137Cs concentration in surface waters of Far Eastern seas: Results of expeditionary research in 2018

Main Article Content

O. N. Miroshnichenko

researcher

http://orcid.org/0000-0001-5164-9924

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=964977

A. A. Paraskiv

junior researcher

http://orcid.org/0000-0001-9874-5382

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=1005491

Abstract

Based on the results of expeditionary research carried out during the 82nd cruise of the RV “Akademik M. A. Lavrentyev” (01.06.2018–20.07.2018), the assessment of current levels of concentration activity of technogenic radionuclide 137Cs in surface waters of Far Eastern seas is given. The studies were carried out in the northwestern part of the Sea of Japan, the southern part of the Sea of Okhotsk, the coastal waters of the Pacific Ocean near the Kamchatka Peninsula, and the western part of the Bering Sea. Activity of 137Cs in seawater samples was determined by sorption method using two series-connected adsorbers with subsequent measurement of 137Cs content via its gamma-emitting daughter radionuclide 137mBa. Sorption efficiency was assessed by the difference in activity on the first and second adsorbers. A comparative analysis of contamination levels of water areas studied was made. It was revealed that 137Cs volumetric activity in surface water of the Sea of Japan varied from (2.9 ± 0.1) to (5.1 ± 0.3) Bq·m−3, in the Sea of Okhotsk – from (1.8 ± 0.1) to (2.3 ± 0.1) Bq·m−3, and in the Bering Sea – from (1.7 ± 0.1) to (3.1 ± 0.1) Bq·m−3. The maximum 137Cs concentrations were registered in the Sea of Japan, which might be due to its isolation from other water areas and presence of secondary sources of radionuclide intake. In general, contamination of adjacent water areas is insignificant, and fluctuations in concentrations occur within technogenic isotopes global background in the marginal seas of the Pacific Ocean.

Article Details

Miroshnichenko O. N., Paraskiv A. A. 137Cs concentration in surface waters of Far Eastern seas: Results of expeditionary research in 2018. Marine Biological Journal, 2020, vol. 5, no. 3, pp. 55-63. doi: 10.21072/mbj.2020.05.3.05
Keywords:
137Cs, concentration, seawater, Far Eastern seas
Section
Scientific communications

References

Анисович К. В., Бондаренко Л. Г., Важенина Е. В., Изотова А. В., Большаков В. А., Душин В. Н., Захаров Г. А., Осипов В. В., Осокин В. М., Перов А. В., Савоненков В. Г., Садыкин А. Г., Струков В. Н., Тишков В. П., Шабалев С. И. Радиоактивность морской воды в переходной зоне течений Куросио и Курильского через три года после аварии на АЭС Фукусима-1. Санкт-Петербург : Радиевый институт им. В. Г. Хлопина, 2015. 32 с. [Anisovich K. V., Bondarenko L. G., Vazhenina E. V., Izotova A. V., Bol’shakov V. A., Dushin V. N., Zakharov G. A., Osipov V. V., Osokin V. M., Perov A. V., Savonenkov V. G., Sadykin A. G., Strukov V. N., Tishkov V. P., Shabalev S. I. Radioaktivnost’ morskoi vody v perekhodnoi zone techenii Kurosio i Kuril’skogo cherez tri goda posle avarii na AES Fukusima-1. Saint Petersburg : Radievyi institut im. V. G. Khlopina, 2015, 32 p. (in Russ.)].

А. с. 526379 А1 СССР, МПК B011 1/22, B01D 15/04. Способ получения тонкослойного сорбента : № 2045360/26 : заявл. 16.07.74 : опубл. 30.08.76, Бюл. № 32 / Н. Д. Бетенеков, Ю. В. Егоров, В. И. Попов, В. Д. Пузако, Ю. Г. Черемухин ; заявитель Урал. политехн. ин-т им. С. М. Кирова. [A. s. 526379 A1 SSSR, MPK B011 1/22, B01D 15/04. Sposob polucheniya tonkosloinogo sorbenta : no. 2045360/26 : zayavl. 16.07.74 : opubl. 30.08.76, Byul. № 32 / N. D. Betenekov, Yu. V. Egorov, V. I. Popov, V. D. Puzako, Yu. G. Cheremukhin ; zayavitel’ Ural. politekhn. in-t im. S. M. Kirova. (in Russ.)]

Гидрометеорология и гидрохимия морей. Том 8. Японское море. Выпуск 1. Гидрометеорологические условия / ред.: А. С. Васильев, А. Н. Косарев, Ф. С. Терзиев. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 2003. 394 с. [Gidrometeorologiya i gidrokhimiya morei. Vol. 8. Yaponskoe more. Iss. 1. Gidrometeorologicheskie usloviya / A. S. Vasil’ev, A. N. Kosarev, F. S. Terziev (Eds). Saint Petersburg : Gidrometeoizdat, 2003, 394 p. (in Russ.)]

Никитин А. И., Рамзаев В. П., Осокин В. М., Сергеев А. С., Севастьянов А. В., Алиев Р. А., Артемьев Г. Б., Брук Г. Я., Ваганов П. С., Вехов Е. Н., Вяхирев А. Ю., Титов И. Н., Федорова А. В., Филиппов И. Ю. Экспедиционные радиоэкологические исследования в Японском море и северо-западной части Тихого океана после аварии на японской АЭС «Фукусима-1»: предварительные результаты // Радиационная гигиена. 2015. Т. 4, № 3. С. 14–35. [Nikitin A. I., Ramzaev V. P., Osokin V. M., Sergeev A. S., Sevast’yanov A. V., Aliev R. A., Artem’ev G. B., Bruk G. Ya., Vaganov P. S., Vekhov E. N., Vyakhirev A. Yu., Titov I. N., Fedorova A. V., Filippov I. Yu. Radioecological investigations in the Sea of Japan and the north-west part of the Pacific Ocean after the accident at the NPP Fukushima-1 in Japan: Preliminary results. Radiatsionnaya gigiena, 2015, vol. 4, no. 3, pp. 14–35. (in Russ.)]

Онищенко Г. Г., Романович И. К., Балонов М. И., Барковский А. Н., Горский А. А. Авария на АЭС «Фукусима-1»: первые итоги аварийного реагирования. Сообщение 1: общие сведения об аварии и радиационной обстановке // Радиационная гигиена. 2011. Т. 4, № 2. С. 5–12. [Onischenko G. G., Romanovich I. K., Balonov M. I., Barkovsky A. N., Gorsky A. A. Accident at Fukushima-1 NPP: First results of emergency response. Report 1: General information about the accident and radiation situation. Radiatsionnaya gigiena, 2011, vol. 4, no. 2, pp. 5–12. (in Russ.)]

Репин В. С. Радиационно-гигиеническая оценка возможных уровней загрязнения дальневосточных морепродуктов долгоживущими радионуклидами в связи с аварией на АЭС «Фукусима-1» // Радиационная гигиена. 2015. Т. 5, № 2. С. 61–70. [Repin V. S. Radiation-hygienic estimation of the possible levels of Far East sea fruits contamination with long living radionuclides due to the accident on Fukushima-1 NPP. Radiatsionnaya gigiena, 2015, vol. 5, no. 2, pp. 61–70. (in Russ.)]

Саркисов А. А., Сивинцев Ю. В., Высоцкий В. Л., Никитин В. С. Атомное наследие холодной войны на дне Арктики. Радиоэкологические и технико-экономические проблемы радиационной реабилитации морей. Москва : Ин-т проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, 2015. 699 с. [Sarkisov A. A., Sivintsev Yu. V., Vysotskii V. L., Nikitin V. S. Atomnoe nasledie kholodnoi voiny na dne Arktiki. Radioekologicheskie i tekhniko-ekonomicheskie problemy radiatsionnoi reabilitatsii morei. Moscow : In-t problem bezopasnogo razvitiya atomnoi energetiki RAN, 2015, 699 p. (in Russ.)]

Сивинцев Ю. В., Кикнадзе О. Е. Оценки активности и выхода радионуклидов из радиоактивных отходов, затопленных в дальневосточных морях. Москва : РНЦ «Курчат. ин-т», 1998. 104 с. [Sivintsev Yu. V., Kiknadze O. E. Otsenki aktivnosti i vykhoda radionuklidov iz radioaktivnykh otkhodov, zatoplennykh v dal’nevostochnykh moryakh. Moscow : RNTs “Kurchat. in-t”, 1998, 104 p. (in Russ.)]

Чайковская Э. Л., Карасев Е. В., Лишавская Т. С. Антропогенные радионуклиды 90Sr, 137Cs и 239,240Pu в донных отложениях Японского моря // Труды ГУ Дальневосточный региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт. 2010. № 1. С. 125–133. [Chaikovskaya E. L., Karasev E. V., Lishavskaya T. S. Antropogennye radionuklidy 90Sr, 137Cs i 239,240Pu v donnykh otlozheniyakh Yaponskogo morya. Trudy GU Dal’nevostochnyi regional’nyi nauchno-issledovatel’skii gidrometeorologicheskii institut, 2010, no. 1, pp. 125–133. (in Russ.)]

Aarkrog A. Input of anthropogenic radionuclides into the World Ocean. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 2003, vol. 50, iss. 17–21, pp. 2597–2606. http://dx.doi.org/10.1016/S0967-0645(03)00137-1

Aoyama M., Fukasawa M., Hirose K., Hamajima Y., Kawano T., Povinec P. P., Sanchez-Cabeza J. A. Cross equator transport of 137Cs from North Pacific Ocean to South Pacific Ocean (BEAGLE2003 cruises). Progress in Oceanography, 2011, vol. 89, iss. 1–4, pp. 7–16. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2010.12.003

Bailly du Bois P., Laguionie P., Boust D., Korsakissok I., Didier D., Fievet B. Estimation of marine source-term following Fukushima Dai-ichi accident. Journal of Environmental Radioactivity, 2012, vol. 114, pp. 2–9. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvrad.2011.11.015

Buesseler K. O. Fukushima and ocean radioactivity. Oceanography, 2014, vol. 27, no. 1, pp. 92–105. https://doi.org/10.5670/oceanog.2014.02

Buesseler K., Dai M., Aoyama M., Benitez-Nelson C., Charmasson S., Higley K., Maderich V., Masque P., Morris P. J., Oughton D., Smith J. N. Fukushima Daiichi–derived radionuclides in the ocean: Transport, fate, and impacts. Annual Review of Marine Science, 2017, vol. 9, pp. 173–203. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-010816-060733

Charett M. A., Breier C. F., Henderson P. B., Pike S. M., Rypina I. I., Jayne S. R., Buesseler K. O. Radium-based estimates of cesium isotope transport and total direct ocean discharges from the Fukushima Nuclear Power Plant accident. Biogeosciences Discussions, 2012, vol. 9, no. 11, pp. 16139–16160. https://doi.org/10.5194/bg-10-2159-2013

Hirose K., Aoyama M. Present background levels of surface 137Cs and 239,240Pu concentrations in the Pacific. Journal of Environmental Radioactivity, 2003, vol. 69, no. 1–2, pp. 53–60. http://dx.doi.org/10.1016/S0265-931X(03)00086-9

Inoue M., Yoshida K., Minakawa M., Kofuji H., Nagao S., Hamajima Y., Yamamoto M. Spatial variations of 226Ra, 228Ra, 137Cs, and 228Th activities in the southwestern Okhotsk Sea. Journal of Environmental Radioactivity, 2012, vol. 104, pp. 75–80. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2011.09.007

Kumamoto Y., Yamada M., Aoyama M., Hamajima Y., Kaeriyama H., Nagai H., Yamagata T., Murata A., Masumoto Y. Radiocesium in North Pacific coastal and offshore areas of Japan within several months after the Fukushima accident. Journal of Environmental Radioactivity, 2019, vol. 198, pp. 79–88. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.12.015

Kumamoto Y., Aoyama M., Hamajima Y., Murata A. Activity concentration of Fukushima-derived radiocesium in the western subarctic area of the North Pacific Ocean in summer 2017. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2020, vol. 325, pp. 263–270. https://doi.org/10.1007/s10967-020-07203-8

Miroshnichenko O. N., Paraskiv A. A., Gulin S. B. Cesium-137 concentration in the surface waters of Eurasian seas: Evidence from the expedition research of 2017. Geochemistry International, 2019, vol. 57, no. 12, pp. 1349–1354. https://doi.org/10.1134/S0016702919120073

Miyazawa Y., Masumoto Y., Varlamov S. M., Miyama T., Takigawa T., Honda M., Saino T. Inverse estimation of source parameters of oceanic radioactivity dispersion models associated with the Fukushima accident. Biogeosciences, 2012, vol. 10, no. 4, pp. 2349–2363. https://doi.org/10.5194/bg-10-2349-2013

Tokar’ E., Zemskova L., Tutov M., Tananaev I., Dovhi I., Egorin A. Development and practical evaluation of the scheme for 137Cs concentrating from seawater using chitosan and mixed ferrocyanides of Zn-K and Ni-K. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2020, vol. 325, iss. 2, pp. 567–575. https://doi.org/10.1007/s10967-020-07248-9

Worldwide Marine Radioactivity Studies (WOMARS). Radionuclide Levels in Oceans and Sea : Final Report of a Coordinated Research Project. Vienna : IAEA, 2005, 187 p. (IAEA-TECDOC-1429).