ASSESSMENT OF RICE STRAW BURNING POLLUTION AND ENVIRONMENTAL RADIOACTIVITY
IN THE NILE DELTA, EGYPT *

RAMADAN, A.B.

National Centre for Nuclear Safety and Radiation Control, Atomic Energy Authority, Nasr City, 11762, B.O 7551, Cairo, Egypt.

Key words: Rice straw burning, Air pollutants, Environmental
 radioactivity, Nile delta.

تقييم التلوث الناتج عن احتراق قش الأرز والنشاط الإشعاعى البيئى
فى دلتا نهر النيل، مصر

أبو بكر رمضان

خلاصـــة

على الرغم من أن حرق قش الأرز منتشر بصورة كبيرة على مستوى العالم إلا أن المعلومات المتاحة عن تأثير التلوث الناتج عنه قليلة. يعتبر البحث دراسة أولية للتلوث الناتج عن حرق  قش الأرز بمنطقة دلتا النيل بجمهورية مصر العربية. المتوسط الساعى لانبعاثات الملوثات الناتجة عن حرق قش الأرز يمكن أن يصل إلى 32 مليجرام لكل متر مكعب من أول أكسيد الكربون لمدة ثمانى ساعات و 241 ميكروجرام لكل متر مكعب من الجسيمات العالقة الكلية لمدة 24 ساعة و155 ميكروجرام لكل متر مكعب من أكاسيد النيتروجين لمدة 24 ساعة فى منطقة دلتا نهر النيل. أظهرت القياسات التى تم الحصول عليها فى منطقة الانبعاثات (منطقة حرق قش الأرز) وداخل السحب الدخانية أن هناك نسبة عالية من ثانى أكسيد النيتروجين بالنسبة لأكاسيد النيتروجين الكلية (NO₂/NO_x) ويبين هذا أن أكاسيد النيتروجين الناتجة يحدث لها تحول سريع فى نفس منطقة الانبعاث.

 أظهرت النتائج المتعلقة بتركيب الجسيمات العالقة الكلية المجمعة من منطقة دلتا نهر النيل أثناء فترات الحرق زيادة فى تركيز أيونات البوتاسيوم (K⁺) ، النترات (NO₃^-) و الكلور(Cl^-) مع وجود علاقة توافقية فيما بينهما، كما لوحظ أثناء فترة الحرق أن التلوث الأنثروبجينى الذى عادة ما يعرف بالارتباط بين تركيز أيونات النترات (NO₃^-)  والكبريتات (SO₄^2-) غير موجود مما يدل على وجود مصدر مستقل لأيونات النترات (NO₃^-) غير مرتبط بمصدر الكبريتات (SO₄^2-) ووجد أن تركيز الأوزون السطحى بمنطقة دلتا النيل لا يتأثر بالتلوث الناتج عن حرق قش الأرز. وجدت النويدات المشعة الطبيعية مثل سلسلة ²³⁸U و سلسلة ²³²Th و ⁴⁰K والنويدات الناتجة عن الغبار الذرى المتساقط ¹³⁷Cs فى جميع العينات المجمعة.  وجد أن مستويات الإشعاع الطبيعى لكل من ²³⁸U ، ²³²Th و ⁴⁰K فى عينات التربة فى النطاق 16.2-21.6 و18.6-28.3 و 274-395 بيكريل/ كجم ، على الترتيب.

أظهرت النتائج أن المستوى الإشعاعى الطبيعى لعينات التربة يتراوح مابين 16.2-21.6، 18.6-28.3 و274-395 بيكريل/كجم بالنسبة ²³⁸U و²³²Th و⁴⁰K على التوالى، وتراوح المستوى الاشعاعى للسيزيوم-137 مابين 3.2-5.7 بيكريل/كجم، أما بالنسبة لعينات قش الأرز فقد وجد أن المستوى الاشعاعى الطبيعى لكل من لكل من ²³⁸U ، ²³²Th ، ⁴⁰K يتراوح مابين 21.1-32.5 و9.9-15.2 و796.5-1003 بيكريل/كجم على التوالى. أظهرت النتائج أن مستوى الخلفية الإشعاعية لأشعة جاما بدلتا نهر النيل منخفضة جدا وأقل من الحدود المسموح بها وأن متوسط المستويات الإشعاعية المسجلة بواسطة محطات الرصد الإشعاعى لمنطقة دلتا نهر النيل قبل وأثناء وبعد عمليات الحرق تقريبا متساوية.

ABSTRACT

Rice straw burning is a widespread practice throughout the world but there is little information about its pollutant impact. This paper deals with a preliminary study of the pollution observed in Nile Delta, Egypt, caused by rice straw burning. The mean hourly flux of pollutants produced by rice straw burning can reach values of 32 mg m^-3 of CO for 8 hour, 241 µg m^-3 of total particulate matter (TPM) for 24 hours and 155 of NO_x  for 24 hour in the Nile Delta. Measurements obtained in the area of emission and inside the fire plumes showed high ratios of NO₂/NO_x indicating that nitrogen oxides emitted by the source undergo a rapid transformation in the emission area. Results relating to aerosol composition collected in Nile delta during burning periods showed an increase in the concentration of K⁺, NO₃^-and Cl^- ions, that are inter-correlated. During the burning period, it is particularly noticeable that anthropogenic pollution (usually identifiable by the correlation between SO₄^2- and NO₃^- concentrations) disappears, indicating the existence of an independent source of NO₃^- not linked to the SO₄^2- source. Ozone concentration measured at Nile delta was not affected by the pollution generated by the burning.  The natural radionuclides (²³⁸U-series, ²³²Th-series, ⁴⁰K) and the global fallout ¹³⁷Cs were found in all collected samples. The natural radiation levels of ²³⁸U, ²³²Th and ⁴⁰K in soil samples were found to be in the ranges of 16.2-21.6, 18.6-28.3 and 274-395 Bq/kg, respectively. The absorbed man-made ¹³⁷Cs was in the range from 3.2 to 5.7 Bq/kg. In rice straw samples the natural radiation level of ²³⁸U,
²³²Th and ⁴⁰K was found to be in the range of 21.1-32.5, 9.9-15.2 and 796.5 -1003 Bq/kg respectively. The background level of gamma radiation over the Nile delta was very low and less than the permissible limits. The average radiation levels recorded by the monitoring station were nearly the same before, during and after the burning process.