Investigation into 137Cs found in the soil profile within Vilnius region and estimation of inhabitants exposed to 137Cs transfered through the food chain

Abstract

The article describes the results of the radiological measurements of ¹³⁷Cs in the soil profile, explains vertical migration coefficients of this radionuclide and discusses internal doses of ¹³⁷Cs found in food and received through the food chain from soil to milk and meat. Sampling was performed in the northern part of Vilnius district and covered the territories, including Antakalniai village, territory in the south east close to Maišiagala, Mykoliškių village, Karveliškės rural region, territory in the east from Nemenčinė village and Stražninkai rural region. Radiological investigation into soil at a depth of up to 30 cm showed that the concentration of ¹³⁷Cs activity was in the range from 0.6±0.4 Bq/kg to 5.3±0.4 Bq/kg. The vertical migration of ¹³⁷Cs indicated two pikes in five sampling places. The first one is related to the contamination of the environment after the accident at Chernobyl NPP, where as the second one – to the contamination of territory during the tests on nuclear weapons in open air in northern hemisphere. These pikes were not detected in the soil samples taken close to Antakalniai village. Thus, a conclusion that soil was disturbed during agricultural works at the sampling place was made. The highest concentration of ¹³⁷Cs activity is located at a depth of 5–10 and 15–20 cm where radiocesium is available for vegetation and can get through the food chain to humans. Public estimation shows that the highest dose of ¹³⁷Cs found in milk and meat has been discovered in Stražninkai (5.5±0.1 µSv) while the lowest one – in a small village near Maišiagala (2.3±0.1 µSv). These doses constitute only 0.5% of annual dose limit for public.

Article in English.

137Cs savitojo aktyvumo Vilniaus regiono dirvožemio profiliuose tyrimai ir gyventojų apšvitos dėl 137Cs pernašos mitybos grandinėmis vertinimas

Santrauka. Apžvelgiami radiologinių tyrimų rezultatai, analizuojant dirvožemio mėginius pagal profilinį giluminį pasiskirstymą. Nustatyti skirtingų dirvožemio sluoksnių ¹³⁷Cs savitųjų aktyvumų santykio bei migracijos iš viršutiniojo į gilesnius dirvožemio sluoksnius koeficientai. Įvertinta ¹³⁷Cs radionuklidų sukeliama efektinė apšvita, kurią gali patirti žmogus, ¹³⁷Cs iš dirvožemio mitybos grandinėmis patekus į organizmą. Dirvožemio mėginiai atrinkti Vilniaus rajono šiaurinėje dalyje, Antakalnių gyvenvietėje, teritorijoje į pietryčius nuo Maišiagalos, Mykoliškių gyvenvietėje, Karveliškių kaime, teritorijoje į rytus nuo Nemenčinės bei Stražninkų kaime. Mėginiai imti iš iki 30 cm gylio ir dalyti į 6 sluoksnius po 5 cm. Ištyrus dirvožemio mėginius nustatyta, kad kintant gyliui ¹³⁷Cs savitasis aktyvumas kinta nuo 0,6±0,4 Bq/kg iki 5,3±0,4 Bq/kg. Penkiose iš šešių tirtų vietovių imtuose vertikaliuosiuose dirvožemio mėginiuose užfiksuota ¹³⁷Cs savitojo aktyvumo padidėjimas. Pirmasis sietinas su ¹³⁷Cs, į aplinką patekusiu ir dirvožemyje gilyn migravusiu po Černobylio atominės elektrinės katastrofos, antrasis – į aplinką patekusiu ir dirvožemyje migravusiu po šiaurės pusrutulyje atviroje atmosferoje vykdytų branduolinių bandymų. Antakalnių gyvenvietėje imtuose mėginiuose ¹³⁷Cs savitojo aktyvumo vertikaliojo pasiskirstymo nenustatyta, todėl daryta prielaida, kad toje vietoje buvo vykdoma ūkinė veikla, ir dirvožemio struktūra suardyta. Vidutiniškai didžiausi gretimų dirvožemio sluoksnių savitųjų aktyvumų santykio koeficientai gauti iš 1 (0–5 cm) į 2 (5–10 cm) bei iš 3 (10–15 cm) į 4 (15–20 cm) sluoksnius. Taigi didžiausioji dirvožemio tarša ¹³⁷Cs tebėra dar pakankamai negiliai, t. y. 5–10 bei 15–20 cm gylyje, lengvai prieinama augalų šaknims, tad per maistą gali patekti žmogui. Įvertinta, kad didžiausią metinę efektinę dozę, ¹³⁷Cs patekus į pieną bei galvijų mėsą, gauna Stražninkų kaimo gyventojai (5,5±0,1 µSv), mažiausią – gyventojai, įsikūrę netoli Maišiagalos (2,3±0,1 µSv). Ši apšvita nėra reikšminga radiacinės saugos požiūriu, nes net didžiausios ¹³⁷Cs savitojo aktyvumo dirvožemyje ir žolėje vertės gali lemti apie 0,5 % Lietuvos higienos normų leistinos gyventojui metinės apšvitos.

Reikšminiai žodžiai: radionuklidas, savitasis aktyvumas, apšvitos dozė, radiologiniai tyrimai, dirvožemis, mėginiai,  ¹³⁷Cs migracija

Keyword : activity concentration, dose, radiological measurements, soil, sampling, 137Cs migration