The 2002/2003 radionuclide concentration in the marine environment at various distances from the Barsebäck nuclear power plant

La concentration de radionucléides – en 2002/2003 – dans l’environnement marin, à diverses distances de la centrale électronucléaire de Barsebäck.

Department of Radiation Physics, Lund University, Malmö University Hospital, 205 02 Malmö, Sweden.

Corresponding author: zakaria.mohamad@gmail.com

Accepted: 25 March 2008

Abstract

The activity concentration of ¹³⁷Cs, ¹³¹I, ⁶⁵Zn, ⁶⁰Co, ⁵⁸Co, ⁵⁴Mn, and ⁴⁰K were determined in samples of brown seaweed (Fucus) and some other marine plants using low background high-resolution gamma-spectrometry. The algae were mainly sampled in the bay just north of the Barsebäck NPP (55.4 N, 12.6 E) in the south of Sweden to study the contamination levels in the nearest shallow waters. One aim of the study was to investigate whether the levels were high enough to expect environmental effects. Some samples were also taken at longer distances up to 130 km from the Barsebäck NPP. Measurable levels of the neutron activation products ⁶⁵Zn (up to 17 Bq/kg dw), ⁶⁰Co (100–600 Bq/kg dw), ⁵⁸Co (1–160 Bq/kg dw) and ⁵⁴Mn (12–90 Bq/kg dw) were found in the algae samples within a distance of 5 km from the plant. The decrease in activity concentration with distance from the plant could be described by a power function with an exponent ranging from 1.4 to 2.4. This was in fair agreement with the value for a true two-dimensional dispersion model. The present-day concentrations were found to be considerably lower than in earlier studies made in the late 1970s, especially for ⁶⁵Zn and ⁵⁸Co. The activity concentration of gamma emitting radionuclides in Fucus vesiculosus from the bay just north of Barsebäck in the period 2002-2003 was dominated by (in order of decreasing concentration): natural ⁴⁰K, ⁶⁰Co from the plant, ¹³⁷Cs mainly from the Chernobyl debris, ⁵⁴Mn and ⁵⁸Co from the plant. It is not likely that any effects from the very marginal absorbed dose contribution from the Barsebäck NPP releases can be found even in the nearest environment. The study has also shown that the eelgrass Zostera marina may be a bioindicator to use in further studies of the radiation environment in shallow water, especially for ⁶⁰Co and ⁵⁴Mn.

Résumé

On a utilisé la spectrométrie gamma de haute résolution et à bas bruit de fond, pour déterminer les concentrations de l’activité de Cs, ¹³¹I, ⁶⁵Zn, ⁶⁰Co, ⁵⁸Co, ⁵⁴Mn et ⁴⁰K dans des échantillons de goémon brun (Fucus) et de plusieurs autres plantes marines. On prélevait les algues surtout dans la baie située juste au nord de la centrale électronucléaire de Barsebäck (55,4 N, 12,6 E), au sud de la Suède, pour étudier les niveaux de contamination des hauts fonds les plus proches. On a aussi collecté quelques échantillons à des distances plus grandes, allant jusqu’à 130 km de la centrale électronucléaire de Barsebäck. Pour des distances à la centrale inférieures à 5 km, on a trouvé, dans les échantillons d’algues, des niveaux mesurables de produits d’activation neutronique, ⁶⁵Zn (jusqu’à 17 Bq/kg dw), ⁶⁰Co (100–600 Bq/kg dw), ⁵⁸Co (1–160 Bq/kg dw) et ⁵⁴Mn (12–90 Bq/kg dw). La décroissance de la concentration de l’activité en fonction de la distance x à la centrale, peut se représenter par une fonction α x^–β, β étant compris entre 1,4 et 2,4. Ce résultat est en honnête accord avec la valeur déduite d’un modèle valable de dispersion à deux dimensions. Les concentrations actuelles sont considérablement plus faibles que celles obtenues dans des études antérieures, effectuées à la fin des années 70, particulièrement en ce qui concerne ⁶⁵Zn et ⁵⁸Co. Dans la période 2002-2003, la concentration de l’activité de radionucléides émetteurs gamma dans le goémon (Fucus vesiculosus) venant de la baie au nord de Barsebäck était dominée (dans l’ordre des concentrations décroissantes) par ⁴⁰K naturel, ⁶⁰Co venant de la centrale, ¹³⁷Cs venant principalement des retombées de Chernobyl, ⁵⁴Mn et ⁵⁸Co venant de la centrale. Il n’est pas probable que l’on puisse trouver, même dans l’environnement le plus proche, quelque effet que ce soit venant de la contribution très marginale à la dose absorbée des rejets de la centrale électronucléaire de Barsebäck. Cette étude a également montré que la zostère Zostera marina peut s’avérer un bioindicateur à employer dans les études ultérieures de l’environnement radioactif sur les hauts fonds, en particulier en ce qui concerne ⁶⁰Co et ⁵⁴Mn.