Il principale elemento radioattivo rintracciabile attualmente nell'ambiente marino dell'Adriatico è il Cesio-137 (¹³⁷Cs), i cui livelli di concentrazione sono oggi intorno ai 2 Bequerels per ogni metro cubo di acqua di mare superficiale (2 Bq/m³). Questi livelli sono fra i più bassi fra quelli misurati, mediamente, nei mari europei: per esempio 100-150 Bq/m³ nel Mare d'Irlanda, 50-100 nel Canale della Manica, 10-20 nel Mar Baltico, 4 nel Mare di Barents occidentale, e sono paragonabili a quelli degli oceani aperti (Atlantico intorno a 2, Pacifico 1,5, Antartide 1,5 Bq/m³).

L'incidente di Chernobyl aveva provocato un rapido incremento della concentrazione di Cesio-137 nell'acqua di mare superficiale del Nord Adriatico, con concentrazioni che erano aumentate di centinaia di volte nel giro di pochi giorni (500 Bq/m3), sia per effetto della deposizione diretta delle ricadute sulla superficie del mare, sia per gli apporti fluviali che avevano drenato un bacino imbrifero dove la "deposizione di Chernobyl" era stata particolarmente elevata. Gli alti valori di Cesio-137 misurati nell'acqua superficiale ai primi di Maggio 1986 erano progressivamente diminuiti, per il mescolamento con le acque"pulite" sottostanti e con quelle provenienti da altre zone meno contaminate, per ritornare ai valori di concentrazione pre-Chernobyl (intorno a 5 Bq/m³) nel 1989. Anche il contenuto di Cesio-137 negli organismi marini aveva subito un rapido incremento nelle settimane dopo Chernobyl, con livelli massimi di meno di un decimo rispetto al limite definito dalla Unione Europea come "di allarme" (600 Bequerels per ogni chilo di materiale fresco dell'organismo). Questi valori erano diminuiti, in sintonia col diminuire delle concentrazioni in acqua di mare, fino a ritornare ai valori pre-Chernobyl (ad esempio 3 Bq per ogni chilo di acciughe, e valori simili per gli altri prodotti marini edibili) nel 1989.

I sedimenti marini depositati alle foci dell'Isonzo e del Tagliamento hanno ancora "memoria" delle deposizioni di Cesio-137 da Chernobyl. Per effetto del dilavamento dei bacini retrostanti, infatti, parte del ¹³⁷Cs caduto in Friuli-Venezia Giulia nel 1986 è tutt'ora trascinato verso il mare insieme alle particelle di terreno su cui si era depositato, accumulandosi nei sedimenti di una piccola area infronte alla foce dei fiumi. Col tempo, naturalmente, questi sedimenti saranno risospesi (da mareggiate, bora e altri eventi molto energetici) e trasportati verso sud, seguendo le correnti litoranee.

Nell'Adriatico sono poi presenti anche basse concentrazioni di altri elementi radioattivi a lunga vita, la cui origine è —ancora una volta — la "ricaduta delle esplosioni atomiche in atmosfera con massimo nel 1963": per esempio lo Stronzio-90, il Plutonio-239,240 e il Trizio. Le loro concentrazioni nell'acqua di mare sono notevolmente più basse di quelle del Cesio-137.