Ocena skażeń radioaktywnych i dawek dla wybranych elementów ekosystemów Antarktyki

Abstract

Rozprawa prezentuje wyniki badań nad promieniotwórczością sztuczną (137Cs, 90Sr 238,239+240Pu, 241Am) i naturalną (: 40K, 230,232Th, 234,238U) w Antarktyce. Przeanalizowano 59 prób ze środowiska morskiego (kości, pióra, tkanki miękkie i skorupy jaj ptaków; kości, skóra, futro ssaków; muszle i tkanki miękkie mięczaka; ryby; algi) oraz 52 ze środowiska lądowego (mchy, porosty, trawa, gleba). Najistotniejszym wynikiem przedstawionym w pracy jest to, że średnie stosunki aktywności 238Pu/239+240Pu oraz stosunki masowe 240Pu/239Pu wyraźnie (istotnie statystycznie) różnią się między ekosystemem lądowym i morskim. Ekosystem morski charakteryzuje stosunkiem aktywności 0,102 i stosunkiem masowym 0,20, a ekosystem lądowy odpowiednio: 0,158 i 0,17. Wyniki 240Pu/239Pu i 238Pu/239+240Pu ekosystemie lądowym są zbieżne z danymi charakterystycznymi dla globalnego opadu promieniotwórczego. W ekosystemie morskim zauważa się wpływ źródeł o innym plutonowym stosunku izotopowym. Stosunek 137Cs/239+240Pu w środowisku lądowym jest zaniżony w stosunku do globalnego opadu radioaktywnego (w środowisku morskim nie wyznaczono tego parametru z powodu zbyt małej liczby wyników powyżej limitu detekcji), podobnie zaniżony jest stosunek 90Sr/239+240Pu na lądzie, ale także w próbach morskich. Natomiast 241Am/239+240Pu w obu środowiskach zachował wartość charakterystyczną dla globalnego opadu. Otrzymane wyniki pozwoliły przeprowadzić ocenę narażenia radiologicznego od sztucznej promieniotwórczości w ekosystemach Antarktyki. Maksymalna uzyskana całkowita wewnętrzna dawka roczna nie przekracza 400 μGy. Na podstawie tych analiz udało się wytypować gatunek wskaźnikowy: petrela śnieżnego (Pagodroma nivea).

The dissertation presents the results of research on artificial (137Cs, 90Sr 238,239+240Pu, 241Am) and natural (40K, 230.232Th, 234,238U) radionuclides in Antarctic environment. 59 samples from the marine environment (bones, feathers, soft tissues, eggs’ shells of birds, bones, skin, mammalian fur, fish; mollusc meatand shells, algae) and 52 from the terrestrial environment (mosses, lichens, grass, soil) were investigated. The most interesting finding is that there is a clear difference (statistically significant) between the terrestrial and marine ecosystem in mean 238Pu/239+240Pu activity ratios and the 240Pu/239Pu mass ratios. The marine ecosystem is characterized by an activity ratio of 0.102 and a mass ratio of 0.20, and for the terrestrial ecosystem ratios are: 0.158 and 0.17, respectively. The 240Pu/239Pu and 238Pu/239+240Pu results from the terrestrial ecosystem are convergent with the data characteristic to radioactive global fallout. In the marine ecosystem, the influence of sources with a different plutonium isotope ratios is noticed. The 137Cs/239+240Pu ratio in the terrestrial environment is lower in comparison to the global fallout (in the marine ecosystem this parameter was not determined due to the too few results above the detection limit), the ratio 90Sr/239+240Pu on land is similarly lower than global fallout ratio, but also in marine samples. In both ecosystems 241Am/239+240Pu ratio kept the value characteristic to global fallout. The results obtained allowed to assess the radiological risk from artificial radioactivity in the Antarctic ecosystems. The maximum total annual internal dose achieved does not exceed 400 μGy. On the basis of these analyzes, the indicator species was identified: snow petrel (Pagodroma nivea).