Tytuł projektu:

Sztuczne radionuklidy w badaniach zmian środowiska polarnego.

Projekt badawczy MNiSW nr N N525 461936
Czas trwania: 23.04.2009 do 22.10.2011
Miejsce realizacji: IFJ PAN
Udział: kierownik

Cel projektu:

Celem proponowanych badań jest analiza i porównanie poziomu aktywności izotopów radioaktywnych (137Cs, 238, 239+240Pu, 241Am, 90Sr) w profilach pionowych gleb z przedpola lodowców oraz gleb torfowych pochodzących z różnych obszarów: Hornsundu, Fiordu Billefjorden gdzie panuje bardziej suchy i ostrzejszy klimat w porównaniu z pozostałymi stacjami polarnymi (Petuniabukta stacja UAM Poznań), rejon Ny Alesundu (NW Spitsbergen), gdzie znajduje się najdalej na północ wysunięta polska placówka (Kaffioyra stacja UMK Toruń), oraz rejon Bellsund (Calypsobyen stacja UMCS Lublin). Oznaczenie jakościowe składu mineralnego w poszczególnych warstwach gleb, określenie składu granulometrycznego i powiązanie zawartości radionuklidów z własnościami gleb (pojemność wymiany jonowej CEC, całkowita powierzchnia właściwa TSA, pH, węgiel całkowity) pozwoli na potwierdzenie pierwotnego charakteru nagromadzenia badanych radionuklidów i wykorzystaniu ich w chronologii środowiska w warunkach ocieplenia klimatu. Dodatkowo analizy zmienności składu izotopowego 13C i 34S w profilach głębokościowych torfów, które są bardzo dobrym materiałem do rejestracji globalnych zmian klimatycznych, dostarczą informacji na temat warunków wegetacji, sedymentacji i diagenezy. Poprzez te analizy będzie można wskazać okres (okresy) tworzenia się torfów w rejonie Hornsundu a także wyznaczyć pewne optima klimatyczne, w których następowała sedymentacja.

Streszczenie:

Obecność pierwiastków radioaktywnych w przyrodzie jest związana zarówno z naturalnymi procesami, jak i z działalnością człowieka. Człowiek uwalnia do środowiska radioizotopy (137Cs, 238, 239+240Pu, 241Am, 90Sr), które praktycznie nie powstają w sposób naturalny. Odbywa się to m. in. w wyniku próbnych wybuchów jądrowych, awarii reaktorów lub satelitów z zasilaczami jądrowymi. Radionuklidy te przyczyniają się do zwiększenia dawki promieniowania jonizującego otrzymywanej przez organizmy żywe, a dodatkowo pluton jest wysoce toksyczny. Środowisko arktyczne należy do szczególnie podatnych na zanieczyszczenie tymi radionuklidami. Podatność ta jest związana z wieloma czynnikami np. krótkością łańcuchów pokarmowych w Arktyce, szybkim przemieszczaniem się radionuklidów wzdłuż tych łańcuchów oraz silnym bezpośrednim powiązaniem środowiska morskiego i lądowego. Szczególnie narażona na te zanieczyszczenia jest europejska część Arktyki. Pomimo, że obszar ten jest położony daleko od centrów cywilizacji, to jednak i tam docierają róĹźne zanieczyszczenia radioaktywne. Oprócz globalnego opadu radioaktywnego istnieje kilka źródeł tych zanieczyszczeń rozmieszczonych wokół Spitsbergenu oraz przyległego obszaru Morza Barentsa i Oceanu Arktycznego: stosunkowo nieodległe miejsca testów jądrowych na Nowej Ziemi oraz nuklearne instalacje rozmieszczone wzdłuż rosyjskich rzek Ob i Jenisej uchodzących do Mórz: Barentsa i Karskiego. Inne potencjalne źródła zanieczyszczeń to radionuklidy uwolnione w wyniku awarii reaktora w Czarnobylu oraz jedne z największych na świecie zakładów produkcji materiałów nuklearnych Sellafield w Wielkiej Brytanii i La Hague we Francji. Radioizotopy pochodzenia antropogenicznego, które będą badane (137Cs, 238, 239+240Pu, 241Am, 90Sr), zostały wprowadzone do atmosfery w drugiej połowie XX wieku. Od czasu przedostania się ich do środowiska minął stosunkowo długi okres czasu, lecz w dalszym ciągu ich obecność możliwa jest do wykrycia. Radionuklidy te charakteryzuje zdolność do akumulowania się w glebie. Istotną rolę w określeniu stopnia zanieczyszczenia i w poznaniu obiegu radionuklidów w środowisku arktycznym mają badania ich zawartości w glebach. Opad atmosferyczny radionuklidów może zostać w pewnym stopniu zakumulowany w glebach, poza tym poprzez dwukierunkowe interakcje gleby wymieniają radionuklidy z biosferą. Dodatkowo profile pionowe dostarczą informacji na temat zmienności dostawy tych radionuklidów w czasie i o ewentualnej ich migracji w głąb profili.