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OriginalarbeitenCäsium-137 in Böden saarländischer Waldökosysteme Udo Kastenholz Korrespondenzautor: Dr. Udo Kastenholz, Universität des Saarlandes, Zentrum für Umweltforschung, Physische Geographie, Am Markt, Zeile 2, D-66125 Saarbrücken; e-mail: u.kastenholz@rz.uni-sb.de
DOI: http://dx.doi.org/10.1065/uwsf2000.04.008
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Ziel und Schwerpunkte --
Um das Verhalten des künstlichen Radionuklids 137Cs im Landschaftshaushalt der Saar-Lor-Lux Region zu klären, wurden die räumliche Verteilung sowie das deszendente Migrationsverhalten und die Tiefenfunktionen des Radioisotops in den wichtigsten Bodensubstraten saarländischer Waldökosysteme untersucht.
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Ergebnisse --
Demnach finden sich die höchsten 137Cs-Aktivitäten im Norden des Landes, während die Gebiete im Süden und Südosten deutlich geringere Konzentrationen aufweisen. Es konnten deszendente Migrationsraten zwischen 0,25 cm/a und 1,0 cm/a festgestellt werden. Durchschnittlich treten die höchsten Migrationsraten in den tonig-schluffigen Substraten des Muschelkalks auf (0,66 cm/a), gefolgt von den lehmig ausgeprägten Substraten des Unterrotliegenden (0,53 cm/a) und den sandigen Substraten des Buntsandsteins (0,41 cm/a). In den tonarmen Bodensubstraten des Unterrotliegenden und des Buntsandsteins lassen sich 90 - 95% der Aktivitäten in den oberen 10 cm der humusreichen Oberböden nachweisen, wohingegen in den tonreichen Substraten des Muschelkalks bis zur gleichen Tiefe nur etwa 70 - 76% zu finden sind.
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Schlussfolgerungen --
Mit einem Abnehmen der als Leitbahnen fungierenden Primär- und Sekundärporen in zunehmender Tiefe ist künftig mit einer deutlichen Reduzierung der Verlagerungsgeschwindigkeit von 137Cs in den Substraten des Muschelkalks zu rechnen. Insbesondere bei geringmächtigen Böden auf kluftreichem Ausgangsgestein impliziert die maximale Eindringtiefe des Isotops von 40 cm in den Unterboden jedoch eine mögliche Kontamination des oberflächennahen Grundwassers, ebenso wie an Standorten mit hohem Grundwasserstand.
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Ausblick --
Aufgrund der hier vorgestellten Ergebnisse wurde ein 137Cs-Monitoring in das Boden-Dauerbeobachtungsprogramm des Landesamts für Umweltschutz des Saarlandes aufgenommen. | | Schlagwörter:137Cs; Böden; Cäsium-137 (137Cs); deszendente Migrationsraten; räumliche Verteilung, 137Cs; Saarland; Tiefenfunktion; Waldökosysteme |
Cesium-137 in the Soils of Forest Ecosystems of the Saarland (South-western Germany) (Research article) Udo Kastenholz Corresponding author:: Dr. Udo Kastenholz, Universität des Saarlandes, Zentrum für Umweltforschung, Physische Geographie, Am Markt, Zeile 2, D-66125 Saarbrücken; e-mail: u.kastenholz@rz.uni-sb.de
Scopes and main features --
In order to explain the behaviour of the artificial radioisotope 137Cs towards landscape resources in the Saar-Lor-Lux-Region, the cross-border region between southwestern Germany/Saarland, France/Lorraine and Luxembourg, regional distribution as well as downward translocation and depth functions of 137Cs in the main soil substrates of forest ecosystems in the Saarland were investigated.
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Results --
The study shows that the highest 137Cs activities are found in the north of the Saarland, whereas the south and south-eastern regions show distinctly lower concentrations of 137Cs. Migration rates range between 0.25 cm/a and 1.0 cm/a. On an average, the highest migration rates were found in the clayey-silty substrates of the lime stone areas in the Muschelkalk regions (Middle Triassic) (0.66 cm/a), followed by the loamy substrates of Lower Permian clastic sediments (Unterrotliegendes) (0.53 cm/a) and the sandy substrates of the Buntsandstein areas (Lower Triassic sandstone) (0.41 cm/a). 90 to 95% of the 137Cs activities in the clay-poor soils of the Unterrotliegendes and the Buntsandstein were traced in the upper 10 cm of the humus topsoil. The substrates of the lime stone areas (Muschelkalk), in contrast to this, reveal a 137Cs activity of only 70 - 76% at the same depth.
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Conclusions --
Due to the fact that the primary and secondary pores of the soil pore system, in their function as translocation pathways, decrease with increasing soil depth, a significant reduction in the migration rates of 137Cs can be expected with increasing soil depth. On the other hand, the maximal migration depth of 40 cm found in shallow soils on jointed parent material, as well as on sites with high groundwater tables, implies a possible contamination of near-surface groundwater.
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Future outlook --
Based on the results of this study, a permanent monitoring of 137Cs was added to the long-term Soil Monitoring Program run by the Federal Administrative Office of Environment of the Saarland (Landesamt für Umweltschutz des Saarlandes). | | Keywords: 137Cs; Cesium-137 (137Cs); depth function; downward migration rates; forest ecosystems; regional distribution, 137Cs; soils; south-western Germany (Saarland) |
12 UWSF (3) 131-136 (2000)
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