Measuring the radiation exposure of Norwegian reindeer under field conditions

• DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.06.177
• Publication Date: 2019-06-14T06:25:05Z
• Authors: Kitkawin Aramrun; Nicholas A. Beres...; Lavrans Skuterud; Tanya H. Hevrøy; Jon Drefvelin; Kip Bennett; Craig Yurosko; Phiphat Phruksaro...; Jeerawa Esoa; Monthon Yongprawat; Andjin Siegenthaler; Ross Fawkes; Wanwiwa Tumnoi; Michael D. Wood
• Keywords: Radioactive Fallout; passive dosimeter; Environmental Impacts of Fukushima Nuclear Disaster; Health Professions; Wildlife; 01 natural sciences; Range (aeronautics); Global and Planetary Change; Radiological and Ultrasound Technology; Ecology; Norwegian; Geography; Norway; Statistics; ERICA tool; Factors Affecting Sagebrush Ecosystems and Wildlife Conservation; Radiation Exposure; radioactive contamination; FOS: Philosophy, ethics and religion; Cesium Radioisotopes; Physical Sciences; Telecommunications; Medicine; large mammal; Radioactive Pollutants; Reindeer; Composite material; Environmental science; Radiation Monitoring; Global Positioning System; Dosimetry; Health Sciences; FOS: Mathematics; external dose measurement; Animals; Humans; Biology; 0105 earth and related environmental sciences; Sources and Effects of Ionizing Radiation on Human Health; Linguistics; 15. Life on land; Herd; Computer science; Materials science; Philosophy; Dosimeter; 13. Climate action; FOS: Biological sciences; Environmental Science; Nuclear medicine; FOS: Languages and literature; radioecology; Animal science; Mathematics

Se han desarrollado modelos y enfoques para predecir la exposición a la radiación de la vida silvestre en condiciones de campo. Sin embargo, ha habido pocos intentos de medir directamente la exposición a la radiación de la vida silvestre en el campo y confirmar las dosis predichas por los modelos. Este es un problema potencial para la aceptación de las evaluaciones basadas en modelos por parte de las partes interesadas. Aquí se presenta un estudio exhaustivo que compara los resultados de diferentes dosímetros instalados en renos en libertad que habitan en un área que recibió una deposición de radiocesio comparativamente alta del accidente de Chernobyl de 1986. La dosis externa de reno se midió utilizando los cuatro tipos de dosímetros en caja de aluminio montada en el collar GPS. Las mediciones se compararon con dos predicciones del modelo: (i) dosis externa para renos en toda el área de distribución de la manada; y (ii) dosis externas de renos individuales predichas utilizando datos de seguimiento GPS para determinar las ubicaciones. Se encontró que aunque se encontraron diferencias significativas entre las estimaciones de los diversos dosímetros, estas eran pequeñas sin ninguna implicación práctica. Además, las dosis externas medias predichas utilizando los datos de seguimiento GPS no fueron significativamente diferentes a las estimaciones de dos de los cuatro resultados del dosímetro pasivo. La dosis externa promedio predicha en toda el área de la manada fue significativamente menor que las dosis registradas por los dosímetros y también las estimaciones utilizando datos GPS para determinar la ubicación de los renos (y, por lo tanto, la exposición). Para 137Cs, la dosis externa promedio de los datos de seguimiento GPS fue aproximadamente el doble de la predicha en toda el área del rebaño, porque los animales con collar favorecieron el área más contaminada del sitio de estudio. Esto sugiere que, en algunas circunstancias, la suposición de promediar la contaminación en un rango de hogar supuesto dentro de las evaluaciones puede ser inadecuada, aunque esto tendría que equilibrarse con otras incertidumbres. La radiación natural fue la mayor contribución a la exposición de los renos y una función de la gran altitud.<br/>Des modèles et des approches ont été développés pour prédire l'exposition de la faune aux rayonnements dans des conditions de terrain. Cependant, peu de tentatives ont été faites pour mesurer directement l'exposition aux rayonnements de la faune sauvage sur le terrain et confirmer les doses prédites par les modèles. Il s'agit d'un problème potentiel pour l'acceptation par les parties prenantes des évaluations basées sur la modélisation. Nous présentons ici une étude complète comparant les résultats de différents dosimètres installés sur des rennes en liberté habitant une zone qui a reçu des dépôts de radiocaesium relativement élevés lors de l'accident de Tchernobyl en 1986. La dose externe de renne a été mesurée à l'aide des quatre types de dosimètres dans une boîte en aluminium montée sur le collier GPS. Les mesures ont été comparées à deux prédictions du modèle : (i) la dose externe aux rennes dans toute la zone d'aire de répartition du troupeau ; et (ii) les doses externes de rennes individuels prédites à l'aide de données de suivi GPS pour déterminer les emplacements. Il a été constaté que, bien que des différences significatives entre les estimations des différents dosimètres aient été trouvées, elles étaient faibles sans implication pratique. De plus, les doses externes moyennes prédites à l'aide des données de suivi GPS n'étaient pas significativement différentes des estimations de deux des quatre résultats de dosimètre passif. La dose externe moyenne prédite dans la zone du troupeau était significativement plus faible que les doses enregistrées par les dosimètres et les estimations utilisant également les données GPS pour déterminer l'emplacement des rennes (et donc l'exposition). Pour les 137C, la dose externe moyenne provenant des données de suivi GPS était environ le double de celle prédite dans la zone du troupeau, car les animaux à collier favorisaient la zone la plus contaminée du site d'étude. Cela suggère que, dans certaines circonstances, l'hypothèse de la moyenne de la contamination sur un domaine vital supposé dans les évaluations peut être inadéquate, bien que cela doive être mis en balance avec d'autres incertitudes. Le rayonnement naturel a été la plus grande contribution à l'exposition des rennes et une fonction de la haute altitude.<br/>تم تطوير نماذج ونهج للتنبؤ بالتعرض الإشعاعي للحياة البرية في ظل الظروف الميدانية. ومع ذلك، كانت هناك محاولات قليلة لقياس التعرض المباشر للإشعاع للحياة البرية في الميدان وتأكيد الجرعات التي تنبأت بها النماذج. هذه مشكلة محتملة لقبول أصحاب المصلحة للتقييمات القائمة على النمذجة. فيما يلي دراسة شاملة تقارن نتائج مقاييس الجرعات المختلفة المثبتة على الرنة الحرة التي تعيش في منطقة تلقت ترسبات عالية نسبيًا من السيزيوم المشع من حادث تشيرنوبيل عام 1986. تم قياس الجرعة الخارجية من غزال الرنة باستخدام أنواع مقياس الجرعات الأربعة في صندوق الألومنيوم المثبت على طوق GPS. تمت مقارنة القياسات مع تنبؤين نموذجيين: (1) الجرعة الخارجية للرنة عبر منطقة النطاق الكاملة للقطيع ؛ و (2) الجرعات الخارجية من الرنة الفردية التي تم التنبؤ بها باستخدام بيانات تتبع نظام تحديد المواقع العالمي لتحديد المواقع لتحديد المواقع. وجد أنه على الرغم من وجود اختلافات كبيرة بين تقديرات مقاييس الجرعات المختلفة، إلا أنها كانت صغيرة دون أي تأثير عملي. كما أن متوسط الجرعات الخارجية المتوقعة باستخدام بيانات تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لم يكن مختلفًا بشكل كبير عن التقديرات من اثنين من نتائج مقياس الجرعات السلبي الأربعة. كان متوسط الجرعة الخارجية المتوقعة عبر منطقة القطيع أقل بكثير من الجرعات المسجلة بواسطة مقاييس الجرعات ويقدر أيضًا باستخدام بيانات نظام تحديد المواقع العالمي لتحديد موقع الرنة (وبالتالي التعرض). بالنسبة لـ 137 درجة مئوية، كان متوسط الجرعة الخارجية من بيانات تتبع نظام تحديد المواقع العالمي حوالي ضعف ما تم التنبؤ به في جميع أنحاء منطقة القطيع، لأن الحيوانات ذات الطوق فضلت المنطقة الأكثر تلوثًا في موقع الدراسة. يشير هذا إلى أنه في بعض الظروف قد يكون افتراض متوسط التلوث على نطاق المنزل المفترض ضمن التقييمات غير كافٍ على الرغم من أن هذا يجب أن يكون متوازنًا مع أوجه عدم اليقين الأخرى. كان الإشعاع الطبيعي أكبر مساهمة في التعرض لحيوانات الرنة ووظيفة الارتفاع العالي.<br/>Models and approaches have been developed to predict radiation exposure of wildlife under field conditions. However, there have been few attempts to directly measure radiation exposure of wildlife in the field and confirm the doses predicted by models. This is a potential issue for stakeholder acceptance of modelling-based assessments. Here is presented a comprehensive study comparing the results of different dosimeters fitted to free-ranging reindeer inhabiting an area that received comparatively high radiocaesium deposition from the 1986 Chernobyl accident. The external dose of reindeer was measured using the four dosimeter types in aluminium box mounted on the GPS collar. The measurements were compared with two model predictions: (i) external dose to reindeer across the entire range area of the herd; and (ii) external doses of individual reindeer predicted using GPS tracking data to determine locations. It was found that although significant differences between the estimates of the various dosimeters were found these were small with no practical implication. Also, the mean predicted external doses using the GPS tracking data were not significantly different to estimates from two of the four passive dosimeter results. The average external dose predicted across the herd area was significantly lower than doses recorded by the dosimeters and also estimates using GPS data to determine reindeer location (and hence exposure). For 137Cs the average external dose from the GPS tracking data was about twice that predicted across the herd area, because collared animals favoured the more contaminated area of the study site. This suggests that in some circumstances the assumption of averaging contamination over an assumed home range within assessments may be inadequate though this would need to be balanced against other uncertainties. Natural radiation was the greatest contribution to reindeer exposure and a function of the high altitude.<br/>