Explicando a variação no fator de transferência agregado de 137Cs para plantas silvestres comestíveis como um estudo de caso em botões de Koshiabura (Eleutherococcus sciadophylloides)

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 14162 (2023) Citar este artigo

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O fator de transferência agregado (Tag) é comumente usado para representar a transferência real de radiocésio do solo para plantas silvestres comestíveis, mas os valores mostraram variação substancial desde o acidente nuclear de Fukushima. Para elucidar os fatores que causam essa variação, investigamos os efeitos da escala espacial e da distribuição vertical de 137Cs no solo na variação dos valores de Tag-137Cs para uma das plantas silvestres comestíveis mais severamente contaminadas, Eleutherococcus sciadophylloides Franch. e Sav. (Koshiabura). A variação nos valores de Tag-137Cs não foi reduzida pela medição direta da deposição de 137Cs em amostras de solo do habitat de Koshiabura, como um substituto para o uso de dados de levantamento aéreo com média espacial na escala do distrito administrativo. A concentração de atividade de 137Cs nas gemas de Koshiabura apresentou correlação positiva significativa com os inventários de 137Cs apenas no horizonte orgânico do solo do habitat de Koshiabura. A proporção entre os estoques de 137Cs no horizonte orgânico e a deposição total de 137Cs no solo exibiu variação substancial, especialmente em florestas decíduas de folhas largas onde Koshiabura habita principalmente. Esta variação pode ser a causa da ampla gama de valores de Tag-137Cs observados em gemas de Koshiabura quando calculados a partir da deposição total de 137Cs no solo.

Em áreas florestais contaminadas por acidentes nucleares anteriores, como o desastre de Chernobyl em 1986, o radiocésio circula pelo ecossistema, resultando na contaminação radioativa a longo prazo de produtos florestais, como cogumelos e morangos silvestres, bem como de animais de caça1,2,3 ,4. Muitas áreas contaminadas com radioatividade do acidente da Central Nuclear de Fukushima Daiichi (FDNPP) são áreas florestais, a maioria das quais ainda não foi descontaminada. Portanto, a contaminação prolongada de vários produtos florestais em Fukushima e outras áreas afectadas é actualmente uma grande preocupação para a recuperação social e económica da região5.

As plantas silvestres comestíveis, que são importantes produtos florestais, são parte integrante da cultura japonesa única nas áreas montanhosas (Satoyama); são utilizados não apenas como alimento para os residentes locais, mas também servem como meio de comunicação através da partilha dos produtos entre as pessoas6. Portanto, a contaminação prolongada de plantas silvestres comestíveis resultou no comprometimento da cultura Satoyama duradoura. Embora tenham decorrido mais de 10 anos desde o acidente do FDNPP, as concentrações de radiocésio em algumas plantas silvestres comestíveis ainda excedem o limite regulamentar para distribuição comercial de alimentos (100 Bq/kg de matéria fresca [FM]). Dentre essas plantas, os botões (especificamente, brotos jovens com folhas imaturas emergindo dos botões) de Eleutherococcus sciadophylloides Franch. e Sav. (Koshiabura), uma espécie de árvore decídua de subcopa de folhas largas amplamente distribuída em florestas temperadas no Japão, exibe concentrações de radiocésio excepcionalmente mais altas em comparação com outras plantas silvestres comestíveis7,8. Koshiabura habita frequentemente áreas de Satoyama e comumente cresce em aberturas ensolaradas nas florestas e nas margens das florestas. A maioria dos municípios da província de Fukushima restringiu ou proibiu voluntariamente o transporte dos seus botões9. Além disso, muitos municípios nas províncias vizinhas à província de Fukushima também restringiram a distribuição comercial de botões de Koshiabura; como resultado, a faixa de restrição é a maior entre as plantas silvestres comestíveis japonesas9.

A estimativa da dose potencial de ingestão por membros do público através do consumo de plantas silvestres comestíveis contaminadas é um foco importante para a proteção contra radiações10. Esta estimativa é particularmente útil para melhorar a qualidade de vida dos residentes locais que desejam desfrutar novamente da recolha e consumo de alimentos silvestres11. Nesse sentido, o fator de transferência agregado (Tag) é amplamente utilizado para representar a relação entre as concentrações de radionuclídeos em plantas silvestres comestíveis e no solo. Este fator é definido como a concentração de atividade de radionuclídeos nas partes comestíveis (Bq/kg) dividida pela deposição de radionuclídeos no solo (Bq/m2). Os valores Tag para 137Cs (Tag-137Cs) em plantas silvestres comestíveis e cogumelos relatados após desastres nucleares anteriores1,2,12,13,14 variam amplamente não apenas entre espécies, mas também dentro de uma espécie. Por exemplo, os Tag-137Cs dos botões de Koshiabura variam em uma faixa que abrange uma ou duas ordens de magnitude (10−4 a 10−2)11,15. A ampla variação nos valores do Tag-137Cs pode ser fortemente influenciada pelo procedimento de cálculo do dominador (isto é, deposição de 137Cs no solo). No entanto, a razão para a ampla variação nos valores de Tag-137Cs entre plantas silvestres comestíveis permanece obscura.