7/77 - Institute of Oceanology, Polish Academy of Sciences (IO PAS)

OCEANOLOGIA N r 7 (1977)
89
R YSZAR D B O JA N O W SK I
JA N U S Z PE M PK O W IA K
P o lsk a A k a d em ia N au k
Z akład O cean olog ii — S op ot
AKUMULACJA 90Sr, i37Cs, i°GRu, » ‘Ce i 239,24oPu w ROŚLINACH
WODNYCH POŁUDNIOWEGO BAŁTYKU*
T r e ś ć : 1. W stęp 89, 2. M a teria ły i m eto d y 90, 3. W y n ik i 93, 4. D y sk u sja 98; S u m m a ry 103; L iteratu ra 103.
1. W STĘP
Morze Bałtyckie należy do grupy płytkich mórz śródkontynentalnych.
C harakterystyczną cechą tego zbiornika jest stosunkowo niewielka po­
jemność, wynosząca 20,5 tys. km 3, znaczny dopływ wód rzecznych i opa­
dowych (odpowiednio 444 km 3 i 172 km 3 na rok) oraz ograniczona swo­
boda w ym iany wód z system em mórz otw artych. Ta sytuacja w yw iera
niekorzystny w pływ na samooczyszczające właściwości wód B ałtyku
i stw arza w arunki sprzyjające nadm iernem u nagrom adzeniu się substan­
cji toksycznych, w prow adzanych do tego morza w w yniku gospodarczej
działalności człowieka.
Dla zilustrow ania tego problem u można wspomnieć, że współczesne
zanieczyszczanie powierzchniowych wód B ałtyku radioaktyw nym i izoto­
pam i stro n tu i cezu, pochodzącymi z globalnego opadu atmosferycznego
(falloutu), jest blisko siedm iokrotnie większe niż dla wód A tlantyku na
tej samej szerokości geograficznej [5].
Organizm y morskie dzięki swym zdolnościom akum ulacyjnym w y­
chw ytują rozm aite składniki z otaczającej wody i nagrom adzają je w
tkankach w ilościach niekiedy tysiące razy przekraczających stężenie pa­
nujące w otoczeniu [7, 11]. Przenoszenie szkodliwych substancji w cyklu
pokarm ow ym na coraz wyższe poziomy troficzne może w określonych
w arunkach doprowadzić do niekorzystnych następstw ekologicznych.
W chwili obecnej radioaktyw ne skażenia nie stanow ią dla B ałtyku
większego zagrożenia, ponieważ liczba lokalnych źródeł zanieczyszczeń
prom ieniotwórczych jest, jak dotąd, niewielka, a głównym źródłem sztu­
cznej radioaktyw ności w środowisku bałtyckim jest opad atm osferyczny
(fallout). Jednakże ze względu na w zrastające potrzeby energetyczne
*
P raca zo sta ła w y k o n a n a w ram ach p rob lem u reso rto w eg o P A N n r 05, k o o r­
d y n ow an ego przez In sty tu t G eo fiz y k i P A N oraz w ram ach p orozu m ien ia b a d a w ­
czego IA E A N o 598/POL/R2.
państw nadbałtyckich należy się w niedalekiej przyszłości liczyć z coraz
większym rozwojem energetyki jądrow ej w tym basenie. Stw arza to po­
trzebę bardziej dokładnego rozpoznania radioekologicznego środowiska
bałtyckiego dla jego zabezpieczenia przed ujem nym i skutkam i odprowa­
dzania radioaktyw nych odpadów.
W niniejszej pracy podjęliśm y próbę określenia współczesnego pozio­
mu skażenia szeregu bardziej rozpowszechnionych gatunków wodorostów
bałtyckich niektórym i pierw iastkam i promieniotwórczymi, w sytuacji
kiedy nie działają w tym rejonie żadne instalacje jądrowe. Przedm iotem
analiz były radionuklidy 90Sr, 3l7Cs, 106Ru i 144Ce, k tóre ze względu na
stosunkowo długi czas życia i znaczny procentow y udział w produktach
rozszczepienia mogą być jeszcze obecnie w ykryte w otaczającym środo­
wisku jako składniki globalnego falloutu i przedstaw iają największe po­
tencjalne zagrożenie dla środowiska. Ze względu na to, że w procesach
pobierania pierw iastków chemicznych z otoczenia organizm y żywe w y­
kazują niekiedy znaczną selektywność, inform acje o rozkładzie zaw ar­
tości poszczególnych radionuklidów w badanych gatunkach roślin mo­
głyby stanowić podstaw ę do oceny ich przydatności jako wskaźniki
radioaktyw nego zanieczyszczenia środowiska.
2. MATERIAŁY I METODY
Próby roślinności zostały pobrane w sierpniu 1973 r. przez płetw o­
nurka. Miejsca poboru prób pokazane są na ryc. 1, a skład gatunkow y
przedstawiono w tabeli 1. C harakterystykę w arunków w egetacji roślin
w tym rejonie omówiono we wcześniejszej pracy [3]. P obrany m ateriał
po rozdzieleniu na gatunki został starannie oczyszczony z ciał obcych
i opłukany wodą morską, a następnie wysuszony na pow ietrzu i rozdrob­
niony. Do analizy brano 20—100 g suchej masy, przygotow ując jedną lub
dwie równoległe próby w zależności od ilości dysponowanego m ateriału.
Przed analizą próbki suszono w 90°C do stałego ciężaru i ważono.
Oznaczenia w ykonywano stosując metodę kolejnego wydzielania
i oznaczenie radionuklidów z jednej odważki. Przedstaw ia się ona w skró­
cie następująco: m ateriał spopielano w piecu m uflow ym w tem p. 500°C,
po uprzednim usunięciu większości substancji lotnych na palniku gazo­
wym. Czas w yprażania w piecu wynosił przeciętnie dwie doby. Popiół
zwilżano wodą i rozpuszczano w kwasie solnym, a następnie do każdej
próby dodano wskaźników i nośników w następujących ilościach:
S r2+
250 mg
Nd3+
20 mg
S12PU3+
1,790
dpm
Cs+
10 mg
Ce3+
10 mg
!13Am3+
1,552 dpm
Ru3+
10 mg
T a b ela 1
T ab le 1
Z aw a rto ść 90Sr, 137Cs, 144Ce i 106R u w ro ślin n o ści b a łty ck iej
p ob ran ej w sierp n iu 1973 r.
C on cen tration s o f 90Sr, 137Cs, 14JCe an d '“‘R u in B a ltic sea w e ed s
c o lle cted in A u g u st 1973
•rH O
o
fa
a
£E
£
aa
a
M
G atu n ek
S p ecies
A k ty w n o ść pC i/kg s.m .
(dry w eig h t)
M iejsce
p obrania
P la c e of
c o llectio n
°°Sr
i» C s
144Ce
»•»Ru
G
B
128± 6
67 + 16
116+ 6
1 4 6+ 17
110+40
180±30
31 + 11
49±32
361 + 12
303+11
110+20
29±12
358 + 13
251+43
•
12 + 10
538±23
220 + 10
Z ielen ice (green algae)
1
2
E n tero m o rp h a sv .
C la d o p h o ra sp.
!.
B ru n a tn ice (b row n ilg a c )
3
4
5
F ucus v e sic u lo su s
— m łod sze odroślą
(you n ger o ff-sh o o ts)
— stara p lech a
(old thallus';
— recep ta k le
(recep tacles)
B
'
K rasn orosty (red a lgae)
6
7
8
9
F u rcella ria fa s tig ia ta
P h y llo p h o ra B ro d ia ei
C e ra m iu m d ia p h a n u m
C e ra m iu m d ia p h a n u m
32± 8
P
P
P
G
49+ 6
43 ± 6
42+ 3
63±13
277 + 13
146 + 11
1410 + 5 0
365 + 23
1220 + 140
1790+150
1 2 5 + 50
7 2 + 64
126+48
900+66
23 + 23
76+43
P
P
P
92± 3
81 ± 7
80± 3
40± 3
4 4 0 + 30
1 4 0 + 70
48± 7
96+74
82+ 4
87+ 4
89± 6
33+ 2
152+ 6
31+ 4
6 3 + 32
1 2 0 + 34
8 2 + 76
40 + 10
24 + 10
37± 7
K w ia to w e flo w e r in g
p lan ts)
10
11
12
13
14
M y r io p h y llu m sp ic a tu m
P o ta m o g e to n p e c tin a tu s
Z o ste ra m a rin a
— liśc ie (lea v es)
— k orzen ie (roots)
Z o stera m a rin a
G
A ktyw ności przeliczono na dzień p o b ra n ia prób.
P ró b k i b yły po b ran e w n a stęp u jąc y c h obszarach B a łty k u :
P — Z atoka P u c k a
G — Z atoka G dańska
B — O tw a rty B a łty k p rz y Rozew iu.
T he a ctiv ities w ere c o rre c te d fo r decay to th e d a te of collection. Sam ples w ere ta k e n in
th e follow ing a rea s of th e B altic sea:
P — P u c k Bay
G — G dańsk B ay
B — O pen B altic a t Rozew ie.
R yc. 1. L o k a liza cja m ie jsc poboru prób ro ślin n o ści
F ig. 1. L ocation o f sa m p lin g site s of se a w e e d s
P róbki ogrzewano pod przykryciem w ciągu 8 godzin, a następnie
odparowano do sucha. Sole rozpuszczono w rozcieńczonym HC1 i prze­
sączono (przesącz I). Pozostałość spalono w raz z sączkiem i stopiono
z sodą, a następnie wyługowano wodą. Pozostały osad rozpuszczono w
HC1 z dodatkiem H 2O2 i w ytrącono wodorotlenki za pomocą NaOH
(pH 9). Osad połączono z głównym przesączem, a roztw ór znad osadu
zaw ierający część stro n tu zachowano do dalszej analizy (przesącz II).
Z przesączu I w ytrącono w odorotlenki za pomocą roztw oru NaOH (pH
8—9). W ytrącenie powtórzono po uprzednim rozpuszczeniu osadu w
H C I O 4 . Osad przenoszono do kolby i oddestylowano ru ten ze środowiska
H C I O 4 , pochłaniając pary R u 0 4 w 6 M N a O H .
Do alkalicznego roztw oru dodawano 5 ml etanolu i ogrzewano do w y­
trącenia Ru (OH)4. Osad odwirowano, rozpuszczono w HC1, ru ten zredu­
kowano w postaci metalicznej za pomocą magnezu i osad zebrano na fil­
trze m em branowym . Stopień wydzielania nośnika oznaczano wagowo.
Aktywność beta preparatów określano na niskotłowej aparaturze UGB-2
z licznikiem GM pracującym w układzie antykoincydencji.
Z pozostałości po w ydestylow aniu ru ten u w ytrącono cer, neodym,
pluton i am eryk za pomocą kw asu fluorowodorowego i po przekształce­
niu fluorków w w odorotlenki rozpuszczano je w HC1, doprow adzając
stężenie kw asu do 9 M. P luton wydzielano na am onicie Dowex 1 X 8 i po
elektrolitycznym osadzeniu na płytkach stalowych oznaczano metodą
spektrom etrii alfa.
W yciek z kolum ny odparow ano do sucha, pozostałość przekształcono
w azotany i rozpuszczano w 9 M H N 0 3. Cer utleniano do + IV za pomo­
cą N aB r0 3 i ekstrahow ano ketonem m etylo-izobutylow ym . Cer usuwano
z fazy organicznej za pomocą wody z dodatkiem H20 2 i w ytrącano za po­
mocą kwasu szczawiowego. Stopień wydzielania oznaczano wagowo.
Aktywność preparatów ceru określano za pomocą urządzenia UGB-2 m ie­
rząc składow ą U4P r po odcięciu prom ieniow ania U4Ce za pomocą płytki
Al o grubości 250 mg/cm2. Pozostałość po w ydzieleniu ceru zachowano
do oznaczenia 241Am według opisanej m etody [4],
G łówny przesącz po oddzieleniu wodorotlenków zakwaszano do pH
1—2 i dodawano 1 g drobnokrystalicznego fosforomolidbenianu amono­
wego (AMP). Następnego dnia osad AMP oddzielano i po rozpuszczeniu
w roztw orze NaOH z dodatkiem w ersenianu nanoszono na kolum nę z ży­
wicą Bio-Rex-40 o w ym iarach złoża 0 10 X 150 mm. Przeszkadzające ka­
tiony usuw ano za pomocą 0,3 M HC1 (380 cm3, 1— 2 cm3/min), a cez w y­
mywano za pomocą 70 cm3 3 M HC1. Po odparow aniu kw asu pozostałość
rozpuszczano w wodzie i w ytrącano cez kw asem chloroplatynow ym . W y­
dajność nośnika określano wagowo.
Aktywność p rep aratu określano na podstawie pom iaru prom ieniow a­
nia beta w aparacie UGB-2. Do roztw oru pozostałego po oddzieleniu cezu
na AMP dołączano przesącz II i w ytrącano w ęglany za pomocą roztw oru
Na2Co3. S tron t oddzielano od w apnia przez czterokrotne w ytrącenie
S r(N 0 3)2 w 70% H N 0 3, oczyszczano przez w ytrącenie Fe(OH)3 i B aC r0 4,
a następnie osadzono jako S rC 0 3 i ważono w celu określenia odzysku
nośnika. Osad rozpuszczano w roztworze HC1, dodawano 3 mg Fe3+ i po­
zostawiano na 3 tygodnie. Nagromadzony 90Y współstrącano z Fe(OH)3 za
pomocą am oniaku, osad przenoszono na filtr m em branow y i mierzono
aktywność beta w urządzeniu UGB-2.
Równolegle z próbkam i wykonywano analizy szeregu ślepych prób,
do których poza wym ienionym i nośnikam i dodawano sole żelaza, m an­
ganu, m agnezu i w apnia w charakterze balastu im itującego m ineralne
składniki próbek.
3. WYNIKI
W yniki pom iarów pokazano w tabelach 1, 3 i 5. Ja k w ykazują przed­
stawione dane, współczesny poziom aktywności badanych radionuklidów
jest bardzo niski i w porów naniu na przykład z zaw artością 90Sr i 137Cs
w roślinach upraw nych odpowiednie stężenia w wodorostach są mniejsze
o 2—3 rzędy wielkości. We w szystkich badanych próbach udało się jed-
fe
nak stw ierdzić obecność w szystkich m ierzonych radionuklidów , naw et
tych, które charakteryzują się stosunkowo krótkim okresem półrozpadu,
106Ru i 144Ce. W szystkie zmierzone w artości zaw arte są w dosyć szerokim
zakresie aktywności od 2 do 270 pCi/kg m ateriału o wilgotności n atu ra l­
nej. Wysokie aktyw ności w ystępują rzadko, np. wartości powyżej
100 pCi/kg stanow ią ok. 6% w szystkich wyników, natom iast stężenia po­
niżej 10 pCi/kg stanow ią ok. 41% zbioru.
T a b ela 2
T a b le 2
W sp ó łczy n n ik i k o n cen tra cji d la °°Sr i 137Cs w ro ślin n o śc i b a łty ck iej
o
w ilg o tn o śc i n a tu ra ln ej
C on cen tration fa cto rs fo r 90 S r an d l37Cs in B a ltic sea w e e d s
ex p r e sse d on fresh w e ig h t b asis
N r próbk i
G atu n ek
S a m p le no.
S p ecies
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Z iele n ice (green algae)
E n te ro m o rp h a sp.
C la d o p h o ra sp.
B ru n a tn ice (b row n a lgae)
F ucus v e sic u lo su s
— m ło d sze odroślą
(you n ger o ff-sh o o ts)
— sta ra p lech a
(old th a llu s)
— r ecep ta k le
(recep tacles)
K ra sn o ro sty (red algae)
F u rcella ria fa s tig ia ta
P h y llo p h o ra B ro d ia e i
C e ra m iu m d ia p h a n u m
C e ra m iu m d ia p h a n u m
K w ia to w e (flo w erin g p lan ts)
M y r io p h y llu m sp ic a tu m
P o ta m o g e to n p e c tin a tu s
Z o ste ra m a rin a
— liśc ie (lea v es)
— k o rzen ie (roots)
Z o ste r a m a rin a
M iejsce
pob ran ia
P la c e o f
co llec tio n
W ilg o t­
ność
W ater
co n ten t
W sp. k o n ce n tra c ji
C on cen tration
fa cto r
90Sr
™CS
93
90
13
10
10
18
76
123
90
63
190
116
87
100
36
P
P
P
G
82
85
85
85
12
9
9
14
62
28
265
69
P
P
P
88
88
16
14
12
6
86
82
86
16
22
18
6
34
5
G
B
%
B
G
Przy obliczeniu w spółczynników k o n c e n tra c ji p rz y ję to , że śre d n ia ak ty w n o ść ,0S r i 15?Cs w po­
w ierzchniow ej w odzie B a łty k u w ynosi odpow iednio 0,7 pCi/dm ! i 0,8 pCi/dm 3 (Iw anow a i in.,
1972).
In calcu latin g th e c o n ce n tra tio n fa c to rs th e av erag e a ctiv ities for MS r and I3,Cs w ere
assum ed to b e 0.7 pCi a n d 0,8 pCi p e r k ilo g ra m of th e B altic su rfa ce w a te r (Ivanova
e t al., 1972).
T ab ela 3
T ab le 3
Z aw artość 9°Sr, 137Cs, «»»Ru i 144Ce
w trzech g a tu n k a ch r o ślin sło d k o w o d n y ch p ob ran ych 15 w r ześn ia 1974 r.
z potoku R ad u n i w B ab ich D ołach
C on cen tration o f 80Sr, 187Cs, 106Ru and 14,|Ce
in th ree sp ecies o f fr e sh w a te r p la n ts co llected in th e R ad u n ia
strea m at B a b ie D o ły on 15 S ep tem b er 1974
N r próbki
S a m p le no.
15
16
17
G atu n ek
S p ecies
E lodea
ca n a d en sis R ich.
P o ta m o g e to n
p e c tin a tu s L.
P o ta m o g e to n
crisp u s L.
A k ty w n o ść p C i/k g s.m .
(dry w eig h t)
*)
W ilgoć
W ater
P op iół
A sh
%
%
90Sr
137Cs
im ru
i« C e
86,9
26,4
216+14
76+6
348 + 16
460 + 28
92,2
20,6
146+ 11
48+4
187+ 8
309 + 20
90,7
17,9
183+ 9
33+3
182+10
306+14
* A ktyw ności przeliczono na dzień p o b ra n ia prób.
T he a c tiv ities w ere co rre c te d fo r decay to th e d a te of collection.
W rozmieszczeniu poszczególnych radionuklidów w poszczególnych
gatunkach wodorostów można stwierdzić szereg prawidłowości. N ajw yż­
sze stężenia 90Sr w ystępują w glonie b ru n atn y m Fucus vesiculosus, n a j­
niższe natom iast spotyka się w glonach z klasy krasnorostów. Pozostałe
gatunki w ykazują w artości pośrednie. Rozmieszczenie 90Sr w morszczynie
jest nierów nom ierne. S tarsze części plechy zaw ierają więcej 90S r niż mło­
de, a te więcej niż części wierzchołkowe z receptaklam i. Ten sam charak­
te r rozkładu zaobserwowano również dla strontu stabilnego we wcze­
śniejszej pracy [3], W obu w ypadkach współczynniki akum ulacji są b ar­
dzo zbliżone, co świadczy o identycznym mechanizmie pobierania stabil­
nego i radioaktyw nego stro n tu z wody m orskiej przez morszczyn.
Najwyższe aktyw ności 137Cs znaleziono w glonach należących do klasy
krasnorostów, a następnie w morszczynie. W jednej próbie Cerami um
diaphanum stwierdzono anom alnie wysoką zawartość 137Cs, co wzbudziło
podejrzenie przypadkow ego zanieczyszczenia preparatu. Pow tórna anali­
za tej samej próbki dała jednak identyczny w ynik w przedziale błędu
statystycznego. Ponieważ możliwość skażenia m ateriału izotopem 137Cs
w trakcie w ykonywania analiz była nieprawdopodobna, należy przypusz­
czać, że w pew nych w arunkach rozmieszczenie cezu w środowisku wod­
nym może być niejednorodne.
Analizując jedną próbę Zostera marina rozdzieloną na części anatom i­
czne stwierdzono, że zawartość 137Cs w korzeniach jest około pięciokrot-
Fig. 2. Concentration of 9°Sr in seaweeds expressed on dry and fresh weight basis (white
shaded columns, resp.); the numbers under the bars correspond
to the sample number in
tab les.
and
the
Ryc. 2. Zawartość 90Sr w próbkach roślinności w przeliczeniu na materiał suchy
(białe
słupki)
i o w ilgotności naturalnej (pola zakreskow ane); numery pod słupkami odpow iadająnum eracji pró­
bek w tab licach
Oceanologia n r 7
roślinności (objaśnienia
of 137Cs in sea w eed s
1S7Cs w próbkach
Fig. 3. Concentration
Ryc 3. Zawartość
jak w ryc. 2)
nie wyższa niż w liściach. Trudno w tej chwili ocenić, na ile zróżnico­
wanie to jest w ynikiem właściwości samego m ateriału roślinnego, a na
ile w płynęło tu przypadkow e zanieczyszczenie m ateriału m ineralnym i
cząstkam i podłoża. W edług naszych pomiarów, powierzchniowe osady
denne B ałtyku zaw ierają od 20 do 300 pCi 137Cs/kg s.m., przy czym niż­
sze w artości są typow e dla osadów piaszczystych. W ydaje się mało p ra­
wdopodobne, żeby udział cezu związanego z cząstkam i osadu był na tyle
duży, aby spowodować tak znaczne zróżnicowania wyników dla korzeni
i liści badanych egzem plarzy Zostery.
Na podstawie w yników analiz rów noległych prób roślinności można
stwierdzić, że rozkład U4Ce i 106Ru jest dosyć nierów nom ierny, co może
mieć bezpośredni związek z fizykochemicznymi postaciami tych nukli­
dów w wodzie morskiej. W ystępują one w postaci drobnej zawiesiny lub
w postaci koloidalnej i m ają skłonności do adsorbowania się na powie­
rzchniach. Można było przypuszczać, że największe stężenia tych nukli­
dów będą w ystępow ały w gatunkach charakteryzujących się nitkow atym pokrojem plechy i w związku z tym dużą pow ierzchnią właściwą.
Przypuszczenie to zostało potw ierdzone doświadczalnie, gdyż najwyższe
aktywności 144Ce i 106Ru znaleziono właśnie w takich gatunkach, należą­
cych do klasy krasnorostów. Przytoczone w tabeli 3 w yniki analiz nie­
których gatunków roślin słodkowodnych, pobranych w rzece Radunia
ok. 30 km od miejsca poboru roślin morskich, w ykazują podobny rząd
aktywności. Jednakże ze względu na niższe stężenie radionuklidów w
wodzie rzecznej współczynniki akum ulacji są o rząd wielkości wyższe niż
dla roślin żyjących w środowisku morskim.
4. DYSKUSJA
Na podstaw ie licznych publikacji cytow anych w pracach przeglądo­
wych [7, 10] można stwierdzić, że zjawisko preferencyjnego nagrom a­
dzania stron tu przez glony należące do klasy brunatnie m a charakter
powszechny. Ma ono podłoże jonowym ienne i jest w ynikiem selekty­
w nych właściwości kwasów alginowych, zaw artych w tej grupie glonów.
P anuje również zgodność co do tego, że w pobieraniu stro n tu przez ro­
śliny wodne stro n t stabilny i radioaktyw ny są równoznaczne. Według
różnych autorów [2, 10], współczynnik akum ulacji Sr w glonie Fucus
vesiculosus leży w przedziale 8—60. Nasze w yniki (tab. 2) w ykazują, że
w środowisku bałtyckim współczynnik akum ulacji 90Sr jest znacznie
wyższy i dochodzi do 190. Wcześniejsze badania nad rozmieszczeniem
strontu stabilnego wykazały w artości bardzo zbliżone [3]. Objaśniano to
konkurencyjnym w pływ em głównych składników jonow ych wody m or-
roślin n ości
of loaRu in sea w eed s
108Ru w próbkach
Fig. 4. Concentration
Ryc 4. Zawartość
roślin n ości
of 144Ce in sea w eed s
144Ce w próbkach
Fig. 5. Concentration
Ryc. 5. Zawartość
skiej, zwłaszcza w apnia i magnezu. Należy wspomnieć, że również P.O.
A gnedal i inni w wysłodzonych rejonach B ałtyku w pobliżu Sztokholmu
znaleźli podobnie wysokie współczynniki akum ulacji strontu w m or­
szczynie, dochodzące do w artości 194 [1].
D anych porównawczych dotyczących nagrom adzania 137Cs w bałtyc­
kich w odorostach w dostępnym piśm iennictw ie nie znaleziono. N iektóre
w yniki zaw artości 90S r i 137Cs w planktonie bałtyckim były prezentow a­
ne na sym pozjum RWPG w Gdyni w 1974 r. [6]. W spółczynniki koncen­
trac ji dla 137Cs leżały w szerokich granicach 5— 550. Nasze w yniki są bli­
skie dolnej granicy tego przedziału, a w ahania w ystępują w znacznie
węższym zakresie.
T a b ela 4
T ab le 4
P o ró w n a n ie zm ierzo n ej sztu czn ej r a d io a k ty w n o ści
z a k ty w n o ścią u w a ru n k o w a n ą o b ecn o ścią n a tu ra ln eg o p otasu
w b a łty c k ie j ro ślin n o ści
C om parison o f th e m ea su red a r tific ia l b e ta a c tiv ity
w ith th e a c tiv ity du e to n a tu ra l 40K in B a ltic sea w e ed s
39.40K
G atu nek
S p ecies
E n tero m o rp h a sp.
C la d o p h o ra sp.
F ucus vesic u lo su s
F u rcella ria ja s tig ia ta
P o ta m o g e to n p e c tin a tu s
Z o ste r a m a rin a
9os r + is 7 C s -p ° ° R u + 144Ce
m g /k g s.m .
(dry)
p C i/k g s.m .
(dry)
p C i/k g s.m .
(dry)
%4°K
18200
9400
24600
35700
25700
34700
13900
7200
18800
27300
19700
26500
390
440
790
1670
360
240
2,8
6,0
4,2
6,1
1,8
0,9
Na tem at zaw artości 106Ru i l44Ce w środowisku bałtyckim b rak jest,
jak dotąd, inform acji. Te radionuklidy, charakteryzujące się stosunkowo
krótkim okresem życia (Ty,_ = 3 6 1 dni i 245 dni, odpowiednio), straciły
znaczenie jako istotne składniki globalnego opadu atmosferycznego, w
następstw ie zaprzestania naziem nych wybuchów jądrowych. L.M. Iw a­
nowa i inni [5] próbow ali oznaczyć 144Ce w wodzie bałtyckiej, posługując
się 200-litrowym i próbam i wody, lecz mogli tylko stwierdzić, że stężenie
tego nuklidu leżało poniżej granic wykrywalności. Obecność małych, lecz
oznaczalnych ilości 106Ru i 144Ce w bałtyckich wodorostach świadczy jed­
nak o tym , że do środowiska bałtyckiego przedostają się jeszcze ciągle
pew ne ilości tych radionuklidów ze stratosferycznego rezerw uaru. Na
skutek znacznej skłonności roślin do nagrom adzania tych pierw iastków
aktywności ich są tego samego rzędu lub niekiedy wyższe od aktywności
90Sr czy 137Cs. W ykorzystując doświadczalnie oznaczone współczynniki
akum ulacji tych nuklidów w poszczególnych gatunkach roślinności wod­
nej i aktualne ich stężenia w wodorostach bałtyckich, można w przybli­
żeniu oszacować ich stężenie w przybrzeżnej wodzie bałtyckiej. Według
tych szacunkowych obliczeń, zaw artość 10BRu i 144Ce w wodzie bałtyckiej
jest rzędu 10—14 — 10-13 pCi/dm 3. Bezpośrednie pom iary zaw artości tych
nuklidów w powierzchniowych wodach północnego A tlantyku w 1970 ro­
ku w ykazały odpowiednio 0,19 + 0,02 pCi 106R u/dm 3 i 0,42 + 0,04 pCi
144 Ce/dm3 [9], N atom iast według oszacowań N.I. Popowa stężenia 106Ru
i 144Ce w powierzchniowych wodach oceanicznych wynosiły odpowiednio
0,07 i 0,05 pCi/dm 3 [8],
T ab ela 5
T a b le 5
Z aw a rto ść p lu to n u w ro ślin n o ści w o d n ej B a łty k u
P lu to n iu m co n te n t in B a ltic se a w e e d s
N r p róbki
S am p le no.
G a tu n ek
S p ecies
iM,2łopu p C i/k g s.m .
(dry w eig h t)
1
2
E n te ro m o rp h a sp.
C la d o p h o ra sp.
F ucus ve sic u lo su s
■
— stara p lech a (old th a llu s)
— m łod sze o d roślą (you n ger o ff-sh o o ts)
— recep ta k le (recep tacles)
F u rc e lla ria fa s tig ia ta
P h y llo p h o ra B ro d ia e i
C e ra m iu m d ia p h a n u m
C e ra m iu m d ia p h a n u m
M y r io p h y llu m sp ic a tu m
P o ta m o g e to n p e c tin a tu s
Z o ste r a m a rin a
•— liśc ie (lea v es)
— k o rzen ie (roots)
Z o ste r a m a rin a
1,0 ± 0,3
9,0 ± 5,0
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0,8
3,2
3,1
30,0
16,0
2,2
5,7
2,6
1,0
±
±
±
±
±
±
±
±
±
0,2
0,4
0,8
6,0
2,0
0,8
0,7
0,2
0,2
0,8 ± 0,2
1,7 ± 0,5
1.2 ± 0,3
W tabeli 5 przedstawiono w yniki oznaczeń zaw artości plutonu-239,
240 w wodorostach bałtyckich. Na uwagę zasługują wysokie stężenia plu­
tonu w tych sam ych gatunkach glonów czerwonych, które w yróżniały
się wysokimi koncentracjam i rutenu-106 i ceru-144. Należy przypusz­
czać, że i w tym przypadku na właściwości akum ulacyjne w pływ a postać
fizykochemiczna plutonu i że charakter akum ulacji ma podłoże raczej
fizyczne (adsorpcja powierzchniowa) niż biologiczne.
OCEANOLOGY No. 7 (1977)
103
R Y SZ A R D B O JA N O W SK I
J A N U S Z PE M PK O W IA K
P o lish A ca d em y o f S cie n c es
D ep a rtm en t o f O cea n o lo g y — S op ot
A C C U M U L A T IO N O F 8°Sr, 137Cs, 106R u, 144Ce A N D 239'm P u
IN B A L T IC SE A W E E D S
Su m m a ry
C on cen tration o f stro n tiu m 90, cesiu m -137, ru th en iu m -106, cerium -144 an d p lu to ­
niu m -239, 240 in n in e sp e c ie s of se a w e e d s c o llected in th e B a ltic in 1973, and in
th ree sp ecies o f fr e sh w a te r p la n ts co llected fr o m th e R iv e r R a d u n ia in 1974,
w ere d eterm in ed b y ra d io ch em ica l m eth od s. T h e co n cen tra tio n ra n g es, e x p re ssed
in p C i/k g dry m a tter, w e r e as fo llo w s: 80Sr 40— 150, 137Cs 30— 1270, 100R u 10— 900,
i « c e 20— 18190 an d *s».2«>Pu 0.8— 30.
O f th e sp ecies a n a ly sed , F ucus v e sic u lo su s h a d a m uch h ig h er co n cen tra tio n
o f 8°Sr th an th e oth er sp ecies, i.e. 100— 190 v e r su s 9— 22. T h e h ig h e st co n cen tra tio n s
o f w?Cs w e r e fo u n d in b ro w n and red a lg a e, th e co n cen tra tio n fa cto rs b ein g
b e tw e e n 28— 265. G reen a lg a e and flo w er in g p la n ts did n ot d iffe r w ith resp ec t
to th eir a b ility to co n cen tra te cesiu m , sh o w in g sim ila r con cen tra tio n fa cto rs of
fro m 5— 18. B oth stro n tiu m an d cesiu m w er e u n e v e n ly d istrib u ted w ith in th e th a llu s
o f F ucus v e sic u lo su s, w ith th e h ig h e st co n cen tra tio n s lo ca ted in th e o ld e st p arts
o f th e p la n t and th e lo w e st — in recep ta cles. L ik e w ise , in Zo ste ra m a rin a , th e roots
con tain ed s ix tim es as m u ch cesiu m as th e le a v e s.
C on cen tration s o f ceriu m , r u th en iu m an d p lu to n iu m did n o t fo llo w a c le a r -c u t
d istrib u tion p attern , a lth o u g h th e se ra d io n u clid es se em to b e p r e fe r e n tia lly
accu m u lated in som e sp e c ies o f red algae.
G en erally, a c tiv itie s o f ®°Sr, *»Cs, >«Ce, an d lo0R u a re a ll o f th e sa m e ord er
o f m a gn itu d e, and th e su m d oes n ot e x c e e d 6% o f th e n a tu ra l r a d io a c tiv ity du e
to th e p resen ce o f 40K in th e p la n ts.
L IT E R A T U R A
REFERENCES
1. A g n e d a l P.O ., B a r r i n g N.E., L i n d h e J.S., S m i t h J.W ., B io lo g ica l I n ­
v e s tig a tio n s in th e W a te r — R e c ip ie n t a t S tu d s v ik , th e R ese a rch E sta b lis h m e n t
a t th e S w e d is h A to m ic E n e rg y C o m p a n y , P roc. 2nd U N G en ev a C onf. 1958,
18, P ubl. 174, London..
2. B l a c k W .A .P., M i t c h e l l R.L., T ra c e E le m e n ts in th e C o m m o n B ro w n
A lg a e a n d in S e a W a te r, J. M ar. B io l. A ssoc. U .K ., 1952, 30, 575 584.
3. B o j a n o w s k i R., B io lo g ic zn a a k u m u la c ja p ie r w ia s tk ó w śla d o w y c h w r o ś li­
nach o sia d ły c h B a łty k u , O cean ologia, 1973 , 25— 152.
4. B o j a n o w s k i R., L i v i n g s t o n H .D., S c h n e i d e r D .L., M a n D o n R.,
A P ro c e d u re fo r A n a ly s is o f A m e ric iu m in M a rin e E n v iro n m e n ta l S a m p le s,
R eferen ce M eth od s fo r M arin e R a d io a c tiv ity S tu d ie s II, 1975 IA E A T ech
S e r ie s R ep. 169. lOpp, V ien n a .
5. I w a n o w a L.M ., G i e d i e o n o w L .J., M a r k i e ł o w W .N i in., S o d ie r ża n ije
r9CI * C s13' w w o d a c h B a łtijs k o g o m o ria w 1970 g, A to m n a ja E n ergija, 1972,
3. 4, 835—838.
6. K u ź m a W .L., N a k o n i e c z n y I , T a p e r E„ K o e fic ie n ty n a k o p le n ija stro n cija -9 0 i c e z m -1 3 7 w p la n k to n ie J u żn o j B a łtik i i w s ie w ie r o z a p a d n o j A tla n tik ie ,
M iezdun ar. sim p . SE W po p ro b lem ie „Z agriazn. so ło n o w a ty ch m o r ie j” 1974
III/5, G d yn ia 1974.
7. P o l i k a r p o w
G.G.,
A tom izd at, 1— 296.
R a d io e k o ło g ija
m o r sk ic h
o rg a n izm o w ,
M o sk w a
1964
’
8. P o p o w N.I., K o n c e n tra c ii d o lg o ż iw u szc z ic h p r o d u k to w je d ie r n y c h w z r y w o w
n a p o w ie r c h n o s ti m iro w o g o o k ie a n a w p ie r io d m o r a to ria 1959— 1961 aa T rudv
In -ta o k iea n o ło g ii A N S S S R 1966, 82, 35— 41.
9. S i l k e r W .B , Y o u n g J.A ., P e t e r s e n M.R., O cea n ic D istrib u tio n s a n d R e ­
la tio n s h ip s o f W e a n d F issio n P ro d u c ts, R a d io a ctiv e C on ta m in a tio n o f th e M a ­
rin e E n v iro n m en t 1973, 687— 699, P roceed . S ym p . S e a ttle 10— 14 J u ly 1972
IA E A , V ienna.
’
10. T e m p l e t o n
W .L., T h e T ra n sfe r o f R a d io n u c lid e s fr o m th e E n v iro n m e n t
T h rou gh F ood, A ir a n d W a te r to M an, (b) A q u a tic F ood P ro d u c ts 1961, (F A O /
W HO) IA E A S em in a r. S ch v e n in g e n , H olland.
11- V i n o g r a d o v A .P., T h e E le m e n ta r y C h em ica l C o m p o sitio n o f M a rin e O rg a n ­
ism s, M em . S ea rs, F ound, Mar. R es. 1953, N e w H aven , U SA .