environmental monitoring
Pål Andersson (pal.andersson@ssm.se)
From the appropriations directions for 2009
Monitoring
SSM should have good knowledge about
radiation levels in the environment, as well as
good knowledge about changes in these levels,
either caused by natural processes, new or
changed human activities, or accidents.
Euratom treaty, article 35/36
Article 35 of the Euratom Treaty requires each
Member State to establish the facilities
necessary to carry out continuous monitoring of
the level of radioactivity in the air, water and soil
Recommendation to monitor the following:
Airborne particulates
surface water
water intended for human consumption
milk
mixed diet.
Helcom and Ospar conventions
Helcom recommends to sample water
sediment, fish, aquatic plants and benthic
animals (additional samples are also
recommended).
Agreed within Ospar to sample water and
molluscs.
3 types of monitoring
Early warning and emergency
preparedness
Local monitoring at nuclear facilities
National monitoring
External gamma radiation
European stations (28 in Sweden)
http://eurdep.jrc.ec.europa.eu
Airborne particles
6 stations
1000 m3/h
56cm x 56cm
Operated by the Swedish defence research agency, FOI
Reference
Measurements
2 instruments in each
municipality
2 - 4 reference points
in each municipality
Approx. 900 ref. pts
totally
Summer
Winter
National monitoring
Airborne particles
Surface water
Marine water
Marine sediments
Marine fish
Moose
Reindeer
Milk
Mixed diet
Drinking water
Whole body measurements
Soils and crops
Radon in indoor air
Ground gamma radiation
C e s iu m b e lä g g n in g
-2 1 3 7
[k B q m
Cs]
D o s ra t
-1
[n G y h ]
120
192
90
144
80
96
60
72
40
48
30
36
20
24
10
18
5
12
3
9
2
6
Cs-137 [µBq/m3]
Cesium-137 on
particles in outdoor air
(µBq/m3)
1000000
100000
10000
1000
Stockholm
100
10
1
0.1
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Cs-137 [µBq/m3]
1000000
100000
10000
1000
Umeå
100
10
1
0.1
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Ålands hav
Bottenhavet
900
900
Sea water
800
800
Cesium-137 (Bq/m3)
700
700
600
600
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
0
1983
1993
2003
0
1983
2003
1993
2003
Kattegatt
Bottenviken
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
0
1983
1993
1993
2003
0
1983
C s -1 3 7 [B q /kg to rrvik t]
C s -1 3 7 [B q /m 2 ]
1
10
1 0 00
10 0
5 0 00
1 0 00
10 00 0
Sediment
137
Cs i s ediment ( Bq kg
0
500
-1
137
tor r v ikt)
1000
1500
Cs i s ediment ( Bq kg
2000
0
0
0
5
5
10
10
15
15
20
20
25
25
B ottenhavet
30
Djup ( c m)
Sediment
30
Djup ( c m)
500
-1
tor r v ikt)
1000
1500
B ottenvik en
2000
137Cs
in moose (Bq kg-1 f.w.)
7000
6000
5000
T1/2eff = 15 yr
4000
3000
2000
1000
0
1985
1990
1995
2000
2005
2010
8
6
Cesium-137 (Bq/l)
4
2
0
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
1,5
1,0
Strontium-90 (Bq/l)
0,5
Milk
0,0
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
137 Cs in milk
(Bq/liter)
45
Tärnaby(Lycksele)
40
Stockholm
35
Göteborg
30
25
20
15
10
5
0
1960
1970
1980
1990
2000
30
Stockholm
30
Gävle
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
1985
1995
2005
1985
Mixed diet, Cs-137 (Bq/person and day)
1995
2005
(Bq/l)
(Bq/l)
Sandviken
Sandviken
Kramf ors
10
Kramfors
< mätgränsen
< mätgränsen
Stockholm
1
< mätgränsen
0,1
0,01
0,001
0,0001
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Reindeer herders in Härjedalen
Reindeer herders in Västerbotten
Farmers in Gävle
Hunters in Gävle
Others in Gävle
Reference group FOI
Reference group SSM
Reference group Lund
Average Sweden
1000
100
10
1
0,1
1955
1965
1975
1985
1995
2005
2015
Cs-137 Whole body content (Bq/kg)
Average dose to the Swedish population
Radon
in indoor air
radon inomhusluft
Cosmicstrålning
radiation
kosmisk
Potassium
in kroppen
the body
kalium
i den egna
medicinsk
diagnostik
Medical
diagnosis
markand
och building
Ground
byggnadsmaterial
materials
Cs-137,from
främstthe
från
Cs-137, primarily
Tjernobylolyckan
Chernobyl accident
Naturligt förekommande
Naturally
occuring
radionuklider i födan
radionuclides in the diet
137
Cs i bär ( Bq kg
-1
137
f är s kv ikt)
Lingon
Vaccinium
vitis-idaea
1400
y = 7,3255x + 14,454
1200
2
Cs i bär ( Bq kg
-1
f är s kv ikt)
Blå bä r
Vaccinium
myrtillus
1400
y = 8,1485x + 5,7834
1200
2
R = 0,7376
R = 0,6545
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
0
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
Hjor
tr onchamaemorus
Rubus
1400
Ha llon
Rubus
idaeus
1400
1200
y = 4 ,1 5 2 7 x - 7 ,7 8 6 5
1200
y = 1 8 ,0 5 2 x - 1 0 ,4 8 7
2
R = 0 ,8 7 3 9
2
R = 0 ,5 5 0 4
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
0
0
10
20
30
40
50
60
-2
Ma r kb e lä g g n in g ( kBq m )
0
10
20
30
40
50
60
-2
Ma r kb e lä g g n in g ( kBq m )
Berries
137
Cs i bär ( Bq kg
-1
Rubus
Hjor tr on S olle fte å
Chamaemorus
f är s kv ikt)
2500
137
-1
Cs i bär ( Bq kg f är s kv ikt)
2500
2000
2000
1500
1500
1000
1000
500
500
0
0
1985
1990
1995
2000
2005
Vaccinium
vitis-idaea
Lingon S
öde r ha m n
1985
T 1 / 2 e f f = 11 år
1990
1995
2000
137
Cs i r ådjur ( Bq kg
-1
1986-1989
f är s kv ikt)
12000
1990-1993
1994-1997
10000
1998-2001
2002-2004
8000
6000
4000
2000
0
Jan
F eb
Roe deer
M ar
A pr
M aj
Jun
Jul
A ug
S ep
Okt
N ov
D ec
-1
andel av aktiv itet per c m- s kikt ( % c m )
0
20
40
60
80
0
1987
2
1992
2000
4
6
8
10
12
14
Djup ( c m)
Soil
2004
100
Kosmisk strålning
dosrat vid marknivån ca 45 nSv/h
E ffe k tiv d o s ra t
-1
[n S v h ]
90
80
70
65
60
55
50
45
4 2 ,5
T o riu m h a lt
[p p m e T h ]
U ra n h a lt
[p p m e U ]
32
8
16
4
8
2
4
1
2
0 ,5
K a liu m h a lt
[% K ]
3 ,5
3 ,0
2 ,5
2 ,0
1 ,5
1 ,0
0 ,5
137
Cs i s v amp ( Bq kg
-1
137
f är s kv ikt)
14000
T ra ttka n ta re ll
12000
Cs i s v amp ( Bq kg
-1
f är s kv ikt)
14000
S a n d so p p
12000
y = 93,769x - 153,74
2
R = 0,8171
10000
10000
8000
8000
6000
6000
4000
4000
y = 220,8x - 823,78
2
R = 0,8291
2000
2000
0
0
0
20
40
60
14000
K a n ta re ll
12000
0
20
14000
40
60
R ö d g u l tru m p e tsva m p
12000
10000
10000
y = 2 7 ,2 9 1 x + 3 7 9 ,0 9
2
8000
8000
R = 0 ,2 8 7 8
y = 4 4 ,4 0 9 x + 2 8 5 ,7 6
2
6000
6000
4000
4000
2000
2000
0
R = 0 ,4 9 6 9
0
0
20
40
60
-2
Y te kv iv a le n t ma r kb e lä g g n in g ( kBq m )
Svamp
0
20
40
60
-2
Y te kv iv a le n t ma r kb e lä g g n in g ( kBq m )
137
Cs i r enkött ( Bq kg
-1
f är s kv ikt)
50000
40000
30000
20000
10000
0
29951
30316,25
1986
30681,5
1987
Renkött
31046,75
1988
1989
31412
31777,25
1990
32142,5
1991
32507,75
1992
129I
i vattendrag
[µBq l-1]
Storskalig spridning av 129I från LaHague
och Sellafield
129I
i ytvatten
[µBq l-1]
Sedime
R a d iu m -2 2 6 (B q / L )
S GU - S S I 1 9 8 8 - 2 0 0 4 ( n =7 5 2 )
2
to 6 ,8 5
(4)
1
to 2
(5)
0 ,5 to 1
(10)
0 ,2 to 0 ,5
0
to 0 ,2
(38)
(693)
U ra n iu
m
M ic ro g ra m /L
1 0 0 to 3 0 0
(1 1 )
5 0 to 1 0 0
3 0 to 5 0
2 0 to 3 0
1 0 to 2 0
0 to 1 0
a ll o th e rs
(1 5 )
(2 5 )
(2 4 )
(5 3 )
(2 3 9 )
(1 )
4
y = -0,0199x + 42,606
R² = 0,2363
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
Re la tiv f r e kv e n s
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
Ma x c a
0,05
0 ,5 mSv å r
0,00
1
6
0,05
11
0,10
16
0,15
21
0,20
26
0,25
31
0,30
36
0,35
41
0,40
46
0,45
0,50
-1
d o s v id ma r kn iv å n f r å n ko s mis k s tr å ln in g ( mSv å r )
-1
Relativ f r ekv ens
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
Max c a
11 mSv år
-1
0,00
1,0
2,0
-1
ex ter ndos inomhus f r ån natur ligt f ör ekommande r adionuklider ( mSv år )
Re la tiv f r e kv e n s
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
Ma x c a
1 mSv å r
0,00
1 5 2 103 154 205 256 307 358 409 451 0501 1551 2601 3651 4701 5751 6801 7851 8901 9952 0100
-1
e x te r n d o s u to mh u s f r å n n a tu r lig t f ö r e ko mma n d e n u klid e r ( µSv å r )
-1
Beräknad teoretisk fördelning av de svenska lungcancerfallen år 2000 mellan olika
orsaker och mellan grupperna aldrig-rökare och rökare (McGale och Darby, 2006).
Rökning ej
radon
Radon och
rökning
Radon ej
rökning
Övriga
orsaker
Totalt
1912
310
106
658
2986
Aldrigrökare
-
-
58
362
420
Rökare
1912
310
48
296
2566
Totalt
Re la tiv f r e kv e n s
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
Ma x c a
0,02
0 ,2 5 mSV å r
0,00
0
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
Dos från kalium i kroppen
-1
Relativ f r ekv ens
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
m ax c a
500 µSv
0,00
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Ex ter ndos f r ån
50
137
-1
Cs ( µSv år )
Relativ f r ekv ens
0,25
0,20
0,2
0,15
0,10
0,1
0,05
Max c a
2 mSv år
-1
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Inter ndos f r ån
137
-1
Cs ( µSv år )
137
Cs i r e n la v ( Bq kg
-1
to r r v ikt)
50000
45000
40000
35000
30000
25000
T 1 / 2 e f f = 3,1 år
20000
15000
10000
5000
0
0861
2883
4905
6927
8949 109611 129813 140015 160217 180419 20
137
Cs i abbor r e ( Bq kg
-1
f är s kv ikt)
8000
6000
4000
2000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
ålder s klas s ( år )
137
Cs i abbor r e ( Bq kg
-1
färs k vik t)
50000
40000
T 1 / 2 e f f = 5,1 år
30000
20000
10000
0
1985
1990
1995
2000
2005
137
Cs i f is k ( Bq kg
-1
137
f är s kv ikt)
Abborre
30000
25000
Cs i f is k ( Bq kg
-1
f är s kv ikt)
Gäd d a
30000
25000
y = 277,47x + 229,72
20000
y = 139,57x + 570,94
20000
2
R = 0,5166
15000
15000
10000
10000
5000
5000
0
2
R = 0,6701
0
0
10
20
30
40
50
60
0
Röding
30000
25000
10
20
30
40
50
60
Ö r ing
30000
25000
20000
y = 95,154x + 288,42
20000
y = 99,316x + 333,83
2
R = 0,5705
2
R = 0,5104
15000
15000
10000
10000
5000
5000
0
0
0
10
20
137
30
40
50
60
-2
Cs , y tekv iv alent mar kbeläggning ( kBq m )
0
10
20
137
30
40
50
60
-2
Cs , y tekv iv alent mar kbeläggning ( kBq m )
137
-1
Cs i mjölk ( Bq l )
10
1,3 å r
1,0 å r
6 ,4 å r
8 ,4 å r
1
0,1
0,01
1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Medelvärde
(Min-Max)
Antal prover
Violettfotad slemspindelskivling
207
(50-1120)
24
Rödskivig kanelspindelskivling
191
(27-902)
33
Kanelspindelskivling
184
(53-281)
3
Rödbandad spindelskivling
160
(93-248)
8
Rynkad tofsskivling
115
(37-332)
13
Spindelskivling
98
(21-203)
9
Sandsopp
85
(29-463)
101
Pluggskivling
78
(18-185)
16
Honungsspindelskivling
53
(8-104)
5
Pepparriska
50
(2-321)
53
Gråriska
47
(9-153)
8
Aprikosspindelskivling
46
(25-82)
4
Storkremla
46
(2-238)
39
Skogsriska
44
(23-101)
4
Fjällig taggsvamp
44
(37-51)
2
Trattkantarell
31
(10-82)
19
Tegelkremla
31
(12-115)
27
Vinkremla
25
(1-48)
5
Kantarell
20
(0-165)
31
Föränderlig tofsskivling
12
(1-40)
20
Fårticka
7
(2-27)
29
Björksopp
7
(0-14)
10
Brödticka
5
(2-12)
15
Karl Johan
5
(1-13)
11
Citrongul slemskivling
4
(3-5)
3
Stinkkremla
2
(1-4)
3
Röd flugsvamp
1
(1-1)
2
Tabell 12. 137Cs i
svamp
från
Heby
kommun
1990-2001
-1
(kBq kg torrvikt)
y = -0,0199x + 42,702
4
2
R = 0,1638
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
effektiv dos (mSv år-1)
Ringhals
Oskarshamn
Studsvik
Forsmark
Barsebäck
Westinghouse
1
0,1
0,01
0,001
0,0001
0,00001
0,000001
0,0000001
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
Discharges of
400
60
Co (GBq year -1)
60
Co in seaw eed (Bq kg-1 dw )
Long term trends
Discharges
1000
350
Seaw eed
800
300
250
600
200
400
150
100
200
50
0
0
83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04
Short term evaluation
Wallberg och Moberg (2002)
6 Airfilter stations
• Glassfiber filter 0.3 m²
• Air sampling rate 1 000 m³/hr
• Continuous sampling, filter changed twice
weekly, no measurement at sampling point
• 137Cs, 7Be and other y- emitters
• Detection limit 0.1 – 0.3 µBq/m³ 137Cs
at 100 000 m³ air
Surface and drinking water
• Sampling of 10 – 20 litres at 6 water treatment plants (after
treatment = drinking water) twice a year. At two plants also raw
water (surface water).
• Water passes through filter of copperferrocyanat, 90 % of
137Cs adsorbed. Detection limit 0,003 Bq/l 137Cs
•
137Cs, 90Sr, 3H
total-alpha, total-beta, 234,238U, 226Ra,
Mixed diet
• 3 hospital kitchens, twice a year
• All food served during 24h, fluids and solids
treated separately.
• Detection limit 0,2 Bq/day (intake rate) 137Cs,
0,04Bq/day 90Sr.
Moose and roe deer
137Cs
• 2 areas in 2007 approx. 500 samples
•Detection limit 20 Bq/kg fresh weight.
Marine sediments
137Cs
• 16 stations open sea
• samples every 5 years
•25 cm are sampled in 1 cm layers, analysis
sometimes on combined layers.
•Detection limit <6Bq/kg dry weight