Spatiell och temporär variation i strålningsexponering av groddjur Karolina Stark karolina.stark@su.se Institutionen för Ekologi, Miljö och Botanik Stockholms Universitet
Radioekologi gruppen på SU Docent Clare Bradshaw, Lektor Dr Karolina Stark, Forskar Assistent Dr Franscisco Nascimento, Post-doc Lena Konovalenko, doktorand Dr Ben Jaeschke, disputerad Master studenter, Fältassistenter 2013-10-30 /Karolina Stark, SSMs forskningsdagar 24-25 oktober 2013
Radioekologi gruppen på SU Ekologins roll i spridning, upptag och effekter av radionuklider i miljön Hur ta hänsyn till sådan kunskap i miljöriskbedömning och dosberäkning för biota CRPR (centre for radiation protection research) EU-STAR (STrategy for Allied Radioecology) network of excellence EU-COMET (COordination and implementation of a pan- European instrument for radioecology)
Bakgrund Nya rekommendationer för strålskydd av miljön (djur och växter) ökar behovet av att mäta och uppskatta doser till biota i deras specifika miljö. Så det behövs pålitliga och realistiska dosmodeller för biota i miljöriskbedömningar för t ex planerade verksamheter (slutförvar). Att uppskatta doser till biota har visat sig vara en utmaning (t ex. IAEA EMRAS I, II and IAEA MODARIA) Antaganden i nuvarnade dosmodeller för biota (ex. ERICA tool, RESRAD-BIOTA) behöver valideras i fältstudier som tar hänsyn till organismers ekologi och fysiologi.
Bakgrund Concentration ratio, CR, för upptag 10 cm ICRP reference animals and plants: -Marine: Crab, flatfish, brown seaweed -Freshwater: Duck, frog, trout -Terrestrial: Bee, earthworm, frog, rat, deer, wild grass, pine tree
Varför studera groddjur? Groda är en av ICRPs referens organismer (12 totalt) En grodas fysiologi och ekologi kan göra dem känsliga för strålningsexponering (många exponeringsvägar, tunn hud, komplex livscykel, övervintring) Grodor lever i våtmarksområden som kan ackummulera radionuklider som 137 Cs (Stark et al., 2004; Stark et al., 2006; Stark & Pettersson, 2008)
Modell arter Rana arvalis (Åkergroda) -500-2000 ägg i klumpar -könsmogen 3-4 års ålder -förekommer nära vatten -äter insekter och andra artropoder Bufo bufo (Vanlig padda) -3000-7000 ägg i snören -könsmogen 3-4 års ålder -fuktiga, skuggiga platser -äter insekter, spindlar, maskar, och sniglar
Syftet Att studera spatiell och temporär variation i strålningsexponering av groddjur i 137 Cs kontaminerade våtmarksområden Resultat kan användas för att validera och utveckla nuvarande dosmodeller för biota
Studieområde 137 Cs deposition (kbq/m 2 ) in Sweden. (from SSM)
Metod: Märkning med PIT tags PIT tag: 12 x 2.1 mm, 0.1 g (from Biomark) Passive Integrated Transponder for Radiofrequency identification
Metod: Antenn-sökning och återfångst FS2001F-ISO reader from Biomark with Portable BP antenna Fältsök Signal av individuellt tag nummer Noterar GPS koordinater
Preliminära resultat Totalt PIT märkta 2012: 24 st (11 Bufo, 13 Rana) 2013: 29 st (14 Bufo, 15 Rana) Återfunna 25 % under 2012 10 % under 2013 Fortsätta under 2014 Väder variation mellan åren Utter närvaro?
Zooming out
PIT tagged individuals of Rana and Bufo in 2013
2012: Individual number 5, 14, 21, 19, 12
Breeding sites 2013 Bufo Rana
Cs-137 (Bq/kg) 137 Cs i jord (fler prover ska mätas) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0-6 0-6 0-6 Depth (cm) Ca 60 000 Bq/m 2
Helkroppsmätning av 137 Cs i groda och padda Transport till Inst Vatten och Miljö, SLU i Uppsala Mättes levande 1 timme i gammaspektrometer med lite vatten Släpptes på samma plats som de infångades
Cs-137 in Rana and Bufo PIT tagged individuals at catching site
Whole body Cs-137 (Bq/kg) Variation i 137 Cs upptag med kroppsstorlek 2500 2000 1500 Rana 1000 Bufo 500 0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Body Index (g/mm) 2013-10-30 /Karolina Stark, SSMs forskningsdagar 24-25 oktober 2013
Whole body Cs-137 (Bq/kg) 137 Cs i Bufo och Rana under 2013 1200 1000 800 600 400 200 0 Bufo Rana
Whole body Cs-137 (Bq/kg) Möjlig årstidsvariation i 137 Cs upptag i groddjur 1600 1400 1200 1000 800 600 Rana Bufo 400 200 0 0 2 4 6 8 10 12 Month
Karta Utnora 30 000 Bq/kg 3000 Bq/kg
Whole body Cs-137 (Bq/kg) Upptag av 137 Cs i Åkergroda 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 Year
Slutsatser Fortfarande relativt höga halter av 137 Cs i groddjur 27 år efter nedfall Större individer har högre nivåer av 137 Cs Stor variation i 137 Cs mellan individer funna i samma område, möjligen pga av födoval, övervintringsplats -använda min-max värden i dosmodellberäkningar Variation hur området används mellan år -väder och nederbördsberoende, resulterar i variation i extern dos Tidpunkt för provtagning kan vara betydelsefullt för beräkning av CRs
Tack till: Robert Weimer vid SLU som gjort 137 Cs mätningar i paddor och grodor Studien finansieras av Strålsäkerhetsmyndigheten, SSM
Tack för er uppmärksamhet!