Spiegazione della variazione del fattore di trasferimento aggregato 137C per piante commestibili selvatiche come caso di studio sulle gemme di Koshiabura (Eleutherococcus sciadophylloides)

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 14162 (2023) Citare questo articolo

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Il fattore di trasferimento aggregato (Tag) è comunemente utilizzato per rappresentare l’effettivo trasferimento del radiocesio dal suolo alle piante commestibili selvatiche, ma i valori hanno mostrato variazioni sostanziali dopo l’incidente nucleare di Fukushima. Per chiarire i fattori che causano questa variazione, abbiamo studiato gli effetti della scala spaziale e della distribuzione verticale del 137C nel suolo sulla variazione dei valori del Tag-137C per una delle piante commestibili selvatiche più gravemente contaminate, l'Eleutherococcus sciadophylloides Franch. et Sav. (Koshiabura). La variazione nei valori del Tag-137Cs non è stata ridotta dalla misurazione diretta della deposizione di 137Cs in campioni di suolo dell'habitat di Koshiabura, in sostituzione dell'utilizzo dei dati di rilevamento aereo mediati spazialmente su scala distrettuale amministrativa. La concentrazione di attività del 137Cs nelle gemme di Koshiabura ha mostrato una correlazione positiva significativa con gli inventari del 137Cs solo nell'orizzonte organico del suolo dell'habitat di Koshiabura. Il rapporto tra le scorte di 137Cs nell'orizzonte organico e la deposizione totale di 137Cs nel suolo ha mostrato variazioni sostanziali, specialmente nelle foreste decidue di latifoglie in cui vive principalmente Koshiabura. Questa variazione potrebbe essere la causa dell'ampio intervallo di valori di Tag-137Cs osservati nelle gemme di Koshiabura quando calcolati dalla deposizione totale di 137Cs nel suolo.

Nelle aree boschive contaminate da passati incidenti nucleari, come il disastro di Chernobyl nel 1986, il radiocesio circola attraverso l'ecosistema, provocando una contaminazione radioattiva a lungo termine dei prodotti forestali, come funghi e fragoline di bosco, nonché della selvaggina1,2,3 ,4. Molte aree contaminate dalla radioattività causata dall’incidente della centrale nucleare di Fukushima Daiichi (FDNPP) sono aree boschive, la maggior parte delle quali non sono state ancora decontaminate. Pertanto, la contaminazione prolungata di vari prodotti forestali a Fukushima e in altre aree colpite costituisce attualmente una delle principali preoccupazioni per la ripresa sociale ed economica della regione5.

Le piante selvatiche commestibili, che sono importanti prodotti forestali, sono parte integrante della cultura giapponese unica nelle aree montuose (Satoyama); vengono utilizzati non solo come cibo per i residenti locali, ma servono anche come mezzo di comunicazione attraverso la condivisione dei prodotti tra le persone6. Pertanto, la contaminazione prolungata delle piante commestibili selvatiche ha provocato il deterioramento della duratura cultura Satoyama. Sebbene siano trascorsi più di 10 anni dall’incidente del FDNPP, le concentrazioni di radiocesio in alcune piante commestibili selvatiche superano ancora il limite normativo per la distribuzione alimentare commerciale (100 Bq/kg di materia fresca [FM]). Tra queste piante si segnalano i germogli (nello specifico, i giovani germogli con foglie immature che emergono dai germogli) di Eleutherococcus sciadophylloides Franch. et Sav. (Koshiabura), una specie di albero deciduo a foglia larga ampiamente distribuito nelle foreste temperate del Giappone, mostra concentrazioni di radiocesio eccezionalmente più elevate rispetto ad altre piante commestibili selvatiche7,8. Il Koshiabura abita spesso le aree di Satoyama e cresce comunemente nelle aperture soleggiate delle foreste e ai margini delle foreste. La maggior parte dei comuni della prefettura di Fukushima hanno limitato o proibito volontariamente il trasporto dei suoi germogli9. Inoltre, anche molti comuni delle prefetture confinanti con la prefettura di Fukushima hanno limitato la distribuzione commerciale delle gemme di Koshiabura; di conseguenza, l'intervallo di restrizione è il più ampio tra le piante commestibili selvatiche giapponesi9.

La stima della potenziale dose di ingestione da parte di membri del pubblico attraverso il consumo di piante selvatiche commestibili contaminate è un obiettivo importante per la radioprotezione10. Tale stima è particolarmente utile per migliorare la qualità della vita dei residenti locali che desiderano godersi nuovamente la raccolta e il consumo di cibi selvatici11. A questo proposito, il fattore di trasferimento aggregato (Tag) è ampiamente utilizzato per rappresentare la relazione tra le concentrazioni di radionuclidi nelle piante commestibili selvatiche e nel suolo. Questo fattore è definito come la concentrazione dell'attività dei radionuclidi nelle parti commestibili (Bq/kg) divisa per la deposizione dei radionuclidi nel suolo (Bq/m2). I valori di Tag per il 137C (Tag-137C) nelle piante e nei funghi commestibili selvatici segnalati dopo precedenti disastri nucleari1,2,12,13,14 variano ampiamente non solo tra le specie ma anche all'interno di una specie. Ad esempio, il Tag-137C delle gemme di Koshiabura varia in un intervallo che abbraccia uno o due ordini di grandezza (da 10−4 a 10−2)11,15. L'ampia variazione nei valori del Tag-137Cs può essere fortemente influenzata dalla procedura per calcolare il dominante (cioè la deposizione di 137Cs nel suolo). Tuttavia, la ragione dell’ampia variazione nei valori del Tag-137C tra le piante commestibili selvatiche rimane poco chiara.