirtumai atitinkamai 1,1–1,2 ir 1,2–1,6 karto mažesni. ⁹⁰Sr ir ¹³⁷Cs perėjimas iš dirvožemio į augalus vyksta nevienodai ir priklauso nuo dirvožemio savybių bei auginamų augalų. ⁹⁰Sr perėjimo iš dirvožemio į augalus koeficientai buvo 0,37–0,87, o ¹³⁷Cs – 0,22–0,53. Ilgametis tręšimas mineralinėmis trąšomis daugeliu atvejų didesnės įtakos ⁹⁰Sr ir ¹³⁷Cs kaupimuisi dirvožemyje neturėjo.

Reikšminiai žodžiai: dirvožemis, radionuklidai,  ¹³⁷Cs,  ⁹⁰Sr, migracija, Černobylio AE.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : soil, radionuclide, 137Cs, 90Sr, migration, Chernobyl Atomic Power Plant (ChAPP)