Klimaets og nedbørkjemiens innvirkning på radioaktivt cesium i jord og planter

Transkript

1 Klimaets og nedbørkjemiens innvirkning på radioaktivt cesium i jord og planter H. Thørring 1, L. Skuterud 1, E. Steinnes 2 1 Statens Strålevern, 2 NTNU Miljø2015,

2 Innledning Denne presentasjonen oppsummerer foreløpige funn i prosjektet PRECIP ( Importance of climate and chemical composition of precipitation on distribution and behaviour of radiocaesium in terrestrial ecosystems ) (prosjekt ) PRECIP ble igangsatt 1. juni 2007 og vil pågå fram til 31. desember 2009 Prosjektet er et samarbeid mellom NTNU og Statens Strålevern

3 Målsetning med prosjektet Hovedmål med PRECIP er å undersøke hvordan klima og nedbørens kjemiske sammensetning påvirker fordeling og omsetningen av radioaktivt cesium i terrestriske økosystemer. Prosjektet består av to delundersøkelser: Del A: Omsetning av cesium-137 i bjørkeskogsøkosystemer som mottar vesentlig forskjellige mengder aktuelle kjemiske komponenter med nedbøren (feltstudium) Del B: Kolonneforsøk hvor mobilitet av radioaktivt cesium studeres i jordprofiler tatt fra et område med høy belastning fra Tsjernobyl-ulykken

4 Del A - Feltstudium B D Jord og planter ble samlet inn fra bjørkeskogsområder i fire landsdeler med ulikt klima og nedbørskjemi: Område A: Lyngdal/Lindesnes i Vest- Agder (sur og sjøsaltanriket nedbør) Område B: Vikna i Nord-Trøndelag (sjøsaltanriket nedbør) Område C: Vågå i Oppland (lav tilførsel av sjøsalter og sur nedbør) Område D: Kautokeino i Finnmark (lite nedbør, mer arktisk klima). A C Det ble valgt ut tre representative lokaliteter innen hvert område (A1, A2, A3, B1,, etc).

5 Prøvetakning av Jord Det ble tatt minimum 3 stikk for hver lokalitet innen et område på ca 20 x 20 m Etter at bunnsjikt/strøsjikt var fjernet ble det tatt profiler ved bruk av jordbor (10 cm i diameter), vanligvis ned til ca cm. Hvert profil ble delt opp i om lag 3 cm tykke skiver. Total prøveantall: ca 200

6 Prøvetakning av vegetasjon Art (no) Bjørk (BEPU) Einer (JUCO) Rogn (SOAU) Blokkebær (VAUL) Blåbær (VAMY) Tyttebær (VAVI) Krekling (EMNI) Røsslyng (CAVU) Smyle (DEFL) Marimjelle (MESP) Fugletelg (GYDR) Art (lat.) Betula pubescens Junipherus communis Sorbus aucuparia Vaccinium uligunosum Vaccinium myrtillus Vaccinium vitis idaea Empetrum nigrum Calluna vulgaris Deschampsia flexuosa Melampyrum spp. Gymnocarpium dryopteris Prøve* A B C 1 2 BL ARS BL BL+KV BL+KV BL+KV TOT ARS ARS TOT TOT Planteprøver ble hentet fra samme 20 x 20 m område som jordprofilene. Det ble lagt vekt på at prøven (av hver art/plantedel) skulle være mest mulig representativ for lokaliteten. Totalt antall: ca 150 planteprøver 3 D 1 2 3

7 Dybdefordeling av cesium-137 i jord Cs-137 (Bq/m2) cm 3-6 cm 6-9 cm 9-12 cm A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 Lokalitet C2 C3 D1 D2 D3

8 Observasjoner Radioaktivt cesium (cesium-137) er vasket lengre ned i jorda i de kystnære lokalitetene på Sørlandet og Vikna, sammenliknet med innlandslokalitetene i Vågå (og Kautokeino). I Vågå foreligger for eksempel hovedandelen av cesium-137 i jordas øvre 3 cm, mens bare % av den totale forurensningen i jorda fins i tilsvarende dybde i Lyngdal/Lindesnes. Selv om nedfallet av cesium-137 i forbindelse med Tsjernobylulykken var vesentlig høyere i Vågå enn på Sørlandet, viser våre undersøkelser at mange plantearter tar opp vesentlig mer cesium137 fra jorda i Lyngdal/Lindesnes enn de gjør i Vågå. Eksempler

9 Overføring jord-planter Bjørk Einer 120 Tag (m2/kg) x 1000 Tag (m2/kg) x A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 D1 D2 D3 A1 A2 A3 B1 B2 Lokalitet 140 C2 C3 D1 D2 D Smyle 120 Tag (m2/kg) x 1000 Tag (m2/kg) x 1000 C1 140 Blåbær (BL) A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 Lokalitet B3 Lokalitet C2 C3 D1 D2 D3 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 Lokalitet C2 C3 D1 D2 D3

10 Del A - Konklusjoner og videre arbeid Slike forskjeller i opptak mellom områder er av stor betydning for de langsiktige konsekvensene av forurensningen, og er sannsynligvis en del av forklaringen på det vedvarende behovet for mottiltak mot Tsjernobyl-forurensningen i mange områder. Bedre kunnskap om prosessene som påvirker opptaket i plantene vil være nyttig for å identifisere områder der det i lang tid vil være behov for tiltak. Dessuten vil det være viktig å inkludere områder med høyt opptak i framtidig terrestrisk overvåkning. Det pågår nå arbeid med å bestemme en rekke jordparametere av betydning for planteopptaket samt tilstandsformer av cesium137 i jord (løst, utbyttbart osv)

11 Del B: Kolonneforsøk Formålet med kolonneforsøket er å undersøke hvordan forskjellige mengder sjøsalter og sure komponenter i nedbør virker inn på forhold som vertikal fordeling av radioaktivt cesium i jorda og utlekking av radioaktivt cesium med avløpsvann.

12 Innhenting av jordprofiler Prøvetakningssted: Vågå i Oppland Valg av lokalitet var et kompromiss mellom tilstrekkelig høy cesium-137 aktivitet og samarbeidsvillig jordsmonn Intakte jordprofiler (0-40 cm) ble innhentet ved at solide plastrør (PEHD) ble banket vertikalt ned i jorda ved bruk av klubbe Det ble tatt 10 profiler langs en ca 10 m lang stripe (med bredde ca 2 m). Jordtypen er podzol med humuslag på om lag 2-3 cm.

13 Tilsats av ~ Bq cesium-134 per kolonne Nedbørstyper A: Sur nedbør med mye sjøsalter B: Betydelige mengder sjøsalter Jordprofil Kolonneoppsett 2. For å undersøke om det er forskjeller i mobilitet mellom nylig tilført cesium-134 og eldre cesium-137 fra Tsjernobyl/bombenedfall. Fiberduk Perforert plate C: Lite sjøsalter Avløpsvann 1. Tre kolonner tilsettes hver nedbørstype 3. Avløpsvann analyseres fortløpende i løpet av driftsperioden (ca 12 måneder).

14 Del B Konklusjoner og videre arbeid Ved forsøksslutt, tas oppsettet ned og kolonnene slaktes Profilet deles i skiver med egnet tykkelse (prøver). Hver prøve analyseres for cesium-134 og cesium-137. Det vil bli lagt vekt på å se resultatene fra kolonneforsøket i sammenheng med resultatene fra feltstudiet (Del A).

15 Takk for oppmerksomheten!