توزیع عمقی سزیوم-137 چرنوبیل در خاک: از پایش تا مدل سازی

Abstract

در مطالعات توزیع عمقی Cs137 مرسوم است که نتایج داده های تجربی سنجش موجودی سزیوم در لایه های مختلف خاک را با برازش پاسخ معادله 1-بعدی پخش-پهن رفت در زمان نمونه برداری مقایسه نمایند که این روش صرفاً نمایانگر فرایند تَرابُرد خالص Cs137 در خاک های دست نخورده می باشد. درجه صحت این روش تابعی از جنس بافت خاک منطقه مورد مطالعه می باشد. تحقیقات نشان داده اند که خاک های حاوی درصد بالاتر ترکیبات رُسی قادرند Cs137 را به نحو محسوسی تثبیت نمایند. اثر فعالیت های زیستی و جمعیت کرم های خاکی در خاک سطحی نیز منجر به بروز اختلال در توزیع عمقی خالص و باز توزیع غلظت می گردد. در این پژوهش، شبیه سازی عددی 3-بعدی از فرایند تَرابُرد Cs137 نِهشتی سانحه چرنوبیل در خاک منطقه که شامل فرایند های مهم فیزیکی- شیمیایی تاثیر گذار، ارائه گردیده است. مدل عددی بر مبنای نتایج گزارش سنجش توزیع عمقی Cs137 استخراج شده نِهشت سانحه چرنوبیل در خاک برگزیده استان گیلان می باشد و در آن، مفروضات ریزش سزیوم چرنوبیل با تابعیت پالسی و همچنین مشخصات خاک منطقه لحاظ گردیده است. نشان داده شده است که توزیع عمقی تولید شده از شبیه سازی با نتایج مدل 1-بعدی پخش-پهن رفت سازگاری قابل قبولی به ویژه در پیش بینی مکان قله زیر سطحی انباشت Cs137 دارا است که ناشی از وجود محتوی رس فراوان در خاک منطقه نمونه برداری است که در کاهش سرعت نفوذ عمقی موثر است. با این حال، الگوی توزیع عمقی پیش از قله انباشتی Cs137 در مدل نظری و نتایج تجربی اختلافاتی دارند. برای پی بردن به ماهیت این تفاوت، از نمایش توزیع کسری بهره می گیریم. در این حالت، آشکار می گردد که فعالیت تجمعی کل در ناحیه خاک سطحی در دو حالت با یکدیگر تقریباً برابر می گردد که علت این انطباق را می توان به فعالیت زیستی، حضور کرم خاکی و پوشش گیاهان سطحی مرتبط دانست. علاوه بر این، قدرمطلق بیشینه اختلاف مقادیر نظری-تجربی در هر لایه خاک، حداکثر بالغ بر 10 درصد می گردد و در لایه های عمیق تر این اختلاف به تدریج محو می شود.