Plný text - Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka

Plný text - Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka

VÝSKYT STRONCIA 90 A CESIA 137 VE VODĚ NA ÚROVNI NOREM
ENVIRONMENTÁLNÍ KVALITY A JEJICH ODPOVÍDAJÍCÍ OBSAH VE
DNOVÝCH SEDIMENTECH
E. HANSLÍK, E. JURANOVÁ, M. NOVÁK
1. Úvod
V rámci řešení projektu MV VG20122015088 Výzkum vlivu nehody jaderné elektrárny
Temelín na kontaminaci vodního prostředí Vltavy a Labe po hraniční profil Labe
Hřensko byly navrženým standardním postupem stanoveny rozdělovací koeficienty pro
vybrané radionuklidy. Pro studium chování stroncia 90 a cesia 137, pro které jsou
v nařízení vlády č. 61/2003 Sb., v platném znění (2003), uvedeny roční průměrné
hodnoty norem environmentální kvality (NEK-RP) a nejvyšší přípustné hodnoty (NEKNPH) byly použity radioizotopy stroncia 85 a cesia 134. Pro hodnoty NEK a stanovené
KD byly vypočteny hmotnostní aktivity stroncia 90 a cesia 137 ve dnových sedimentech
a nerozpuštěných látkách. Vypočtené hmotnostní aktivity byly porovnány
s uvolňovacími úrovněmi hmotnostních aktivit uvedenými ve vyhlášce SÚJB č.
307/2002 Sb., v platném znění (2002).
2. Metodika
Hodnota NEK-RP je v nařízení vlády č. 61/2003 Sb. (2003) 0,2 Bq/l pro stroncium 90 a
0,1 Bq/l pro cesium 137. Hodnota NEK-NPH je 1 Bq/l pro stroncium 90 a 0,5 Bq/l pro
cesium 137.
Hodnocené radionuklidy stroncium 90 a cesium 137 jsou ve vyhlášce SÚJB v příloze č.
1, v tabulce č. 2, která uvádí rozdělení radionuklidů do tříd podle radiotoxicity a
potencionálního ohrožení zevním ozářením zařazeny do třídy 1 (2002). Ve vyhlášce
SÚJB v příloze č. 2, v tabulce č. 1, která uvádí uvolňovací úrovně a směrné hodnoty pro
radioaktivní kontaminaci materiálů a jejich povrchů (2002), jsou pro třídu 1 (tabulka č.
2) uvolňovací úrovně hmotnostní aktivity 0,3 kBq/kg (300 Bq/kg).
Pro stanovení KD byly odebrány vzorky sedimentů z Vltavy. Místa odběru vzorků jsou
uvedena na obr. 1.
Rozdělovací koeficienty KD byly stanoveny jednotným postupem, který je podrobně
popsán v příspěvku na této konferenci (Juranová, E., Hanslík, E., 2014).
S použitím naměřených KD byly vypočteny hmotnostní aktivity sedimentů za
předpokladu, že rovnovážná koncentrace ve vodné fázi bude na úrovni NEK-RP a pro
orientaci i pro NEK-NPH podle vztahu:
ai ci .K D ,i
kde ai
je hmotnostní aktivita radionuklidu i sedimentu v rovnováze s vodou
(Bql/kg)
ci
objemová aktivita radionuklidu i v rovnováze se sedimentem (Bq/l)
KD,i rozdělovací koeficient pro radionuklid i (l/kg)
3. Výsledky a jejich hodnocení
Rozmezí hodnot KD a průměrné hodnoty pro stroncium 85 (stroncium 90) a cesium 134
(cesium 137) zjištěné pro 17 sedimentů odebraných v podélném profilu Vltavy je
uvedeno v tab. 1. Podíl hodnot maximálního a minimálního KD byl 4,7 pro stroncium 85
a 6,0 pro cesium 134.
Obr. 1
Místa odběru dnových sedimentů z Vltavy
Tab. 1
Rozmezí hodnot KD a jejich průměrné hodnoty pro stroncium 90 a cesium 137
Radionuklid
KD (l/kg)
rozmezí
průměr
stroncium 85
21-98
53
cesium 134
493-2963
1261
Naměřené hodnoty KD potvrzují větší záchyt cesia 134 ve srovnání se stronciem 85.
Podíl průměrné hodnoty KD cesia 134 a stroncia 85 v hodnocených vzorcích byl 23,9.
Pro výskyt radionuklidů na úrovni hodnot NEK-RP jsou v tab. 2 uvedeny vypočtené
hmotnostní aktivity dnových sedimentů za předpokladu dostatečné velikosti zdrojového
členu, resp. vypouštěné aktivity do vody.
Tab. 2
Hmotnostní aktivity sedimentů v rovnováze s hodnotami NEK-RP
Radionuklid
hmotnostní aktivita (Bq/kg)
rozmezí
průměr
stroncium 85
4,3-20
11
cesium 134
49-296
126
Pro informaci byly ještě vypočteny hmotnostní aktivity sedimentů v rovnováze s NEKNPH a hodnoty jsou uvedeny v tab. 3.
Tab. 3
Hmotnostní aktivity sedimentů v rovnováze s hodnotami NEK-NPH
Radionuklid
hmotnostní aktivita (Bq/kg)
rozmezí
průměr
stroncium 85
21-98
53
cesium 134
247-1481
631
Z porovnání vypočtených hmotnostních aktivit dnových sedimentů s uvolňovacími
úrovněmi podle vyhlášky SÚJB (2002) vyplývá, že pro sediment odebraný z profilu
Vltava Orlík hráz se vypočtená hmotnostní aktivita cesia 134, resp. cesia 137 blíží
hranici uvolňovací úrovně pro cesium 137. Na základě této skutečnosti by bylo účelné
zvážit snížení hodnoty objemové aktivity cesia 137 v nařízení vlády č. 61/2003 Sb.
(2003) NEK-RP. Za stejných podmínek vypočtené hmotnostní aktivity stroncia 85, resp.
stroncia 90 ve zkoušených sedimentech jsou ve všech případech významně nižší než
uvolňovací úrovně podle vyhlášky SÚJB (2002).
Hodnoty KD pro přestup radionuklidů ve sladkovodních ekosystémech pro jednotlivé
prvky byly publikovány v Technical Report Series No. 472 (IAEA, 2010). Uvedená
data jsou rozdělena na stanovení KD při adsorpci, desorpci a na základě výsledků
terénního měření. Pro adsorpci stroncia a cesia bylo shromážděno nejvíce výsledků, a to
156 pro stroncium a 569 pro cesium. Pro možné srovnání s testy na sedimentech
odebraných v povodí Vltavy a Labe jsou vybrané hodnoty v tab. 4.
Z tabelovaných údajů vidíme, že rozmezí hodnot je obecně mnohem větší než stanovené
pro námi hodnocenou lokalitu. Hodnoty námi stanovených KD jsou v intervalu
tabelovaných dat (IAEA, 2010).
Tab. 4
Rozmezí hodnot KD v sladkovodních ekosystémech (IAEA, 2010)
Prvek
původ dat
počet
rozmezí
geometrický
průměr
KD (l/kg)
1
stroncium
adsorpce
156
1,4.10 -2,2.103
1,9.102
desorpce
34
1,9.102-2,1.103
6,2.102
2
3
terénní měření
13
2,3.10 -6,3.10
1,2.103
cesium
adsorpce
569
3,7.102-1,9.105
9,5.103
desorpce
119
6,9.103-1,2.105
2,9.104
3
5
terénní měření
219
1,6.10 -5,2.10
2,9.104
Podíl hodnot maximálního a minimálního KD při adsorpci byl 157,1 pro stroncium a
513,5 pro cesium. Podíl geometrických průměrů KD pro adsorpci pro stroncium a
cesium byl 50.
V návaznosti na získané výsledky se potvrzuje, že pro konkrétní lokality je účelné
stanovit regionální konstanty a ty použít pro případná modelová řešení transportu a
migrace radioaktivních látek v hydrosféře.
Studium vazeb mezi výskytem škodlivých látek ve vodě, v sedimentech a ve vodní
fauně a flóře je doporučováno i Guidance Document No. 27 (2011).
4. Závěr
Výsledky sledování záchytu radioaktivních látek v sedimentech a nerozpuštěných
látkách ukazují, že limitování jejich obsahu (koncentrací) ve vodách by mělo brát
v úvahu jejich záchyt, tzn., že limity pro vodu by se měly odvíjet od přípustných obsahů
těchto látek v sedimentech, resp. ve vodní fauně a flóře. Na základě dosažených
výsledků bude navržena úprava (snížení) NEK-RP pro cesium 137 v nařízení vlády č.
61/2003 Sb., v platném znění.
Poděkování
Příspěvek byl zpracován s využitím výsledků projektu BV Ministerstva vnitra
VG20120215088.
5. Literatura
Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2000/60/EC),
Guidance Document No. 27, Technical Report 2011-055
IAEA: Handbook of parameter values for the prediction of radionuclide transfor in
terrestrial and freshwater environments. Technical Report Series No. 472, Vienna, 2010
JURANOVÁ, E., HANSLÍK, E.: Metodika stanovení sorpčních vlastností umělých
radionuklidů ve vodním prostředí. In: Sb. XXIII. konf. Radionuklidy a ionizující záření
ve vodním hospodářství, ČSTVHS, České Budějovice, 2014
Nařízení vlády č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění
povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod
do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech ve znění nařízení vlády č.
229/2007 Sb. a nařízení vlády č. 23/2011 Sb.
Vyhláška SÚJB č. 307/2002 Sb., o radiační ochraně ve znění vyhlášky SÚJB č.
499/2005 Sb.
Ing. Eduard Hanslík, CSc., Ing. Eva Juranová, Michal Novák
Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i.
Podbabská 30, 160 00 Praha 6
tel.: 233333801
e-mail: [email protected], [email protected]