Deponering och rotupptag av 238U, 232Th, 226Ra och 228Ra i bär och tillhörande bladverk från områden med förhöjda nivåer av naturligt förekommande radioaktivitet
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2830225Utgivelsesdato
2021Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Master’s theses (MINA) [772]
Sammendrag
Naturliga radionuklider förekommer med varierande koncentrationer i jordmånen och kan överföras till vegetation genom rotupptag eller deponering. Överföringen estimeras vanligen genom transferfaktorn, en väletablerad parameter inom radioekologi, som inte skiljer mellan rotupptag och deponering. Forskning på konstgjorda radionuklider visar att jordpartiklar som deponerar på vegetation kan bidra med betydande mängder radionuklider, något som kan bidra med osäkerhet till transferfaktorn.
Målet med denna studie var att undersöka hur stor andel av den totala koncentrationen av de naturligt förekommande radionukliderna torium-232 (232Th), uran-238 (238U), radium-226 (226Ra) och radium-228 (228Ra) i blåbär (Vaccinium myrtillus), smultron (Fragaria vesca) och tillhörande bladverk, som beror på deponering via jordpartiklar. Mängden deponerade jordpartiklar estimerades genom spårmetallerna skandium (Sc) och titan (Ti), två vanliga jordmineraler som i liten grad tas upp av rotsystemet till växter. Jorddeponeringsestimatet användes för att korrigera transferfaktorn. Proverna plockades från två områden med dokumenterade förhöjda koncentrationer av naturlig radioaktivitet; 238U-rika Orrefjell och 232Th-dominerade Fensfältet. Aktivitetskoncentrationen till 228Ra bestämdes med en high purity germanium (HPGe) detektor, och med induktivt kopplat plasma-massa spektrometri (ICP-MS) bestämdes koncentrationen till 238U, 232Th och 226Ra. Enligt studiens första hypotes är aktivitetskoncentrationen av 238U, 232Th, 228Ra och 226Ra som deponerat på bär och tillhörande blad genom jordpartiklar inte signifikant mätbar och kan därför negligeras vid beräkning av transferfaktor. Enligt studiens andra hypotes är det ingen skillnad mellan andelen deponerade naturligt förekommande radionuklider i bär jämfört med tillhörande bladverk.
Andelen deponerade radionuklider var högst för den minst mobila radionukliden 232Th, där 40- 100% av totala aktivitetskoncentrationen i både bär och bladverk berodde på deponering. De moderat mobila radionukliderna 226Ra och 228Ra visade minst andel deponerad (0-10%), och 238U med varierande mobilitet varierade också i andelen deponerad (9-100%). Radionukliderna var heterogent fördelade i jordmånen vid Fensfältet och Orrefjell. Koncentrationen av 232Th och 228Ra i jordmånen från Fensfältet, och 226Ra i jordmånen från Orrefjell översteg gränsvärdet i norsk lag om miljöförorening på 1000 Bq/kg (Forurensningsloven, 2010). Mängden deponerade jordpartiklar var högre i bladverk, men på grund av högre rotupptag av radionukliderna i bladverken utgjorde de deponerade radionukliderna en mindre andel av den totala aktivitetskoncentrationen. Resultaten gav därför grundlag till att kunna förkasta båda hypoteserna.
Studien visar att jordpartiklar som deponerar på vegetation kan bidra med betydliga mängder naturligt förekommande radionuklider, vilket bidrar till osäkerhet vid beräkning av transferfaktorn. Genom att korrigera transferfaktorn med andelen deponerade radionuklider är det möjligt att minska denna osäkerhet. Natural radionuclides occur with varying concentrations in the soil and can be transferred to vegetation through root uptake or deposition. The transfer is usually estimated by a transfer factor, a well-established parameter in radioecology, which does not differentiate between root uptake and deposition. According to previous research on artificial radionuclides, soil particles deposited on the vegetation surface can contribute with considerable amounts of radionuclides, which can contribute with uncertainty to the transfer factor.
The aim of the study was to investigate the naturally occurring radionuclides thorium-232 ( 232Th), uranium-238 (238U), radium-226 (226Ra) and radium-228 (228Ra) in blueberries (Vaccinium myrtillus), wild strawberries (Fragaria vesca) and separate the proportion of deposited radionuclides from the radionuclides taken up by the root system. The amount of deposited soil particles was estimated by the trace metals scandium (Sc) and titanium (Ti). The soil deposition estimate was used to correct the transfer factor. The samples were taken from two areas with elevated concentrations of natural radioactivity; Orrefjell and Fensfältet. The activity concentration of 228Ra was determined with a high purity germanium (HPGe) detector, and the concentration of 238U, 232Th, 228Ra and 226Ra was determined by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). According to the hypotheses, the activity concentration of 238U, 232Th, 228Ra and 226Ra in the amount of deposited soil particles on berries and their leaves is not significantly measurable and can therefore be neglected when calculating the transfer factor. In addition, no difference is expected between the proportion of naturally occurring radionuclides deposited in berries compared with associated foliage.