Activity of cesium 137Cs and potassium content in new potatoes imported to Poland

• Autorzy: Wadas W. , Krolak E. , Karwowska J.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. Potatoes are an important component of the human diet. In addition to components which determine the nutrition and dietary values, potato tubers also contain anti-nutritional substances, inter alia radioactive elements. Natural and artifical radionuclides are released to the environment as a result of antropogenic activity, in a controlled or uncontrolled manner, and they are transferred to the human body through the food chain. Objective. The aim of the study was to determine the activity of radioactive cesium 137Cs isotope and potassium content, including the activity of 40K isotope, in new potatoes imported to Poland during the winter period from Mediterranean countries. Material and methods. The study material included new potatoes imported from Cyprus, Egypt and Israel, purchased in the city of Siedlce from the beginning of February to the end of March 2015. The activity of 137Cs and 40K isotopes in potato tubers was determined. Analyses were performed by γ-spectrometric method. Laboratory tests were performed on a total of 18 samples. Based on the activity of 40K isotope, the total potassium content of potato tubers was calculated, with the assumption that 31.00 Bq 40K is equivalent to 1 g potassium. Results. The activity of 137Cs in most tested potato samples was below 0.2 Bq kg-1 (limit of quantification), and in other samles it was from 0.3 Bq kg-1 to 5.4 Bq kg-1. Potatoes of the same variety, originating from the same country, differed in terms of the activity of 137Cs. The highest activity of 137C, determined in potatoes imported from Cyprus, was seven times higher than the lowest value. The activity of 40K changed from 93.3 Bq kg-1 to 259.1 Bq kg-1. The average activity of 40K in potatoes imported from Cyprus, Egypt and Israel was at a similar level. The ratio of the activity of 137Cs determined in the tested potatoes to the activity of 40K changed from 0.00242 to 0.04163. The calculated potassium content in imported new potatoes was on average 4.376 g K kg-1 of the fresh weight of tubers and ranged from 3.010 g K kg-1 to 8.358 g K kg-1. Conclusions. The activity of the 137Cs cesium isotope in imported new potatoes in most tested samples was at a very low level (below the limit of quantification) and in other samples it did not exceed 5.5 Bq kg-1 and posed no threat to human lives. Potatoes originating from the same country differed in terms of the activity of 137Cs. The average activity of 40K in potatoes imported from Cyprus, Egypt and Israel was at a similar level and did not differ from the activity of 40K in domestically produced potatoes. The potassium content in imported new potatoes was determined by the variety.

PL

Wprowadzenie. Ziemniaki są ważnym składnikiem diety człowieka. Obok składników decydujących o wartości odżywczej i dietetycznej, bulwy ziemniaka zawierają również substancje antyżywieniowe, m in. pierwiastki promieniotwórcze. Naturalne i sztuczne radionuklidy uwalniane są do środowiska na skutek działalności człowieka, w sposób kontrolowany lub niekontrolowany, i poprzez łańcuch pokarmowy przenoszone są do organizmu człowieka. Cel. Celem było zbadanie i określenie aktywności radioaktywnego izotopu cezu 137Cs oraz zawartości potasu, w tym aktywności izotopu 40K, w młodych ziemniakach importowanych do Polski w okresie zimowym z krajów Basenu Morza Śródziemnego. Materiał i metody. Materiał do badań stanowiły młode ziemniaki importowane z Cypru, Egiptu i Izraela, zakupione w Siedlcach wokresie od poczatku lutego do końca marca 2015 roku. Oznaczono aktywność izotopów 137Cs i 40K. Analizy wykonano metodą γspektrometryczną. Badania laboratoryjne wykonano w 18 próbkach. Na podstawie aktywności izotopu 40K, wyliczono całkowitą zawartość potasu w bulwach ziemniaka, przyjmując, że 31,00 Bq 40K odpowiada 1 g potasu. Wyniki. Aktywność 137Cs w większości badanych próbek ziemniaków była poniżej 0,2 Bq kg-1 (poniżej granicy oznaczalności), a w pozostałych próbkach wynosiła od 0,3 Bq kg-1 do 5,4 Bq kg-1. Ziemniaki tej samej odmiany, pochodzące z tego samego kraju różniły się pod względem aktywności 137Cs. Najwyższa aktywność 137Cs oznaczona w ziemniakach importowanych z Cypru była siedem razy większa od wartości najniższej. Aktywność 40K zmieniała się od 93,3 Bq kg-1 do 259,1 Bq kg-1. Średnia aktywność 40K w ziemniakach importowanych z Cypru, Egiptu i Izraela była na zbliżonym poziomie. Stosunek aktywności 137Cs oznaczonej w badanych próbkach ziemniaków do aktywności 40K zmieniał się od 0,00242 do 0,04163. Wyliczona zawartość potasu w ziemniakach młodych z importu wynosiła średnio 4,376 g K kg-1 świeżej masy bulw i wahała się od 3,010 g K kg-1 do 8,358 g K kg-1. Wnioski. Aktywność izotopu cezu 137Cs w ziemniakach młodych z importu w większości badanych próbek była na bardzo niskim poziomie, poniżej granicy oznaczalności, a w pozostałych próbkach nie przekraczała 5,5 Bq kg-1 i nie stanowiła zagrożenia dla zdrowia człowieka. Ziemniaki pochodzące z tego samego kraju różniły się pod względem aktywności 137Cs. Średnia aktywność 40K w ziemniakach importowanych z Cypru, Egiptu i Izraela była na zbliżonym poziomie i nie różniła się od aktywności 40K w ziemniakach z produkcji krajowej. Zawartość potasu w badanych ziemniakach młodych z importu zależała od odmiany.

Słowa kluczowe

EN

new potato; potato; import; Poland; potassium content; 137 caesium content

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2017
• Tom: 68
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.297-302,ref.

Twórcy

autor

Wadas W.

• Department of Vegetable Crops, Faculty of Natural Science, Siedlce University of Natural Sciences and Humanities, B.Prusa 14, 08-110 Siedlce, Poland

autor

Krolak E.

• Department of Environmental Studies and Biological Education, Faculty of Natural Science, Siedlce University of Natural Sciences and Humanities, Siedlce, Poland

autor

Karwowska J.

• Provincial Sanitary-Epidemiological Station in Warsaw, Section of Radiation Hygiene in Siedlce, Siedlce, Poland

Bibliografia

• 1. Andre C.M., Legay S., Iammarino C., Ziebel J., Guignard C., Larondelle Y., Hausman J.F., Evers D., Miranda L.M.: The Potato in the Human Diet: a Complex Matrix with Potential Health Benefits. Potato Res 2014;57(3-4):201-214. DOI: 10.1007/s11540-015-9287-3
• 2. Becker-Heidmann P., Scharpensel W.H.: Effect of radionuclide radiation caused by man. In: Låg J. ed. Geomedicine. CRC Press, Boca Raton, FL, 1990:171-184.
• 3. Bunzl K., Albers B.P., Schimmack W., Belli M., Ciuffo L., Menegon S.: Examination of a relationship between 137Cs concentrations in soil and plants from alpine pastures. J Environ Radioact 2000;48(2):145-158. DOI: 10.1016/s0265-931x(99)00061-2
• 4. Council Regulation (Euratom) No 2016/52 of 15 January 2016 laying down maximum permitted levels of radioactive contamination of food and feed following a nuclear accident or any other case of radiological emergency, and repealing Regulation (Euratom) No 3954/87 and Commission Regulations (Euratom) No 944/89 and (Euratom) No 770/90. Off J EU L 13/2, 20.1.2016.
• 5. Djingova R., Kovacheva P., Todorov B., Zlateva B., Kuleff I.: On the influence of soil properties on the transfer of 137Cs from two soils (Chromic Luvisol and Eutric Fluvisol) to wheat and cabbage. J Environ Radioact 2005;82(1):63-79. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2004.12.005
• 6. Dygas-Ciołkowska L., Albiniak B. ed.: Stan środowiska w Polsce, Raport 2014 [Condition of the environment in Poland, Report 2014]. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Główny Inspektorat Ochrony Środowiska, Warszawa 2014 (in Polish).
• 7. Gerzabek M.H., Mohamad S.A., Muck K.: Cesium-137 in soil texture fractions and its impact on cesium-137 soil-to-plant transfer. Commun Soil Sci Plant Anal 1992;23(3-4):321330. DOI: 10.1080/00103629209368591
• 8. Green N., Wilkins B.T., Poultney S.: Distribution of radionuclides in potato tubers: Implications for dose assessments. J Radioanal Nucl Chem 1997;226(1-2):75-78. DOI: 10.1007/bf02063627
• 9. Holmberg M., Edvarson K., Finck R.: Radiation doses in Sweden resulting from the Chernobyl fallout: a review. Int J Radiat Biol 1988;54(2):151-166. DOI: 10.1080/09553008814551601
• 10. Leszczyński W.: Żywieniowa wartość ziemniaka i przetworów ziemniaczanych (Przegląd literatury) [Nutritional value of potato and potato products (Review of literature)]. Biul IHAR 2012;266:5-20 (in Polish).
• 11. Knatko V.A., Ageets V.U., Shmigelskaya I.V., Ivashkievich I.I.: Soil-to-potato transfer of 137Cs in an area of Belarus: regression analysis of the transfer factor against 137Cs deposition and soil characteristics. J Environ Radioact 2000;48(2):171-181. DOI: 10.1016/s0265-931x(99)00072-7
• 12. Królak E., Karwowska J.: Potassium-40 and Cesium-137 in the surface layers of arable soils and food supplies. Pol J Environ Stud 2010;19(3):599-604.
• 13. Oshita S.: Radioactive nuclides in vegetables and soil resulting from low-level radioactive fallout after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident: case studies in Tokyo and Fukushima. In. Nakanishi T.M., Tanoi K. eds. Agricultural implications of the Fukushima nuclear accident. The book is published with open access at SpringerLink.com. 2013:61-72. DOI: 10.1007/978-4-431-54328-2
• 14. Paasikallio A., Rantavaara A., Sippola J.: The transfer of cesium-137 and strontium-90 from soil to food crops after the Chernobyl accident. Sci Total Environ 1994;155(2):109-124. DOI: 10.1016/0048-9697(94)90285-2
• 15. Paatero J., Hämeri K., Jaakkola T., Jantunen M., Koivukoski J., Saxén R.: Airborne and deposited radioactivity from the Chernobyl accident – a review of investigations in Finland. Boreal Environ Res 2010;15:19-33. DOI:
• 16. Paramonova T., Machaeva E., Balyaev V.: Modern parameters of caesium-137 root uptake in natural and agricultural grass ecosystems of contaminated post-Chernobyl landscape, Russia. Eurasian J Soil Sci 2015;4(1):30-37. DOI: 10.18393/ejss.56716
• 17. Popplewell D.S., Ham G.J., Johnson T.E., Stather J.W., Sumner S.A.: The uptake of plutonium-238, 239, 240, americium-241, strontium-90 and caesium-137 into potatoes. Sci Total Environ 1984;38:173-181. DOI: 10.1016/0048-9697(84)90215-8
• 18. Prorok V.V., Bulavin L.A., Poperenko L.V.: Investigation of channels of Cs-137 and K transfer from soil to plant under natural conditions with optical and gamma spectrometry. Uk. J Phys 2012;57(2):230-234.
• 19. Prorok V.V., Dacenko O.I., Bulavin L.A., Poperenko L.V., White P.J.: Mechanistic interpretation of the varying selectivity of cesium-137 and potassium uptake by radish (Raphanus sativus L.) under field conditions near Chernobyl. J Environ Radioact 2016;152:85-91. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2015.11.005
• 20. Rocznik Statystyczny Rolnictwa 2015 [Statistical yearbook of agriculture 2015]. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa 2015 (in Polish).
• 21. Rozporzadzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi w sprawie szczegółowych wymagań w zakresie jakości handlowej ziemniaków [Regulation of the Minister of Agriculture and Rural Development on detailed requirements of commercial quality of potatoes]. Dz. U. 2003, nr 194, poz. 1900 (in Polish).
• 22. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 18 stycznia 2005 roku w sprawie dawek granicznych promieniowania jonizującego [Regulation of the Council Ministers of 18 January 2005 on ionizing radiation dose limits]. Dz.U. nr 20/2005, poz. 168 (in Polish).
• 23. Samat S.B., Green S., Beddoe A.H.: The 40K activity of one gram of potassium. Phys Med Biol 1997;42(2):407-412. DOI: 10.1088/0031-9155/42/2/012
• 24. Smolders E., Van den Brande K., Merckx R.: Concentrations of 137Cs and K in soil solution predict the plant availability of 137Cs in soil. Environ Sci Technol 1997;31(12):3432-3438. DOI:
• 25. Tsukada H., Nakamura Y.: Transfer of 137Cs and stable Cs from soil to potato in agricultural fields. Sci Total Environ 1999;228 (2-3):111-120. DOI: 10.1016/s0048-9697(99)00009-1
• 26. Zhu Y-G., Smolders E.: Plant uptake of radiocesium: a review of mechanisms, regulation and application. J Exp Bot 2000;51(351):1635-1645. DOI: 10.1093/jexbot/51.351.1635