En cas d'absorbotion de 137Cs, le traitement chélateur préconisé par la médecine nucléaire est le bleu de Prusse (Radiogardase®) qui permet de décorporer le 137Cs ingéré et disponible. L’administration interne de pectine est également testée, notamment chez les enfants et sur le long terme dans certaines zones contaminées, mais son degré d'efficacité est encore discuté.
Le césium 137 est particulièrement toxique et écotoxique. Il affecte a priori tous les êtres vivants et d'autant plus qu'ils sont jeunes.
Sa toxicité est chimique, mais elle résulte surtout et probablement presque essentiellement de ses propriétés radiologiques.
Pour ce qui concerne les effets radiatifs et ionisants, on peut distinguer l'exposition externe, et l'exposition interne. Cette dernière est beaucoup plus dangereuse, car la toxicité du césium inhalé ou ingéré est fortement exacerbée par le fait que le césium 137 c'est un analogue du potassium ; Ceci fait qu'il est rapidement assimilé, dans n'importe quelle partie de l’organisme, d’où il ne sera éliminé qu’avec une demi-vie de 70 jours environ. Dans un même environnement, l'enfant, qui a des besoins en potassium plus important que l'adulte, en absorbe et en fixe plus que ce dernier.
Sur le long terme, la contamination se fait surtout par ingestion et absorption gastro-intestinale.
Le césium est ensuite transporté par le sang et tend à se fixer à la place de son analogue chimique, le potassium.
Les effets des faibles doses d'irradiation sont discutés, mais les effets avérés des « fortes » doses sont
A doses plus faibles, et à plus long terme, on lui reconnait aussi les impacts suivants :
D'autres effets, à plus long terme sont suspectés sur le coeur, la paroi de l'estomac.
Un risque accru de trisomie 21 est également suspectée. Un nombre statistiquement anormalement élevé de trisomies 21 a en effet été constatée en janvier 1987 dans des pays très touchés et pour les bébés conçus au moment du passage du nuage. Une nette augmentation (plus que doublement) a été constatée en Belarus avec 26 cas observés par le registre national des malformations congénitales pour 9,84 cas attendus (pays le plus touché par les retombées), mais aussi à Berlin Ouest où la quasi intégralité des trisomie signalées à la naissance mais aussi en diagnostiqués prénatal, est consignée dans un registre, avec la distribution de l'âge maternel. Ce registre montre une augmentation significative du nombre de cas en janvier 1987, soit neuf mois exactement après la catastrophe de Tchernobyl. Mais dans les deux cas ce phénomène ne s'est pas prolongé dans le temps. Il pourrait donc aussi être du à l'Iode radioactif (dont la décroissance radioactive est très rapide). Ce type de statistiques est par ailleurs d'utilisation délicate depuis, en raison du manque de registres précis et homogènes dans de nombreux pays, en raison du fait que de nombreux avortements volontaires ont suivi l'accident dans certains pays (Bélarus ou l'ont précédé comme en suède par exemple), que les populations des zones contaminées on fait beaucoup moins d'enfant (le Belarus est l'un des pays où la natalité a le plus décliné dans le monde, Aux environs de Tchernobyl la première naissance déclarée a eu lieu 17 ans après l'explosion) et enfin parce que les moyens de détecter la trisomie précocement, et la possibilité d'alors déclencher un avortement médical ont beaucoup évolué. La présence d'un pic de trisomies en Janvier 1987 9 mois après le passage du panache, ainsi que des données expérimentales montrant une phase radiosensibles de l'ovogenèse autour du temps de conception chez les mammifères suggèrent que ce "pic de Janvier" peut être liée au panache de Tchernobyl, mais pas nécessairement au seul Césium 137.