1. Wstęp
Radionuklidy obecne w środowisku są źródłem zarówno zewnętrznej jak i wewnętrznej ekspozycji na promieniowanie jonizujące wszystkich żywych organizmów: roślin, zwierząt i człowieka. Z roślinami i artykułami pochodzenia zwierzęcego oraz z wodą radionuklidy dostają się do człowieka i mogą być inkorporowane w tkankach. Poza nielicznymi wyjątkami, łańcuchy pokarmowe są główną drogą przechodzenia radionuklidów do człowieka. Do wyjątków tych należy pluton i gazy promieniotwórcze takie jak radon i toron, dla których główną drogą jest droga inhalacyjna. Stopień inkorporacji w tkankach i narządach zależy od rodzaju radionuklidu, właściwości chemicznych i na ogół jest różny w różnych tkankach.
Poziom izotopów promieniotwórczych naturalnych w danym rejonie jest na ogół stały, chociaż może ulegać pewnym wahaniom wynikającym z działalności człowieka, takich jak przemysł wydobywczy, spalanie kopalin, stosowanie nawozów fosfatowych, odprowadzanie wód kopalnianych do zbiorników wodnych.
Izotopy pochodzenia sztucznego wprowadzone zostały do środowiska głównie na skutek próbnych wyników jądrowych, które zakończyły się na dużą skalę na początku lat sześćdziesiątych, oraz w wyniku awarii jądrowych, z których najpoważniejszą była awaria czarnobylska w 1986 roku. Poziom tych radionuklidów w środowisku ulega zmniejszaniu w miarę upływu czasu od ich uwolnienia do atmosfery, co wiąże się z ich rozpadem.
W niniejszej pracy omówiono ważniejsze izotopy naturalne (238U, 234U, 230Th, 226Ra, 210Pb, 210Po, 232Th i 228Th) i dwa izotopy pochodzenia sztucznego (137Cs, 134Cs).
2. Skażenia gleby
Stężenia naturalnych izotopów promieniotwórczych w glebach polskich jest dość zróżnicowane, ale nie odbiega od poziomów "normalnych". Stężenie 226Ra na większości obszaru Polski jest mniejsze od 20 Bq kg-1 gleby. Najniższa stężenie tego radionuklidu wynosi 4.2 Bq kg-1, a najwyższe - 124 Bq kg-1 i jest zlokalizowane w rejonie jeleniogórskim. Stężenia 210Pb w glebach Polski mieszczą się w zakresie od 7,9 do 91,2 Bq kg-1, natomiast stężenia 228Ac od 3,7 do 86 Bq kg-1 [1].
Średnie skażenie 137Cs gleby w Polsce, określone w 1990 roku w warstwie od 0-10 cm wynosiło średnio 4,72 kBq m-2 i mieściło się w granicach od 0,76 do 54,5 kBq m-2, w 1996 roku średnie skażenie gleby tym radionuklidem było niższe (3,65 kBq m-2); spadek skażenia spowodowany był rozpadem promieniotwórczym 137Cs i w pewnym stopniu jego migracją do głębszych warstw. Średnie skażenie 134Cs gleby w 1990 roku wynosiło 0,51 kBq m-2, z zakresem od 0,02 do 6,82 kBq m-2, natomiast w 1996 poziom tego radionuklidu w glebie niewiele przekraczał tło [2].
3. Wody powierzchniowe
Od roku 1994 prowadzone są w Polsce oznaczenia 226Ra, 3H i 137Cs w wodach powierzchniowych oraz 226Ra i 137Cs w osadach dennych [3]. Próbki pochodzą z dorzecza Wisły i Odry, z rzek Przymorza oraz kilku jezior. Poziom 137Cs w wodzie wykazuje niewielką tendencją malejącą, lecz nadal jest wyższy niż przed awarią czarnobylską. Stężenie tego radionuklidu w osadach dennych jest wyższe w rejonach, w których obserwowano wyższą depozycję tego radionuklidu po awarii czarnobylskiej. Pomiary stężeń Ra-226 w komponentach środowiska wodnego Wisły i Odry wskazują, że górna Wisła oraz środkowa Odra, a także Nysa Łużycka cechują się podwyższonymi stężeniami tego radionuklidu. W przypadku Wisły jest to wynik działalności przemysłu wydobycia węgla kamiennego na Górnym Śląsku oraz prawdopodobnie przemysłu miedziowego w przypadku Nysy Łużyckiej i Odry. W Wiśle stężenie 226Ra maleje wzdłuż jej biegu.
Poziom zawartości trytu w wodach powierzchniowych jest dość stały; w roku 1998 średnie stężenie wynosiło 1,5 Bq L-1 i jest ono około 3 razy wyższe od poziomu przed próbami wybuchami jądrowymi.
4. Przyziemna warstwa powietrza atmosferycznego
Wyniki pomiarów radioaktywności przyziemnej warstwy powietrza atmosferycznego prowadzone w sieci stacji ASS-500 wskazują, że w roku 1997 średnie roczne stężenie 226Ra wynosiło 10,1 muBq m-3, 210Pb - 430 muBq m-3, a średnie stężenie 137Cs - 1,6 muBq m-3. Poziom izotopów naturalnych w warstwie przyziemnej powietrza atmosferycznego był na ogół stały, podczas gdy stężenie 137Cs zmniejszało się w kolejnych latach po awarii czarnobylskiej [4].
5. Naturalne i sztuczne izotopy w pożywieniu ludności Polski
Znajomość zawartości radionuklidów w pożywieniu umożliwia ocenę wielkości ich dziennego i rocznego wchłonięcia, a stąd ocenę skażeń wewnętrznych i wielkość pochłoniętych dawek. Wielkość wchłonięć określano z analizy całodziennego pożywienia, pobieranego zazwyczaj w miejscach zbiorowego żywienia, oraz na podstawie oznaczenia stężeń radionuklidów w poszczególnych artykułach żywnościowych i statystycznych danych o spożyciu [5,6].
Na podstawie otrzymanych danych obliczono średnie roczne wchłonięcia izotopów uranu, toru, 226Ra, 210Pb i 210Po przez dorosłych mieszkańców Polski [7] (Tabela 1). Roczne wchłonięcia badanych izotopów w Polsce na ogół nie odbiegają od wchłonięć obserwowanych w innych krajach. Wyjątek stanowią 210Pb i 210Po, które w Japonii i Portugalii wchłaniane są w znacznie większych ilościach, co wiąże się z dużym spożyciem artykułów pochodzenia morskiego w tych krajach. Udział poszczególnych artykułów jako źródła izotopów w całodziennym pożywieniu jest różny, w przypadku uranu decydujące znaczenie ma woda (około 60% całkowitego wchłonięcia), a w przypadku 210Po - ryby (ponad 30%).
Tabela 1. Średnie roczne wchłonięcia z pożywieniem naturalnych izotopów promieniotwórczych, Bq
| Izotop | 238U | 234U | 232Th | 230Th | 228Th | 226Ra | 210Pb | 210Po |
| Roczne wchłonięcie | 6,12+-0,53 | 8,37+-2,34 | 1,09+-0,13 | 1,74+-0,34 | 4,92+-1,12 | 18,6+-1,48 | 43,4+-7,81 | 44,0+-11,3 |
Po awarii czarnobylskiej szczególną uwagę zwrócono na izotopy promieniotwórcze cezu. W pierwszym roku po awarii w rejonie północno-wschodniej Polski roczne wchłonięcie 137Cs ocenione na podstawie analizy produktów żywnościowych wynosiło około 8000 Bq, natomiast 134Cs - około 3000 Bq . Badania kontynuowano do roku 1992. W tym czasie wchłonięcia zmniejszały się wykładniczo, półokres dla 137Cs wynosił 1,72 lat, a dla 134Cs - 0,97 lat [8]. Według ocen przeprowadzonych w roku 1993, średnia roczna podaż 137Cs wynosiła 518 Bq i pozostawała na podobnym poziomie do 1998 roku [9].
6. Dawki skuteczne od izotopów promieniotwórczych w pożywieniu
Na podstawie średnich rocznych wchłonięć izotopów naturalnych przez dorosłych mieszkańców Polski obliczono roczne dawki skuteczne. Do obliczeń zastosowano współczynniki konwersji, określające dawkę pochodzącą od jednostkowego wchłonięcia radionuklidu drogą pokarmową podaną w Publikacji 67 ICRP (1994) oraz w Publikacji 69 ICRP [1995] (Tabela 2). Roczna dawka skuteczna od omawianych naturalnych izotopów promieniotwórczych wynosi 90,0 muSv. Dawka ta jest prawie dwukrotnie większa od dawki od 40K obecnego w ciele osób dorosłych (165 muSv) i jest ona porównywalna z dawką od 134,137Cs w pierwszym roku po awarii czarnobylskiej [ 8].
Tabela 2. Średnie roczne dawki skuteczne od naturalnych izotopów promieniotwórczych pobieranych z pożywieniem przez dorosłych mieszkańców Polski, muSv
| Izotop | 238U | 234U | 232Th | 230Th | 228Th | 226Ra | 210Pb | 210Po | Suma |
| Dawka skuteczna | 0,28+-0,02 | 0,42+-0,12 | 0,25+-0,03 | 0,37+-0,07 | 0,35+-0,08 | 5,20+-0,418 | 30,4+-5,47 | 52,8+-13,6 | 90,0+-14,6 |
Literatura
[1] J.Jagielak, M.Biernacka, J.Henschke, A.Sosińska , Radiologiczny Atlas
Polski 1977, (PAPIOŚ, CLOR, PAA, Warszawa 1998).
[2] J.Jagielak, M.Biernacka, J.Henschke, A.Sosińska, M.Baranowski,
R.Jankowski, Radiologiczny Atlas Polski, (CLOR, PAA, Warszawa 1992).
[3] T.Wardaszko, I.Radwan, R.Klimkowski, Z.Pietrzak-Flis, Monitoring
skażeń promieniotwórczych: pomiary skażeń promieniotwórczych wód i osadów
dennych rzek i jezior, Sprawozdanie końcowe, CLOR, Warszawa 1999.
[4] M.Biernacka, M.Bysiek, Wyniki pomiarów radioaktywności przyziemnej
warstwy powietrza atmosferycznego prowadzonych w 1997 r. w sieci stacji
ASS-500, Raport CLOR nr 137, Warszawa , 1998.
[5] Z.Pietrzak-Flis, E.Chrzanowski, S.Dembińska, Sci. Total Environ.,
203, 157 (1997).
[6] Z.Pietrzak-Flis, M.M.Suplińska, L.Rosiak, J.Radioanal. Nucl. Chem.,
222, 189 (1997).
[7] Z.Pietrzak-Flis, Postępy Techniki Jądrowej, 42, 18 (1999).
[8] Z.Pietrzak-Flis, P.Krajewski, Health Phys., 67, 115 (1994).
[9] D.Grabowski, W.Kurowski, W.Muszyński, B.Rubel, G.Smagała,
J.Świętochowska, Skażenia promieniotwórcze środowiska i żywności w Polsce
w 1998 roku, Raport CLOR nr 139, Warszawa 1999.