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Polonium-210

Polonium-210 Polonium-210 ist das in der Natur am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran -238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Polonium-210 hat eine physikalische Halbwertszeit von 138 Tagen. Es emittiert beim radioaktiven Zerfall Alphateilchen, wobei Blei-206 entsteht. Eine Gesundheitsgefährdung durch radioaktives Polonium kann nur eintreten, wenn das Radionuklid mit der Nahrung oder mit dem Trinkwasser durch Einatmen ( Inhalation ) oder über die Haut, beispielsweise über offene Wunden in den Körper aufgenommen wird. Die Mengen an natürlich aufgenommenem Polonium sind so gering, dass sie praktisch keine gesundheitlichen Auswirkungen zur Folge haben. Gesundheitlich bedenkliche Konsequenzen können daher praktisch nur bei unbeabsichtigter oder beabsichtigter (vorsätzlicher) Zufuhr von technisch erzeugtem Polonium auftreten. Polonium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 84. Es ist ein silbriges, radioaktives Metall, das sich in chemischen Reaktionen ähnlich verhält wie Tellur und Bismut. Stabile Polonium- Isotope gibt es nicht. In der Natur ist Polonium-210 das am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran -238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Im Mittel befinden sich in einer Tonne Erde ca. 0,0002 Mikrogramm ( µg ) Polonium (entspricht 2 x 10 -10 ppm ). Technisch wurde Polonium-210 ursprünglich über eine chemische Abtrennung aus Pechblende bzw. den Zerfallsprodukten des Radiums hergestellt. Dies ist jedoch sehr aufwendig. Heute lässt sich Polonium-210 einfacher künstlich herstellen, indem man Bismut im Kernreaktor mit Neutronen bestrahlt. Verwendung Verwendet wird Polonium-210 in Kombination mit Beryllium als Neutronenquelle, in Antistatikelektroden/-pinseln zur Elimination statischer Aufladungen, in hochempfindlichen optischen und mechanischen Messgeräten zur Elimination statischer Aufladungen und als leichtgewichtige, thermoelektrische Batterie in der Raumfahrt. Physikalische Eigenschaften Polonium-210 hat eine physikalische Halbwertszeit von 138 Tagen. Es emittiert beim radioaktiven Zerfall Alphateilchen, wobei Blei-206 entsteht. Die emittierten Alphateilchen haben zwar eine hohe Energie, jedoch nur eine geringe Reichweite. In Luft beträgt die Reichweite des Alphateilchens weniger als 4 Zentimeter, in menschlichem Gewebe ( z.B. auch in der Haut) weniger als 0,1 Millimeter. Aufnahme in den menschlichen Körper Eine Gesundheitsgefährdung durch radioaktives Polonium kann daher nur eintreten, wenn das Radionuklid in den Körper aufgenommen wird (Inkorporation). Dies kann geschehen durch Aufnahme mit der Nahrung oder mit dem Trinkwasser ( Ingestion ) durch Einatmen ( Inhalation ) oder über die Haut, beispielsweise über offene Wunden. Aufgrund des natürlichen Vorkommens nimmt der Mensch über die genannten Wege pro Jahr durchschnittlich 58 Bq Polonium-210 auf. Für Raucher erhöht sich die Menge des über die Lunge aufgenommenen Polonium-210 aufgrund des natürlichen Gehaltes im Tabak. Zwischenprodukte der Uran -Radium-Zerfallsreihe können sich auf Tabakblättern ablagern oder über die Wurzeln in die Tabakpflanze aufgenommen werden. Durch deren radioaktiven Zerfall entsteht Polonium-210. Eine Zigarette enthält demnach etwa 9 bis 15 mBq Polonium-210. Gesundheitliche Wirkungen Da Polonium-210 eine sehr energiereiche Alpha-Strahlung aussendet, besitzt es eine hohe Radiotoxizität ; seine chemische Toxizität ist um Größenordnungen geringer und spielt daher bei der gesundheitlichen Bewertung keine Rolle. Nach Aufnahme des Poloniums durch Nahrung oder Trinkwasser wird ein großer Teil (50-90 % ) auf direktem Weg über den Verdauungstrakt ausgeschieden. Der restliche Teil, der im Magen-Darm-Trakt ins Blut aufgenommen wird, verteilt sich - ebenso wie auch das über die Lunge aufgenommene Polonium - im gesamten Körper. Dabei beträgt die biologische Halbwertzeit von Polonium-210 im Körper 50 Tage. Das heißt: Nach 50 Tagen befindet sich noch 50 Prozent der aufgenommenen Poloniummenge im Körper. Der Rest wird sukzessive über Urin und Fäzes ausgeschieden. Letztendlich ist die gesundheitliche Wirkung des Polonium-210 von der aufgenommenen Menge abhängig. So sind die oben genannten Mengen an natürlich aufgenommenem Polonium so gering, dass sie praktisch keine gesundheitlichen Auswirkungen zur Folge haben. Eine Abschätzung ergibt, dass ca. 833 Bq Polonium-210 pro Jahr über die Nahrung (also durch Ingestion ) bzw. 303 Bq Polonium-210 pro Jahr über die Lunge (also über Inhalation ) aufgenommen werden müssten, um im Bereich der effektiven Folgedosis von 1 Millisievert ( mSv ) pro Jahr zu liegen. Gesundheitlich bedenkliche Konsequenzen können daher praktisch nur bei unbeabsichtigter oder beabsichtigter (vorsätzlicher) Zufuhr von technisch erzeugtem Polonium auftreten. In diesem Zusammenhang ist der mysteriöse Tod des früheren Geheimdienstoffiziers Alexander Litwinenko am 23. November 2006 zu nennen, in dessen Körper sehr hohe Aktivitäten an Polonium-210 nachgewiesen wurden. Aus Abschätzungen ist bekannt, dass die Aufnahme von etwa 20 MBq (20 Millionen Bq ) Polonium-210 innerhalb von wenigen Tagen zum Tod führen kann. Aufgrund der sehr hohen spezifischen Aktivität von Polonium-210 (1,67×10 14 Bq/g ) entspricht diese Aktivität in Gramm ausgedrückt einer sehr geringen Menge ( ca. 0,1 µg ) Polonium-210. Nachweismöglichkeiten Weil durch Polonium-210 nur Alphastrahlung ausgesendet wird, kann es nicht mit einem Ganzkörperzähler nachgewiesen werden. Für den Nachweis einer Inkorporation ist es daher notwendig, Stuhl- oder Urinproben zu untersuchen. In Urinproben ist der Nachweis einfacher als in Stuhlproben. Die Nachweisgrenze für Polonium-210 im Urin ist so niedrig, dass es bereits weit unterhalb gesundheitsrelevanter Auswirkungen möglich ist, Polonium im Körper nachzuweisen. Literatur Oeh, U., Li, W.B., Gerstmann, U., Giussani, A., H.G. Paretzke (2007): Hintergrundinformationen zu Polonium-210 und Betrachtungen zur Biokinetik und internen Dosimetrie vor dem Hintergrund des Falls Litwinenko. In: Bayer, A., Faleschini, H., Krüger, S., Strobl, Chr. (Eds.), Vorkehrungen und Maßnahmen bei Radiologischen Ereignissen, Publikationsreihe Fortschritte im Strahlenschutz, Fachverband für Strahlenschutz, TÜV Media GmbH , Köln, 70-81 Steiner, M., Hiersche, L., Poppitz-Spuhler, A., Ridder, F. (2007): Tabakrauch – die tägliche Dosis Polonium-210. In: Umweltmedizinischer Informationsdienst, ISSN 1862-4189 Stand: 08.04.2026

Sonderbefliegung Hochwasser Ahr 2021

Sonderbefliegung des Ahrtals im Zusammenhang mit dem Hochwasser (Befliegungsdatum 24., 28. und 29. Juli 2021). 40 cm Bodenauflösung.

Assoziationen zwischen der internen Exposition von perfluorierten Substanzen (PFAS) und dem Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Typ 2 Diabetes in der EPIC-Potsdam Studie

Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind eine komplexe Gruppe von künstlich hergestellten Chemikalien mit einzigartigen wasser- und ölabweisenden Eigenschaften. Sie werden seit Jahrzehnten für die Herstellung zahlreicher Verbraucherprodukte verwendet, z. B. für antihaftbeschichtete Kochgeschirre, atmungsaktive Textilien oder Lebensmittelverpackungen. Die Aufnahme über Lebensmittel und Trinkwasser ist der Hauptexpositionsweg des Menschen. Aufgrund der beobachteten Assoziationen zwischen der Konzentration von PFAS im Blut und den Blutfettwerten (besonders LDL-Cholesterin) wird vermutet, dass PFAS eine Rolle für das Risiko von Herz-Kreislauf- Erkrankungen spielen könnten. Auch der Zusammenhang mit dem Risiko von Typ 2 Diabetes wird diskutiert. Der Bekanntheitsgrad von PFAS in der Öffentlichkeit und ihre Untersuchung in wissenschaftlichen Studien hat erst in den letzten Jahren zugenommen. Aus diesem Grund gibt es bis heute nur sehr wenige Studien, die den Zusammenhang zwischen PFAS und der Inzidenz von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Typ 2 Diabetes untersucht haben. Daher hat diese Studie zum Ziel, die Zusammenhänge zwischen den Baseline-Konzentrationen von PFOS/PFOA und anderen perfluorierten Verbindungen im Blut und dem Risiko für Entstehung eines Herzinfarkts, Schlaganfalls und / oder einer Herzinsuffizienz und Typ 2 Diabetes während der Nachbeobachtung in einer Fall-Kohortenstudie der European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam Studie zu untersuchen. Zudem sollen Assoziationen im Querschnitt zwischen Konzentrationen von PFOS, PFOA und anderen perfluorierten Verbindungen im Blut und Biomarkern des Lipidmetablismus (Gesamtcholesterin, LDL-Cholesterin, HDL-Cholesterin, Triglyceride), des Glucosemetabolismus (Glucose und HbA1c), des Leberstoffwechsels (GGT, GPT), der Harnsäure und des hsCRP in der repräsentativen Subkohorte untersucht werden. Zudem sollen auch die Zusammenhänge zwischen PFAS und bestimmten Lebensmitteln oder Lebensmittelgruppen (z.B. Fleisch, Fisch) zu untersuchen werden.

DDT and DDE Konzentrationen im Blut-Serum durch Pestizid belastete Wohnräume

Ziel: DDT wurde früher häufig als Insektizid auch im Wohnbereich eingesetzt. Messungen zeigten, dass auch noch lange nach dem DDT Verbot (15.09.1989) DDT Konzentrationen bis 90 mg/kg Hausstaub gemessen werden können. Handlungsbedarf besteht laut Umweltbundesamt bereits ab 4 mg DDT/kg. Da die Anreicherung bzw. die Probenahme des Hausstaubes in den meisten Fällen mit einfachen Staubsaugern durchgeführt wurden, liegen keine Kenntnisse über die Größenverteilung des gesammelten Staubes vor (z.B. über die Menge der einatembaren Staubfraktion). DDT könnte aber zusätzlich auch perkutan aus Kleidungsstücken, die in den übernommenen Einbauschränken aufbewahrt und kontaminiert werden, resorbiert werden. Eine Abschätzung der inneren Belastung allein über die DDT Konzentrationen in den gesammelten Staubfraktionen ist daher nicht möglich. Methodik: Im Serum von 16 Personen, die in früheren US Wohnungen mit angeblich erhöhten DDT Belastungen leben, führten wir ein human-biomonitoring durch. Wir bestimmten im Serum der Betroffenen den DDT Metaboliten 4,4 'DDE. Ergebnisse: Im Mittel lagen die 4,4 DDE Konzentrationen im Serum mit 1,62 my/l in der Größenordnung nicht belasteter Personen (1,82 my/l).

Sonderbefliegung Hochwasser Ahr 2022

Sonderbefliegung des Ahrtals im Zusammenhang mit dem Hochwasser (Befliegungsdatum 14. Juni 2022). 40 cm Bodenauflösung.

Umweltprobenbank des Bundes (German Environmental Specimen Bank)

Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.

Grundwassermessstelle HEILIG BLUT 14

Die Messstelle HEILIG BLUT 14 (Messstellen-Nr: 21984, Bayern) dient der Überwachung des Grundwasserstands im oberen Grundwasserstockwerk.

Bestimmung partikelgebundener PAK, NPAK und 3-Nitrobenzanthron sowie ihre Verteilung auf verschiedene Ultrafeinstaubfraktionen von Emissionsquellen

Als ultrafeine Partikel werden Teilchen mit Durchmessern kleiner als 100 nm bezeichnet. Die ultrafeinen Partikel entstehen in Verbrennungsprozessen, die unter Sauerstoffmangel stattfinden. Hierbei sind u.a. der Straßenverkehr mit seinen unzähligen instationären Verbrennungen, Industrieprozesse und Hausbrand zu nennen. Partikel dieses Größenbereichs können sehr spezielle chemische oder physikalische Wechselbeziehungen mit der Umgebung eingehen. Man beobachtet bei ultrafeinen Partikeln vorwiegend Diffusion, wogegen sich größere Teilchen eher durch Anlagerung bzw. Sedimentation auszeichnen (Limbach, 2005). In der Europäischen Union gilt seit Januar 2005 ein Grenzwert für Feinstaub, d.h. für Partikel kleiner als 10ìm (PM10), vorgeschrieben. Für ultrafeine Partikel gibt es in Europa bisher keine eigenen Grenzwerte. In einem bis dahin einmaligen Projekt wurde die Entwicklung der Belastung mit ultrafeinen Partikeln in Erfurt über zehn Jahre quantitativ bestimmt. Dabei wurde ein deutlicher Anstieg festgestellt (Krug, 2005). Die Korngrößen des Ultrafeinstaubs können das menschliche Respirationssystem erreichen. Man spricht daher vom inhalierbaren Anteil des Feinstaubs. Partikel kleiner als 100 nm werden als noch gefährlicher eingestuft, da sie lungengängig sind. Wegen ihrer geringen Größe können einzelne ultrafeine Partikel ein Lungenepithel durchqueren. Ein Weitertransport zu Leber, Knochenmark oder Herz ist möglich. Die Ultrafeinpartikel können sich in der Lunge bis zu mehreren Monaten ablagern bzw. verbleiben (WHO,1997). Es sind einige Verfahren entwickelt worden, um die PAK-Belastung auf Menschen zu erfassen und ihre Auswirkungen zu beschreiben. Dabei wurde Benzo(a)Pyren oft als Indikator für die Präsenz von karzinogenen PAK in der Umwelt genutzt. Verbreitet ist zum Beispiel die Bestimmung von PAK in Blut oder Urin und die Untersuchung der Auswirkungen von PAK auf den Metabolismus in Organen wie Niere und Leber (Larsen, 1995). Die Exposition durch NPAK erfolgt hauptsächlich über die Luft. Es gibt bislang wenige Studien, welche die Langzeitwirkung der inhalativen Aufnahme untersuchen. Darüber hinaus gelten auch die Metaboliten der NPAK als kanzerogen (Uhl, 2007). Laut WHO gibt es erheblichen Forschungsbedarf hinsichtlich der Exposition der Menschen und der Wirkungen von NPAK auf die menschliche Gesundheit (IPCS 2003). Obwohl die NPAK nur einen Bruchteil (1 bis 10Prozent) der PAK ausmachen (Nielsen, 1984), ist spezielle Aufmerksamkeit wegen ihrer hohen biologischen Aktivität notwendig. Zahlreiche NPAK wirkten in Tierversuchen deutlich mutagen und kanzerogen (Fiedler et.al, 1990). Über ihr Verhalten und ihre Anreicherung in Boden und Staub ist bis jetzt noch sehr wenig bekannt. Ebenso wenig wie über deren Metabolismus und Akkumulation in biologischem Gewebe (Fiedler et al., 1991, Fieder und Mücke 1990). (...)

Pathophysiologische Mechanismen der Toleranz des Organismus gegenueber Schadstoffexposition

Ausgehend von der Kenntnis der Struktur, Funktion und Regulation von Zellerneuerungssystemen unter besonderer Beruecksichtigung der Haematopoese ist es die Aufgabe dieses Projektes, die pathophysiologischen Mechanismen zu untersuchen und aufzuklaeren, die es dem menschlichen und tierischen Organismus erlauben, chronische niedrig dosierte Schadstoffexpostionen zu tolerieren. In Schadstoffexpositionskammern werden Nagetiere ueber kuerzere oder laengere Zeit mit Schadstoffen (z.B. organische Loesungsmittel) exponiert und es wird untersucht, wie verschiedene Zellerneuerungssysteme, insbesondere der Blutzellbildung durch eine Schadstoffexposition gestoert werden und welches die Indikatoren fuer eine fruehzeitige Erkennung von neoplastischen und nicht-neoplastischen Stoerungen sind. Beim Menschen, insbesondere bei Arbeitern aus schadstoffbelasteten Dienstleistungszweigen, wird ebenfalls der Versuch unternommen, Indikatoren fuer Belastung durch krebserzeugende und nicht-krebserzeugende Schadstoffe (z.B. Zytostatika, Schwermetalle) zu finden und diese aufzuklaeren.

Oxidativer und reduktiver Stoffwechsel von Acrylamid und Acrylnitril beim Menschen - Merkaptursäuren und Hb-Addukte als Parameter der Dosis und des biochemischen Effektes

Acrylnitril (ACN) und Acrylamid (AA) werden in diesem Vorhaben gemeinsam behandelt, wegen ihrer Strukturähnlichkeiten, ihrer zum Teil ähnlichen, zum Teil unterschiedlichen gesundheitlichen Wirkungen und weil die zu bestimmenden Parameter der Belastung und der biochemischen Effekte mit den zu entwickelnden Methoden gemeinsam in jeweils einem Analysenlauf bestimmt werden können. Im Mittelpunkt der Untersuchungen sollen die krebserzeugenden Wirkungen beider Substanzen stehen. Die krebserzeugende Wirkung von AA und ACN wird in erster Linie von ihren oxidativen Stoffwechselprodukten getragen. Bisher wurden bei Menschen aber fast ausschließlich Produkte des reduktiven Stoffwechsels untersucht. Dies betrifft die Merkaptursäuren im Urin sowie die Haemoglobinaddukte im Blut. Die Quantität und damit das genotoxische Potential der im menschlichen Körper entstehenden ultimalen Kanzerogene ist unbekannt. Dies ist umso kritischer, als im Tierversuch große Interspezies-Unterschiede bezüglich des Verhältnisses vom oxidativen zum reduktiven Stoffwechsel gefunden wurden. Diese Erkenntnisdefizite führen dazu, dass für die arbeits- und umweltmedizinische Überwachung Parameter eingesetzt werden, die keinen Rückschluss auf das Krebsrisiko zulassen. Es ist deshalb das Ziel dieses Vorhabens, neben den auf reduktivem Wege entstandenen Merkaptursäuren und Hb-Addukten des AA und ACN auch die entsprechenden auf oxidativem Wege entstandenen Merkaptursäuren und Hb-Addukte zu bestimmen. Die Ergebnisse werden außerdem Rückschlüsse auf das kanzerogene Potential zulassen, das ACN und AA für den Menschen darstellen.

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