ERICA Forvaltning av radioaktiv forurensning - hvordan beskytte planter og dyr?

Transkript

1 ERICA Forvaltning av radioaktiv forurensning - hvordan beskytte planter og dyr? Seniorforsker J.E. Brown og seksjonssjef Astrid Liland

2 Innhold Bakgrunn Hvorfor beskytte miljø? Utfordringer innen strålevern for miljøet ERICA System for beregning av overføring, dosimetri og effekter på planter og dyr Støtteverktøy for forvaltningen Konklusjoner og videre arbeid

3 Hvorfor er beskyttelse av miljø viktig? - internasjonale avtaler UN Conference on the Human Environment (97) Første bekymring for menneskets påvirkning på miljøet; ingen forpliktende avtale UN General Assembly s World Charter for nature (98) Enig om prinsippet at mennesker er avhengige av økosystemer UN Earth Summit Rio (99) Beskyttelse av miljø skal utgjøre en del av bærekraftig utvikling Landene bør utvikle regelverk for kompensasjon hvis miljøet blir skadelidende UN World Summit on Sustainable Development Johannesburg (00) UN principles : Sustainable development, Conservation, biodiversity

4 Strålevern for mennesker vs miljø Slutten av 90-tallet vern av miljø basert på vern av mennesker med ICRPs uttalelse: The Commission believes that the standard of environmental control needed to protect man to the degree currently thought desirable will ensure that other species are not put at risk. Occasionally, individual members of non-human species might be harmed, but not to the extent of endangering whole species or creating imbalance between species. At the present time, the Commission concerns itself with mankind s environment only." Problematisk fordi: Hvor er bevisene? Å tro holder ikke vitenskapelig sett. Hva skjer med miljøer der det ikke bor mennesker? Har de ikke krav på vern? Hvorfor skal radioaktiv forurensning behandles annerledes enn andre miljøgifter? Hvordan vurdere samlet miljøbelastning (stråling, andre miljøgifter, ressursuttak, klimaendringer...) dersom en faktor utelates?

5 Utvikling mot vern av miljø fra radioaktiv forurensning Flere grupper ønsket en klar, strukturert måte for å gjennomføre miljøriskovurdering, bl.a. International Union of Radioecology US Department of Energy Statens strålskyddsinstitut i Sverige Environment Agency i Storbrittania Statens strålevern i Norge EU-kommisjonen lyttet til argumentene fra forskere og forvaltere og ga støtte til forskningsprosjektene EPIC, FASSET (000-00) og deretter ERICA (00-007). Den internasjonale strålevernkommisjonen (ICRP) opprettet en egen komité for å arbeide med temaet (00)

6 ERICA Environmental Risk from Ionising Contaminants: Assessment and Management EC EURATOM : Contract FI6R-CT NFR : Contract No SSI, NRPA, SKB, SUC, Facilia, GSF,CIEMAT, IRSN, EDF, EA, WSC, UniLiv, CEH, UMB, STUK

7 Eksponeringsberegning forenkling nødvendig Wicker &Schultz, 98

8 Referenseorganismer For å forenkle, velger man ut noen organismer som skal representere økosystemet man undersøker. Disse blir valgt ut fra forskjellige kriterier som: radioøkologisk sårbarhet (dvs. høyt opptak/høy eksponering) radiobiologisk sårbarhet (dvs. strålingssensitiv organisme) økologisk relevans (byttedyr/rovdyr, plass i næringskjeden, utbredelse) Marine Phytoplankton Macroalgae Vascular plant Zooplankton Polychaete worm Bivalve mollusc Benthic fish Pelagic fish (Wading) bird Mammal Reptile Sea anemones/true corals ERICA marine referanseorganismer

9 Forenklet modell for beregning av effekter Activity concentrations in reference media CF CR DC Activity concentrations in reference organism Overføring i miljøet Occupancy factors DCC Internal dose rate External dose rates Estimering av doser til biota fra intern+ ekstern eksponering for radionuklider Total absorbed dose rate - FREDERICA database - Natural background Sammenlikner beregnede doser med publiserte doseeffekt studier og med naturlig bakgrunnsstråling

10 Overføring i miljøet Bruk av CF = Concentration Factor Aktiviteten i dyr eller plante ( Bq / kg f.w.) CF Aktiviteten i medium ( Bq / kg ) Data om CF for radioaktive grunnstoffer til 8 referanseorganismer er samlet inn Radionuklider valgt for å dekke forskjellige scenarier: Rutineutslipp (gjenvinning, kjernekraftindustri) Uhellsutslipp Avfallslagring NORM (oppkonsentrering av naturlig radioaktivitet grunnet teknologisk eller industriell aktivitet) Ag Am C Cd Ag Ce Am Cl C Cm Cd Ce Co Cl Cm Eu Co H I Eu H Mn I Nb Mn Nb Ni Ni Np Np PP Pb Pb Po Po Pu Pu Ra Ru Ra S Ru Sb SSe Sb Sr Tc Se Te Sr Th Tc U Zr Te Th U Zr Silver Americium Carbon Cadmium Silver Cerium Americium Chlorine Carbon Curium Cadmium Cerium Cobalt Chlorine Caesium Curium Europium Cobalt Caesium Tritium Europium Iodine Tritium Mangenese Iodine Niobium Mangenese Niobium Nickel Nickel Neptunium Neptunium Phosphorus Phosphorus Lead Lead Polonium Polonium Plutonium Plutonium Radium Ruthenium Radium Sulphur Ruthenium Antimony Sulphur Selenium Antimony Strontium Technetium Selenium Tellurium Strontium Thorium Technetium Uranium Zirconium Tellurium Thorium Uranium Zirconium

11 Eksempel fra database for marint miljø Element Species Ref. Org Species Sadura entomon Finnish coast 00 C. pagarus UK East 9600 N. norvegicus Irish Coastal (common) nephrops Area Date Centropages whole muscle muscle whole Pandalus borealis Northern Pink shrimp Barent Sea Paralithodes camtschaticus kamchatka crab Barent Sea 99 Paralithodes camtschaticus kamchatka crab Barent Sea Pandalus borealis Northern Pink shrimp Barent Sea Tissue whole whole gill whole CF n SD Reference Ilus et al. (00b) 66 Ilus et al. (00b) 9 Kershaw et al. (00) Kershaw et al. (00) 4 79 Ketchum & bowen (00) 40 Matishov et al (994) Matishov et al (994) NRPA (99)

12 Fylling av kunnskapshull i CF databaser Element Pu Co Sr Mn Po Cd Ag Zr Se C Ni P Pb I Ce S Am Ra Ru U Sb Tc Th Cl Np Eu Cm Nb Te H Malg Biv Fish Phy Crus Zoo Worm Mam Anem VasP N <0 0<N<0 N > Bird Rept Forskjellige metoder: Taxonomisk analog (bentisk fisk: bruk pelagisk fisk) Bruk data fra liknende referanseorganisme Biogeokjemisk analog (Cm: bruk Am) Biokinetisk allometrisk modellering Hosseini, A., Thørring, H., Brown, J.E., Saxén, R., Ilus E. (008).Transfer of radionuclides in aquatic ecosystems Default concentration ratios for aquatic biota in the Erica Tool. Journal of Environmental Radioactivity, Volume 99, Issue 9, Pages

13 Doseberegninger Activity concentrations in reference media CR DC Activity concentrations in reference organism Occupancy factors DCC Internal dose rate Dosekonverteringskoeffisienter for å derivere interne (eq.) og eksterne (eq.) doserater til referanseorganismer. External dose rates Total absorbed dose rate j D intj Ci j * DCCint, i i - FREDERICA database - Natural background D extj vz C ziref * DCCextj, zi (Eq. ) z DCC = omgjør konsentrasjon (Bq/kg) til eksponering/doserate (µgy/h) (Eq. ) i

14 Oppholdstider viktig ved eksterne doser Marine Terrestrial Freshwater Fraksjon av tid organismene oppholder seg på forskjellige steder innenfor et habitat

15 Økodosimetri Forenklet modell av organismer ved beregning av interne og eksterne doser Absorbert energi beregnes ved bruk av Monte Carlo-simulering for a) sfæriske og elliptiske former i vann (9 former) b) masser fra mg til tonn c) foton/elektron-energier fra 0 kev to MeV

16 Absorbert fraksjon for fotonkilder i en sfære Photon sources in spheres (absorbert fraksjon) er en funksjon av energi og masse 0 0 Stor masse og lav energi, går mot. Lav masse og høy energi, går mot AF E (M e V) ) 0 (g s 0 as 0 0 M