Toxicological Profile for Plutonium

PLUTONIUM 
181 
6.  POTENTIAL FOR HUMAN EXPOSURE 
Concentrations of 
239,240
Pu in soils from counties throughout Hungary ranged from 0.020 to 0.61 Bq/kg 
(0.54–17 pCi/kg) and concentrations of 
241
Pu in these same samples were reported to range from 0.043 to 
1.70 Bq/kg (1.2–46 pCi/kg) (Varga and Tarján 2008).  Isotopic ratio analysis indicated that the plutonium 
levels in Hungary arise from global fallout related to atmospheric testing of nuclear weapons. 
239,240
Pu concentrations in sediment cores collected from Lake Michigan in 1972–1974 ranged from 
0.003 to 0.401 pCi/g (1x10
-4
–1.48x10
-2 
Bq/g) dry weight.  It was estimated in this report that radioactivity 
in the sediments was confined to the upper 6 cm of the sediments, and in many of the core samples, no 
radioactivity was detected below a depth of 3 cm (IAEA 1976g).   
Rapiejko et al. (2001) reported 
239,240
Pu median concentrations of 2.2 (59) (0.00–0.06 cm depth near 
sewage treatment plant), 1.3 (35) (0.06–0.15 cm depth), 1.1 (30) (0.15–0.24 cm depth), and 2.1 (57) 
(0.24–0.37 cm depth) Bq/kg (pCi/kg) in sediment samples collected in April 1999 from the Peconic 
River, downstream from the Brookhaven National Laboratory (BNL).  Concentrations of 
238
Pu in these 
same samples were 0.09, <0.07, <0.07, and <0.09 Bq/kg (2, <2, <2, and <2 pCi/kg), respectively.  The 
median concentrations of 
239,240
Pu in sediments from Donahues Pond and Forge Pond, further down 
stream from BNL, were 4.0 and 1.6 Bq/kg (108 and 43 pCi/kg), respectively; 
238
Pu was not detected in 
these samples.  Concentration ranges for 
239,240
Pu in control samples from the Connetquot River were 1.7– 
3.7 Bq/kg (46–100 pCi/kg) at 0.0–0.06 cm depth and 0.13–0.48 Bq/kg (4–13 pCi/kg) at 0.06–0.15 cm 
depth; 
238
Pu concentrations were reported as 0.15–0.26 Bq/kg (4–7 pCi/kg) at 0.0–0.06 cm depth and 
<0.07–0.074 Bq/kg (<2–2 pCi/kg) at 0.06–0.15 cm depth (Rapiejko et al. 2001). 
Skipperud et al. (2009) reported average 
239,240
Pu concentrations of 0.40, 0.24, and 0.55 Bq/kg (10, 6.5, 
and 15 pCi/kg), respectively, in sediments collected in 1996 from the Ob Estuary and Yenisey Estuary 
(both of which have weapons-grade plutonium sources in their catchment areas), and Kara Sea, Russia. 
Surface sediment samples (0–1 cm) from the Rhone River collected in March 2001 at the input into the 
Gulf of Lions (Northwestern Mediterranean Sea) were reported to contain concentrations of 
239,240
Pu and 
238
Pu of 0.329–549 Bq/kg (8.89–41.86 pCi/kg) and 0.025–0.143 Bq/kg (0.68–3.86 pCi/kg), respectively 
(Lansard et al. 2007).  Concentrations of 
239,240
Pu in sediment cores collected in November 2001 ranged 
from 0.256 to 5.974 Bq/kg (6.92–161.5 pCi/kg) at 5–10 cm and 280–290 cm depth, respectively.  
Concentrations of 
238
Pu in sediment cores collected in November 2001 ranged from 0.035 to 1.254 Bq/kg 
(0.95–33.89 pCi/kg) at 5–10 cm and 280–290 cm depth, respectively.  Sources of plutonium isotopes in 
the Rhone River valley have been identified as weathering of the catchment basin contaminated by 

---

PLUTONIUM 
182 
6.  POTENTIAL FOR HUMAN EXPOSURE 
atmospheric fallout and liquid effluents released from the Marcoule reprocessing plant (located upstream 
120 km from the river mouth) since 1961 (Lansard et al. 2007). 
Liao et al. (2008) reported 
239
Pu concentrations in sediment from Lake Poyang, East China of 0.066, 
240
Pu
0.395, and 0.062 mBq/g (1.8, 11, and 1.7 pCi/kg) at 0–1, 5–6, and 10–11 cm depth, respectively. 
concentrations of 0.046, 0.270, and 0.042 mBq/g (1.2, 7.3, and 1.1 pCi/kg) were reported at these same 
depths, respectively.  The 
240
Pu/
239
Pu ratio (0.187) in sediment samples from Lake Poyang indicated that 
plutonium pollution was from global fallout. 
6.4.4 
Other Environmental Media 
238,239,240
Pu was identified in imported food collected 2 weeks after the Chernobyl accident in an 
FDA/USDA-sponsored survey; however, concentrations were not provided.  Generally, contamination 
levels for the radionuclides surveyed were below FDA’s levels of concern (Cunningham et al. 1989).  The 
FDA developed guidance levels for radionuclide activity concentration, called derived intervention levels 
(DILs), which help determine whether domestic food in interstate commerce or food offered for import 
into the United States present a safety concern (FDA 2005).  The DIL for 
238
Pu + 
239
Pu + 
241
Am is 
2 Bq/Kg (FDA 2005).  Various radionuclides were measured in 1996 on samples of mixed diet from 
regions throughout the United Kingdom (MAFF 1997b).  Concentrations of all artificial radionuclides 
were reported to be low and of little significance.  Concentrations of 
238
Pu were generally <0.00030 Bq/kg 
(0.008 pCi/kg) and concentrations of 
239,240
Pu ranged from 0.00011 to 0.00040 Bq/kg (3x10
-3
–0.01 
pCi/kg) (MAFF 1997b).  Samples of milk, crops, bread, and meat collected from the United Kingdom in 
1996 were analyzed for various natural and artificial radionuclides; concentrations of plutonium (
238
Pu 
and 
239,240
Pu) were generally <0.0002 Bq/L (<0.005 pCi/L) for milk and <0.0002 Bq/kg (<0.005 pCi/kg) 
for crops, bread, and meat (MAFF 1997b). 
Seventy-two beverage brands available to the public in the United Kingdom were surveyed for natural 
and anthropogenic radionuclides.  Beverages included in this survey were fruit juices, fruit juice drinks, 
fruit squashes, carbonated drinks, baby juices, flavored spring and mineral waters, ciders, wines, beers, 
and others beverages, such as powdered chocolate and malt drinks.  Levels of all anthropogenic 
radionuclides surveyed, including 
238
Pu and 
239,240
Pu, were below the limits of detection (MAFF 1997a).  
Sanchez et al. (1999) studied doses of artificial radionuclides, including 
239,240
Pu, in the diet of individuals 
living in Cumbria, United Kingdom.  This investigation included three duplicate diet studies conducted in 
1986, 1995, and 1996.  In general, mean 
239,240
Pu concentrations in diet samples from these surveys were 

---