Ocena promieniowania beta na terenie wybranych - Eko-DOk

promieniowanie beta, monitoring, elektrociepłownie,
wysypiska śmieci, odpady azbestowe,
województwo łódzkie
Zdzisława ROMANOWSKA-DUDA, Katarzyna WYSOCKA,
Ewa JAWORSKA, Krystyna JANAS*
OCENA PROMIENIOWANIA BETA NA TERENIE
WYBRANYCH OBIEKTÓW PRZEMYSŁOWYCH
W WOJEWÓDZTWIE ŁÓDZKIM
Ustawa z dnia 29 listopada 2000 r. Prawo atomowe (Dz. U. z 2007 r. Nr 42, poz. 276 z późn. zm.)
wprowadziła jednolity system zapewniający bezpieczeństwo jądrowe i ochronę radiologiczną pracowników i ogółu ludności w Polsce i reglamentacji aktywności związanej z narażeniem na działanie
promieniowania jonizującego oraz sprawowanie nadzoru w tym zakresie. Działania te zapewniają
ochroną radiologiczną oraz ocenę sytuacji radiacyjnej kraju w warunkach normalnych i w sytuacji
zdarzeń radiacyjnych (np. w Japonii 2011 r). Celem badań było wyznaczenie promieniowania  pochodzącego od naturalnych i sztucznych izotopów promieniotwórczych w próbkach niekultywowanej
gleby, pochodzących z okolic elektrociepłowni łódzkich: EC II, EC III, EC IV oraz wysypiska śmieci
w rejonie Lublinka/k Łodzi i terenu wokół odpadów azbestowych w Jadwinówce gm. Radomsko.
W sumie pobrano 400 prób i przeprowadzono w nich pomiary radioaktywności  wyrażoną w Bq
/m2. W celach porównawczych w niniejszej pracy prezentowane są uśrednione wyniki z czterdziestu
pomiarów z każdego stanowiska dla kierunku północnego. Całość monitoringu w roku 2010
i 2011obejmowała pomiary radioaktywności  dla kierunków: wschodniego, zachodniego, północnego i południowego dla wybranych obiektów. Wykazano, iż radioaktywność w próbach pobranych
z wymienionych okolic mieszczą się w zakresie wartości obserwowanych w innych regionach województwa łódzkiego, które w roku 2009 wyniosły 0,29 - 2,47 Bq/m2. Dowiedziono, że odpady azbestowe w Jadwinówce nie są zagrożeniem dla społeczeństwa oraz zdarzenie radiacyjne po awarii elektrowni atomowej w Japonii na badanych terenach nie wpłynęło na stan bezpieczeństwa środowiska
i jego mieszkańców.
__________
*
Uniwersytet Łódzki, Katedra Ekofizjologii i Rozwoju Roślin, ul. Banacha 12/16, 90-237 Łódź.
420
Z. ROMANOWSKA-DUDA i in.
1. WSTĘP
Zanieczyszczenie środowiska przyrodniczego stanowi jedno z głównych antropogenicznych zagrożeń dla terenów przemysłowych. Szczególne zagrożenie stanowią
pierwiastki promieniotwórcze, które emitują promieniowanie beta. Część z nich znajduje się w Ziemi od momentu jej tworzenia i stanowią grupę naturalnych izotopów.
np. 40K. Zmienność aktywności izotopów naturalnych jest związana z naturalnymi
procesami zachodzącymi w naszej atmosferze oraz litosferze [1]. Promieniowanie
jonizujące jest uzależnione od radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku
i jest zróżnicowane w zależności od badanego regionu Polski. Działalność antropogeniczna taka jak przemysł wydobywczy i energetyczny, nawożenie związkami fosforu
i potasu oraz w przeszłości kopalnictwo rud uranowych przyczyniają się do zwiększenia radiacji gleby. Sztuczne izotopy promieniotwórcze są uwalniane do środowiska
w sposób kontrolowany lub niekontrolowany i tym samym zaburzają naturalne tło
promieniowania jonizującego [2]. Najgroźniejsze w skutkach są jednak awarie obiektów techniki jądrowej takie jak miały miejsce w 1986 r. awaria elektrowni atomowej
w Czarnobylu i Fukushimie w 2011 [3, 4]. Ukazały się już sprawozdania z pierwszych
pomiarów krótkotrwałych gazowych produktów rozszczepienia wykryte poza Japonią,
które miały miejsce po trzęsieniu ziemi w dniu 11 marca 2011 roku. W takich zdarzeniach losowych istniejące realne zagrożenia dla państw, nawet odlegle położonych,
wymagają od jednostek nadzorujących monitorowanie stanu bezpieczeństwa i dysponowania wiedzą na temat przemieszczania się izotopów promieniotwórczych w środowisku i bieżącego określania jego stanu [3, 4].
Promieniowanie jonizujące wpływa szkodliwie na zdrowie człowieka. W dawkach nadmiernych powoduje zaburzenia wielu ważnych związków występujących
w komórkach organizmów żywych jak lipidy, białka, cukry oraz kwasy nukleinowe.
Uszkodzenie DNA prowadzi do wielu mutacji i może wywoływać różne choroby.
Przebywanie ludzi i zwierząt w środowisku o zwiększonej dawce promieniowania
sumuje się w organizmie, co może prowadzić do zwiększenia częstości powstania
nowotworów. Zatem istnieje pilna potrzeba monitorowania środowiska w zakresie
promieniowania jonizującego i jest ona zgodna z Traktatem Ustanawiającym Europejską Wspólnotę Energii Atomowej. Art. 35 Traktatu zobowiązuje każde państwo
członkowskie do „tworzenia instalacji niezbędnych do stałego kontrolowania poziomu
promieniotwórczości powietrza, wód i gleby oraz do kontrolowania i przestrzegania
podstawowych norm” [5, 6].
Celem państwowego monitoringu środowiska jest systematyczne prowadzenie badań i dostarczanie informacji w zakresie m. in. jakości gleby, promieniowania jonizującego, pól elektromagnetycznych stanu zasobów środowiska, w tym lasów, rodzajów
i ilości substancji lub energii wprowadzanych do powietrza, wód i gleby. Program
Państwowego Monitoringu Środowiska na 2009 rok został opracowany przez Głównego Inspektora Ochrony Środowiska i obejmuje zadania wynikające z polityki eko-
Ocena promieniowania beta na terenie wybranych obiektów przemysłowych w ...
421
logicznej państwa i zobowiązań międzynarodowych, przede wszystkim związanych
z integracją Polski z Unią Europejską, podpisanymi i ratyfikowanymi przez Polskę
konwencjami środowiskowymi.
Autorzy niniejszej publikacji aktywnie włączyli się w nurt badań związanych
z monitorowaniem zanieczyszczeń radioaktywnych kluczowych miejsc na terenie
Łodzi i województwa. Tego typu zanieczyszczenia są wprowadzane do wód i gleby
przez zakłady posiadające izotopy promieniotwórcze lub materiały zanieczyszczone
izotopami. W Łodzi znajdują się trzy elektrociepłownie w bezpośrednim sąsiedztwie
osiedli mieszkaniowych, które dawniej tworzyły Zespół Elektrociepłowni, a obecnie
stanowią spółkę Dalkia Łódź S.A, w skład której wchodzą: EC-2 Elektrociepłownia nr
2, ul. Wróblewskiego 26; EC-3 Elektrociepłownia nr 3, ul. Pojezierska 70 i EC4 Elektrociepłownia nr 4, ul. J. Andrzejewskiej 5. Obiekty te stanowią drugą pod
względem wielkości elektrociepłownie w Polsce. Łączna moc cieplna wynosi ok.
2600 MW, a moc elektryczna ok. 500 MW. Ponadto na terenie woj. łódzkiego znajduje się Składowisko Odpadów Niebezpiecznych w Jadwinówce gm. Radomsko, (którego przedmiotem działalności poprzez Zakład Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych jest: przyjmowanie odpadów komunalnych i surowców z selektywnej zbiórki,
zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego oraz opadów wielkogabarytowych)
oraz Łódzki Zakład Usług Komunalnych Oddział Lublinek (w którego działalnośc
wpisana jest m. in.: gospodarka odpadami komunalnymi, utrzymanie nieczynnych
wysypisk, zaopatrzenie odbiorców w energię cieplną oraz wytwarzanie energii ze
źródeł odnawialnych).
Celem prezentowanych badań było wyznaczenie promieniowania  pochodzącego
od naturalnych i sztucznych izotopów promieniotwórczych w próbkach niekultywowanej gleby, pobieranych z warstwy o grubości 5 cm. Monitorowaniem potencjalnie
zagrożonych i zanieczyszczonych miejsc promieniowaniem jonizującym zostało objętych:
 okolice elektrociepłowni łódzkich: EC II, III i IV
 wysypisko śmieci na Lublinku
 składowisko śmieci i odpadów azbestowych w Jadwinówce gm. Radomsko.
2. METODYKA BADAŃ
W roku 2010 i 2011 pobrano próby gleb z kierunku północnego, południowego,
wschodniego i zachodniego z: okolic elektrociepłowni łódzkich: EC II, EC III, EC IV
oraz wysypiska śmieci w rejonie Lublinka/k Łodzi i terenu wokół odpadów azbestowych Jadwinówce gm. Radomsko. W sumie pobrano 400 prób gleby z punktów rozmieszczonych na terenie wymienionych obiektów, a następnie przeprowadzono
w nich pomiary radioaktywności  wyrażoną w Bq /m2.
422
Z. ROMANOWSKA-DUDA i in.
W celach porównawczych w niniejszej pracy zamieszczono uśrednione wyniki
z czterdziestu pomiarów z każdego stanowiska dla kierunku północnego. Próbki były
pobierane zgodnie z wcześniej ustalonym planem. Próbkę pierwotną stanowiła warstwa gleby, którą pobrano ze 100 cm2 i głębokości 5 cm. Próbki gleby pobrano przy
pomocy specjalnie zrobionego metalowego szablonu o wymiarach 10x10x5 cm zgodnie z zaleceniem wydanym przez Centralny Ośrodek Pomiarów Skażeń Promieniotwórczych (rys. 1). Z jednego punktu poboru pobrano losowo po 3 próby pierwotne,
tworząc próbę ogólną. Każdą próbę gleby, którą zdjęto z punktu pobierania przy pomocy saperki, wsypano do worków polietylenowych szczegółowo opisanych (numer
próby, protokół pobrania).
Rys. 1. Szablon do pobierania próbek gleby
Rys. 2. Zestaw pomiarowy: analizator MAZAR-01s z komputerem
W celu wykonania pomiarów skażeń radioaktywnych z każdej pobranej próby
ziemi (sporządzano po 3 osobne próby średnie) masę badaną wsypywano na tacę
i dokładnie mieszano, rozdrabniając grudki ziemi i usuwając resztki roślinne oraz
kamienie. Glebę suszono w suszarce w 100oC aż do stanu lekkiego pylenia i przesiewano przez sitko o oczkach średnicy 1 mm. Tak przygotowane próby umieszczano
Ocena promieniowania beta na terenie wybranych obiektów przemysłowych w ...
423
w zamkniętym, oznakowanym naczyniu polipropylenowym. Próby ważono na wadze
technicznej. Próby ziemi wsypywano do pojemnika pomiarowego (średnicy 2,5 cm
i głębokości 0,4 cm). Próby zalano acetonem i po odparowaniu wstawiano pod sondę
pomiarową analizatora MAZAR-0,1s w celu określenia poziomu radioaktywności
beta w różnych próbach gleby pobranych z badanych stanowisk dla okolice elektrociepłowni łódzkich: EC II, III i IV; wysypiska śmieci na Lublinku; składowiska śmieci
i odpadów azbestowych w Jadwinówce gm. Radomsko (rys. 3, 4, 5, 6, 7).
Badania wykonano z użyciem aparatu MAZAR 0,1s do pomiaru radioaktywności,
który został zakupiony dzięki dotacji finansowej Uniwersytetu Łódzkiego i Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Łodzi.
2.1. MIEJSCE I OBSZAR BADAŃ
Rys. 3. EC II, ul. Wróblewskiego 26
Rys. 4. EC III, ul. Pojezierska 70
Rys. 5. EC IV, ul. J. Andrzejewskiej 5
424
Z. ROMANOWSKA-DUDA i in.
Rys. 6. Wysypisko śmieci Lublinek
Rys. 7. Wysypisko w Jadwinówce
3. WYNIKI I DYSKUSJA
Wyniki pomiarów określających radioaktywność próbek gleb z poszczególnych
obiektów (kierunek północny) w 2010 r. zostały przedstawione poniżej:
Tabela 1. Wartości radioaktywności β w próbach pobranych w roku 2010 i 2011
z okolic obiektów przemysłowych w Łodzi i wysypisk śmieci na Lublinku /k Łodzi
i w Jadwinówce gm./Radomsko dla kierunku północnego
Miejsce poboru prób
Elektrociepłownia EC II, Łódź,
ul. Wróblewskiego 26
Elektrociepłownia EC III, Łódź,
Pojezierskiej 70
Elektrociepłownia EC IV, Łódź,
ul. Jadzi Andrzejewskiej 5
Średnia wartość dla elektrociepłowni: EC II; EC III; EC IV
Łódź, ul. Zamiejska, wysypisko
śmieci [Lublinek]
Wysypisko odpadów azbestowych
Jadwinówka k/Radomska
Średnia wartość dla wysypisk
Radioaktywność β [Bq/m2]
średnia wartość
0,40
0,40
0,63
0,48
0,54
0,58
0,56
Wyniki pomiarów wskazują, że promieniowanie beta w poszczególnych próbkach
pobranych z pięciocentymetrowej warstwy gleby zawierały się w granicach od 0,40
do 0,63 Bq/m2. Najwyższe poziomy – zanotowano dla prób pobranych z okolic elektrociepłowni EC IV [Tab. 1]. Ogólnie: dla elektrociepłowni usytuowanych na terenie
Łodzi średnia wartość promieniowania β dla próbek gleby wynosiła 0,48 Bq/m2.
Ocena promieniowania beta na terenie wybranych obiektów przemysłowych w ...
425
Z kolei dla prób pobranych z wysypisk śmieci na Lublinku k/Łodzi i z wysypiska
odpadów azbestowych w Jadwinówce gm. Radomsko wartość średnią promieniowania β określono na 0,56 Bq/m2. Przedstawione wyniki są porównywalne z wynikami
uzyskanymi w ramach prowadzonej Sieci Wczesnego Wykrywania Skażeń Promieniotwórczych wykonanych przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy oraz Centrum Monitoringu Klimatu Polski. W roku 2010
dokonano pomiarów globalnej aktywności beta próbek dobowych opadu całkowitego
oraz pomiary miesięcznych próbek opadu całkowitego w 9 stacjach pomiarowych:
Warszawie, Gdyni, Włodawie, Świnoujściu, Poznaniu, Lesku, Zakopanem, Legnicy
i Mikołajkach. W wyniku dokonanych pomiarów najniższa wartość promieniowania
beta została odnotowana w stacji Świnoujście i wynosiła 1 Bq/m2, a najwyższa wartość tego parametru to 19 Bq/m2 w stacji Warszawa. Z kolei uzyskane wyniki jako
średnie miesięczne wartości aktywności beta opadu całkowitego dobowego w 2010
roku zawierały się w przedziale 0,5 do 1,8 Bq/m2 [7].
Aktywność beta sztucznych radionuklidów w powietrzu w roku 2010 wynosiła od
0 do 1,172 Bq/m3 (wartość średnia roczna 0,080 Bq/m3). Z kolei aktywność beta opadu całkowitego dobowego zmierzona w ciągu roku oraz roczna suma aktywności beta
opadu całkowitego dobowego zawierała się w przedziale 0-7 Bq/m2 , a średnia suma
roczna miała wartość 0,332 Bq/m2. Pomiary aktywność beta opadu miesięcznego wykazały wartość minimalną 1 Bq/m2, maksymalną 19 Bq/m2. Wartość średnia roczna to
8 Bq/m2 [7].
Zestawiając wyniki pomiarów (z 9 stacji pomiarowych) w roku 2010 z poprzednimi latami, zakres średnich wartości rocznych uzyskanych w latach 2000-2010 wynosił: średnia sumaryczna roczna aktywność beta opadu całkowitego: 0,330 – 0,340
Bq/m2; Średnia roczna aktywność beta opadu miesięcznego: 6,0 - 8,2 Bq/m2. Zmierzone w roku 2010 wartości promieniowania były na poziomie naturalnego tła i nie
stwierdzono przez Jednostki nadzorujące pomiary uwolnienia do atmosfery nowych
izotopów promieniotwórczych, a uzyskane wyniki świadczą o tym, że poziom promieniotwórczości beta w przyziemnej warstwie atmosfery nie odbiegał od poziomu,
który był zmierzony w poprzednich latach [7].
4. WNIOSKI
Na podstawie rezultatów badań własnych zawartych w niniejszej publikacji można
stwierdzić:
1. Radioaktywność we wszystkich próbach pobranych z wymienionych okolic
obiektów przemysłowych i wysypisk śmieci mieszczą się w zakresie wartości
obserwowanych w innych regionach województwa łódzkiego, które w roku
2009 wyniosły 0,29 - 2,47 Bq/m2. [2]
426
Z. ROMANOWSKA-DUDA i in.
2. Stan źródeł promieniowania jonizującego i poziomy promieniowania w środowisku naturalnym w badanych glebach z okolic ww, na których znajdują się
obiekty przemysłowe i wysypiska śmieci, nie stwarzają zagrożenia dla społeczeństwa, w zakresie promieniowania jonizującego .
3. Zdarzenie radiacyjne po awarii elektrowni atomowej w Japonii na badanych terenach nie wpłynęło negatywnie na stan bezpieczeństwa środowiska i jego
mieszkańców.
LITERATURA
[1]
AGBALAGBA E.O., ONOJA R.A., Evaluation of natural radioactivity in soil, sediment and water
samples of Niger Delta (Biseni) flood plain lakes, Nigeria, Journal of Environmental Radioactivity
2011, Vol. 102, 667-671.
[2] GŁÓWNY INSPEKTORAT OCHRONY ŚRODOWISKA: Raport o stanie środowiska w Polsce
2008; Biblioteka Monitoringu Środowiska,Warszawa 2010.
[3] BOWYER T.W., BIEGALSKI S.R., COOPER M., ESLINGER P.W., HAAS D., HAYES J.C.,
MILEY H.S., STROMA D.J., WOODS V., Elevated radioxenon detected remotely following the
Fukushima nuclear accident, Journal of Environmental Radioactivity, 2011, Vol. 102, 681-687.
[4] MØLLER A.P., MOUSSEAU T.A., Conservation consequences of Chernobyl and other nuclear
accidents, Biological Conservation, 2011, Vol. 144 , 2787–2798.
[5] Wersja skonsolidowana Traktatu Ustanawiającego Europejską Wspólnotę Energii Atomowej
(2010/C 84/01). Art. 35; 30.03.2010. s. 21.
[6] STRAND P., BERESFORD N., COPPLESTONE D., GODOY J., JIANGUO L., SAXE´N R.,
YANKOVICH T., BROWN J., Environmental Protection: Transfer Parameters for Reference Animals and Plants, Ed. C.H. CLEMENT The International Commission on Radiological Protection,
2009, Vol. 114.
[7] IMIGW PIB, CENTRUM MONITORINGU KLIMATU POLSKI. Wykonywanie pomiarów
w Sieci Wczesnego Wykrywania Skażeń Promieniotwórczych w latach 2011 – 2012. Etap I. Raport
przedstawiający wyniki za rok 2010. Warszawa 2011.
EVALUATION OF BETA RADIATION IN SELECTED INDUSTRIAL FACILITIES
IN THE LODZ REGION
The Act of 29 November 2000 law on atomic power introduced a uniform system to ensure nuclear
safety and radiological protection of workers and the general public in Poland and the rationing activities
involving exposure to ionizing radiation and supervision in this area. These actions will ensure the
radiological protection and evaluation of radiation situation in the country under normal conditions and in
radiation emergency situations (eg in Japan, 2011). The aim of this study was to determine radiation from
natural and artificial isotopes in samples of soil from the surroundings of plants in Lodz: EC II and EC
III, IV and EC landfill near Lublinek (Lodz region) and the area around asbestos waste Jadwinówce near
Radomsko. A total of 400 samples were collected and measurements of radioactivity were carried out
expressed in Bq/m 2. Averaged results of forty measurements at each position to the north are presented in
this study for comparative purposes. Active monitoring in 2010 and 2011included radioactivity
measurements for directions: east, west, north and south for the selected objects. It has been shown that
Ocena promieniowania beta na terenie wybranych obiektów przemysłowych w ...
427
the radioactivity in the samples taken from the mentioned areas are within the range of values observed in
other regions of Lodz Province, which in 2009 amounted to 0.29 - 2.47 Bq/m2. It has been proved that
the asbestos wastes in Jadwinówka are not a threat the to public and the radiation appearing after the
nuclear power plant accident in Japan did not affect the safety of the environment and its inhabitants in
the studied areas.