Bergbauliche Hinterlassenschaften mit erhöhter natürlicher Radioaktivität Überreste aus dem Bergbau und der Erzverarbeitung können natürliche radioaktive Anteile enthalten und bei ihrer Freisetzung Mensch und Umwelt unerwünscht beeinflussen. In Sachsen, Thüringen und Sachsen-Anhalt betrifft dies die Rückstände des mittelalterlichen Bergbaus und insbesondere des Uranerzbergbaus. Die bergbaulichen Hinterlassenschaften wurden in einem großen Projekt untersucht und die Folgen der Umweltradioaktivität eingeschätzt. Da die abgebauten Erze häufig eine hohe Uranmineralisation aufwiesen, liegen in den Rückständen des Bergbaus (Berge- oder Haldenmaterial) und besonders in den Aufbereitungsrückständen (zum Beispiel Tailings, Schlacken) so hohe Gehalte an Radionukliden der Uran -Radium-Zerfallsreihe vor, dass diese Hinterlassenschaften aus der Sicht des Strahlenschutzes beachtet werden müssen. Äußere und innere Strahlenbelastung Die wichtigsten Expositionspfade, durch die die Bevölkerung in den Bergbaugebieten eine Strahlenbelastung erfahren kann, sind: die äußere Strahlenbelastung durch Gammastrahlung beim Aufenthalt auf bergbaulich beeinflussten Flächen (Materialablagerungen) oder in unmittelbarer Nähe von Bergbauanlagen (Halden und so weiter) und die innere Strahlenbelastung durch Ingestion (Nahrungsaufnahme) von Trinkwasser sowie von landwirtschaftlich oder gärtnerisch erzeugten Produkten und Pilzen, Ingestion von kontaminiertem Staub und Boden durch spielende Kinder, Inhalation (Einatmen) von kontaminiertem Staub und Inhalation von Radon . Für die Strahlenbelastung der Bevölkerung ist dabei von besonderer Bedeutung, dass Rückstände des Bergbaus und der Erzaufbereitung (zum Beispiel Haldenmaterialien, Schlacken) häufig zur Geländeauffüllung, zum Straßenbau, aber auch zum Hausbau verwendet wurde. Regionale Schwerpunkte Infolge der geologischen Bedingungen liegt der Schwerpunkt der bergbaulichen Hinterlassenschaften mit erhöhter natürlicher Radioaktivität in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen, da dort der Bergbau und die Gewinnung von Silber, Zinn, Kupfer und anderen Metallen seit dem Mittelalter ein bedeutender Wirtschaftsfaktor war. Nach dem Zweiten Weltkrieg kam die Urangewinnung durch die SAG/SDAG (Sowjetische Aktiengesellschaft/Sowjetisch-Deutsche Aktiengesellschaft) Wismut hinzu, die zeitweise weltweit an dritter Stelle lag. Altlastenkataster Von 1991 bis 1999 hat das BfS das Projekt "Radiologische Erfassung, Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten (Altlastenkataster)" durchgeführt und folgte damit dem damaligen gesetzlichen Auftrag zur Ermittlung der aus bergbaulicher Tätigkeit in Gegenwart natürlicher Radioaktivität stammenden Umweltradioaktivität in den neuen Bundesländern. Wie die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Ergebnisse des Projektes "Altlastenkataster" zeigen, wurden in den Ländern Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen infolge des Bergbaus insgesamt zirka 20 Millionen Kubikmeter Schlacken, zirka 130 Millionen Kubikmeter Haldenmaterial und zirka 30 Millionen Kubikmeter Aufbereitungsrückstände auf Hinterlassenschaften abgelagert, die als "radiologisch relevant" bewertet werden müssen. Überblick über Anzahl und Fläche der bergbaulichen Hinterlassenschaften in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen und die Menge der abgelagerten Rückstände Parameter Klasse A1 "radiologisch nicht relevant" und "uneingeschränkt nutzbar" Klasse A2 "radiologisch nicht relevant" und "weiter zu beobachten" Klasse B "radiologisch relevant" Anzahl der Hinterlassenschaften 437 2.553 820 Fläche in Hektar 289 255 2.280 Volumen in Millionen Kubikmeter 24 5,7 184 Die Identifikation der radiologisch relevanten Flächen und Hinterlassenschaften ist jedoch nicht gleichbedeutend mit einem Entscheid über die Notwendigkeit von Sanierungsmaßnahmen, da derartige Entscheidungen nur auf der Grundlage von fall- und standortspezifischen Untersuchungen getroffen werden können. Für die alten Bundesländer liegen keine Untersuchungen in vergleichbarer Qualität wie das "Altlastenkataster" vor. Repräsentative Erhebungen, die zur Bewertung der radiologischen Bedeutung bergbaulicher Hinterlassenschaften herangezogen werden können, gibt es für Bayern, Baden-Württemberg und Niedersachsen. Wie eine Abschätzung des BfS gezeigt hat, dürften in den alten Bundesländern nur etwa eine Million Kubikmeter radiologisch relevante Rückstände des Bergbaus lagern. Einige dieser Hinterlassenschaften wurden in der Vergangenheit bereits untersucht und zum Teil saniert. Stand: 20.03.2025
Marines Mikroplastik (MMP) ist eine zunehmende anthropogene Verschmutzung in den Meeren. Der Einfluss auf marine Tiere, durch Verfangen und verschlucken von Plastikmüll, ist bekannt. Aber der Einfluss von MMP auf Mikroorganismen, wie Bakterien, Archaeen und Protisten, die die Basis der Nahrungsnetze bilden, ist kaum verstanden. Auf Grund der besonderen Eigenschaften von MMP, kann es als neues Habitat und als Transportmittel für bestimmte u.a. auch gesundheitsgefährdende Mikroorganismen dienen, die über lange Distanzen bis in entlegene Regionen transportiert werden können. Darüber hinaus kann MMP das Zusammenleben von Mikroorganismen in enger Nachbarschaft ermöglichen und die Stoffwechselwege vieler verschiedener Verbindungen beeinflussen. Um den Einfluss von MMP und ihrer assoziierten Mikroorgansimen auf marine Ökosysteme zu verstehen, müssen wir die Zusammensetzung und Interaktionen von mikrobiellen Gemeinschaften auf MMP identifizieren und ihre globale Ausbreitung untersuchen. Ich möchte die Diversität und die räumliche Verteilung von mikrobiellen Gemeinschaften auf MMP charakterisieren. Proben von MMP wurde bereits von meinem Gastinstitut in verschiedenen Meeresregionen (Atlantik, Pazifik, Indischer Ozean) gesammelt. Mein Ziel ist es: 1) zu identifizieren, welche Mikroorganismen auf MMP vorkommen; 2) die lokale Verteilung und Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft auf MMP und in Experimenten auf Bioplastikpartikeln zu untersuchen; 3) zu verstehen, welche Mikroorganismen am stärksten mit der Polymer Oberfläche assoziiert sind; 4) herauszufinden, ob es charakteristische Mikrobiome auf MMP in verschiedenen Meeresregionen gibt und 5) zu untersuchen, welche Mikroorganismen MMP abbauen können. Die Chancen für die erfolgreiche Durchführung des vorgeschlagenen Projekts ist hoch, da präperierte Proben bereits in meinem Gastlabor vorhanden sind, an denen die innovative Mikroskopiertechnik namens CLASIFISH (Combinatorial Labelling and Spectral Imaging Fluorescence In Situ Hybridization) angewandt werden kann. Diese Methode ermöglicht es viele verschiedene Mikroorganismen und ihre räumliche Verteilung auf einem Plastikpartikel schnell und präzise zu identifizieren. Ich möchte diese Methode an Proben aus dem Atlantik und Pazifik anwenden, sowie Mikroben identifizieren, die im offenen Ozean Plastik abbauen. Zusätzlich möchte ich Inkubationsexperimente mit Bakterienkulturen, die bereits auf Plastik identifiziert wurden und in meinem Gastinstitut zur Verfügung stehen, auf Bioplastikpartikeln durchführen. Mit diesen Experimenten möchte ich herausfinden, wie sich mikrobielle Gemeinschaften auf Bioplastik über die Zeit entwickeln und ob bzw. wie diese Mikroben Plastik abbauen. Für diese Inkubationsexperimente möchte ich FISH, CLASIFISH, scanning electron microscopy sowie metagenomische und metatranscriptomische Ansätze verwenden.
Im Projekt A02 sollen die Auswirkungen der Ingestion von Mikroplastik (MP) -Partikeln an zwei terrestrischen Modellorganismen, dem im Boden lebenden und Substrat-fressenden Kompostwurm Eisenia fetida sowie der Boden-nistenden omnivoren Ameisenart Camponotus floridanus, untersucht werden. Ziel ist es eine systematische Untersuchung der Effekte von MP der am weitesten verbreiteten und damit umweltrelevanten Kunststoffsorten mit unterschiedlichen Morphologien, Größe und Konzentration der Partikel mit zwei terrestrischen Modellorganismen durchzuführen, um die Wirkmechanismen besser verstehen zu können. Sowohl für E. fetida als auch C. floridanus soll untersucht werden, inwieweit sich diese Modell-MP-Partikel mit ihren unterschiedlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften auf die Fitness der Modellorganismen auswirken, und zwar sowohl auf phänotypischer Ebene (Mortalitätsrate, Anzahl Nachkommen) als auch auf Transkriptom-, und Proteomebene untersucht werden, um sublethale Stress- oder Immunreaktionen charakterisieren zu können. Zudem sollen mögliche Effekte von MP auf die Aktivität und Diversität des Darmmikrobioms und der Bereitstellung mikrobiell produzierter Gärungsprodukte und anderer Metabolite für den Wirt untersucht werden, denn solche Veränderungen könnten den Wirt indirekt beeinflussen. Wir erwarten, dass die Wirkmechanismen und biologischen Effekte von den chemisch-physikalischen Eigenschaften sowie der Morphologie der MP-Partikel abhängen.
Plastic is pouring from land into our oceans at a rate of nearly 10 million tonnes a year. Once in the sea, plastics fragment into particles moving with the currents and ocean gyres before washing up on the coastline. The smaller the size the higher the risk posed by these particles to organisms and human health. EU-funded LABPLAS will develop new techniques and models for the quantification of small micro- and nano plastics (SMNP). Specifically, LABPLAS will determine reliable identification methods for more accurate assessment of the abundance, distribution, and toxicity determination of SMNP and associated chemicals in the environment. It will also develop practical computational tools to facilitate the mapping of plastic-impacted hotspots and promote scientifically sound plastic governance. Objective: There are 5,250 billion plastic particles floating on the surface on the world's seas and oceans, equivalent to 268,940 metric tons of waste. These fragments move with the currents before washing up on beaches, islands, coral atolls or one of the five great ocean gyres. Because MP cannot be removed form oceans, proactive action regarding research on plastic alternatives and strategies to prevent plastic entering the environment should be taken promptly. Despite the research increasing, there is still a lack of suitable and validated analytical methods for detection and quantification of small micro- and nano plastics (SMNP) evidencing a huge obstacle for large-scale monitoring. There is also a lack of hazard and fate data which would allow their risk assessment. LABPLAS is a 48-months project whose vision is creating capacities (sampling, analysis and quantification techniques, new materials and new models) to evaluate rapidly and precisely the interactions of plastics with the environmental compartments and natural cycles leading to the development of effective mitigation and elimination measures, as well as, making management decisions. It will assess reliable identification methods for more accurate assessment of the abundance, distribution and toxicity determination of SMNP in the environment, giving the opportunity of new developments of cutting edge technologies. It will also develop practical computational tools that up-scaled should allow European agencies to map plastic-impacted hotspots. The project will have a multi-actor approach, creating scientific knowledge with a partnership of scientists, technicians, research organizations and enterprises, working together towards the recognition at different levels (society, industry, policy) of the main issues (sources, potential biodegradability, ecotoxicology, ingestion, environmental assessment) related to the presence of plastics in ecosystems.
Entscheidungshilfesystem RODOS Entscheidungshilfen - Ermittlung und Darstellung radiologischer Konsequenzen Das Entscheidungshilfe- und Prognosemodell RODOS ("Realtime Online Decision Support System") berechnet in einem radiologischen Notfall die zukünftige Umweltkontamination und die zu erwartenden Dosen der betroffenen Menschen. RODOS ist Teil des Integrierten Mess- und Informationssystem ( IMIS ) des BfS . Im Notfall ist es wichtig, schnell und nachvollziehbar Prognosen zur radiologischen Lage zu erstellen. Für diese Prognosen steht im Integrierten Mess- und Informationssystem ( IMIS ) das Entscheidungshilfemodell RODOS ("Realtime Online Decision Support System") zur Verfügung. Mit Hilfe von RODOS lassen sich die zukünftige Umweltkontamination und die zu erwartenden Dosen abschätzen. Diese Prognosen bilden die Grundlage für konkrete Notfallmaßnahmen, wie z.B. die Evakuierung der Bevölkerung, die von den zuständigen Behörden angeordnet werden können. RODOS -Ergebnisse werden im Radiologischen Lagezentrum des Bundes zur Bewertung der Lage und zur Empfehlung von Schutzmaßnahmen verwendet. Was berechnet RODOS? Nach einer Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Umwelt setzt sich die Strahlenbelastung des Menschen zusammen aus der äußeren Exposition des Menschen durch Strahlung aus der radioaktiven Wolke und von der am Boden abgelagerten Aktivität sowie der internen Exposition aus der Aufnahme von Radionukliden durch Einatmen ( Inhalation ) und aus der Aufnahme von Radionukliden mit der Nahrung ( Ingestion ). RODOS -Rechnungen basieren auf Wetterprognosen des Deutschen Wetterdienstes und auf Angaben zur Zusammensetzung und Menge der freigesetzten radioaktiven Stoffe, die im Notfall beispielsweise vom Betreiber des betroffenen Kernkraftwerks im In- und Ausland an das BfS weitergeleitet werden. Auf dieser Grundlage berechnet RODOS die Dosisbeiträge durch äußere Exposition sowie durch Inhalation . Um mögliche Dosisbeiträge durch die Aufnahme von Radionukliden mit der Nahrung zu bewerten, berechnet RODOS auch mögliche Kontaminationen in Lebens- und Futtermitteln, die mit geltenden EU -Grenzwerten direkt verglichen werden. Darstellung der Ergebnisse und abgeleitete Maßnahmen Die von RODOS berechneten Prognosen zur Umweltkontamination und der zu erwartenden Strahlenbelastung des Menschen werden in Ergebniskarten visualisiert. Die Höhe der erwarteten Strahlenbelastung wird dabei farblich dargestellt. Rot und orange bedeutet besonders stark belastet beziehungsweise stark belastet; dunkelblau bedeutet geringfügig belastet. Die nachfolgenden Abbildungen zeigen Beispiele für RODOS -Prognosen. Sie wurden im Rahmen einer Übung erstellt. Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 1 RODOS-Prognose: Maßnahme Aufenthalt in Gebäuden und Evakuierung. In der Karte dargestellt sind auch die für jedes Kernkraftwerk festgelegten Katastrophenschutzzonen mit ihren 12 Sektoren. Gebiete, in denen aufgrund des erwartenden Freisetzungszeitpunktes und der freigesetzten Menge an radioaktiven Stoffen Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung notwendig werden, sind im Kartenbeispiel rot und orange eingefärbt. Den Farbwerten lassen sich konkrete Maßnahmen zuordnen, die von den zuständigen Behörden angeordnet werden können. So bedeutet die rote Farbe in diesem Beispiel, dass die dort wohnenden Menschen aufgrund der zu erwartenden hohen Strahlung evakuiert werden müssten. In den orange eingefärbten Gebieten sollten die dort lebenden Menschen zu ihrem eigenen Schutz vorübergehend in geschlossenen Räumen bleiben. In den gelb, grün und blau dargestellten Regionen wären keine direkten Maßnahmen erforderlich. Beispiel 2 Kontamination von Blattgemüse mit Radiojod RODOS kalkuliert auch mögliche Kontaminationen in Lebens- und Futtermitteln. Das zweite Karten-Beispiel zeigt eine Karte zur Kontamination von Blattgemüse mit Jod-131. Die gewählten Farben orientieren sich am Grenzwert der Europäischen Union ( EU ) von 2.000 Becquerel radioaktivem Jod pro Kilogramm Blattgemüse. Die Karte zeigt die betroffenen Gebiete und die voraussichtliche Höhe der Kontamination . In dunkelblau bis gelb eingefärbten Regionen läge eine mögliche Kontamination des Gemüses unterhalb des EU -Grenzwertes. In orange und rot dargestellten Gebieten würde der Grenzwert überschritten. Durch Maßnahmen wie Schließen von Gewächshäusern, falls möglich Abdecken der Früchte oder eine vorzeitige Ernte fast reifer Produkte, lassen sich mögliche Kontaminationen mit radioaktiven Partikeln vermeiden. Käme es zu einer tatsächlichen Freisetzung radioaktiver Stoffe und zeigen die Messwerte die Überschreitung der EU -Grenzwerte, dann darf das dort angebaute Gemüse nicht mehr vermarktet werden. Die Behörden ordnen in diesem Fall die Maßnahme "Vermarktungssperre" an. Stand: 08.07.2025
Vereinfachte Dosisabschätzung Beim Umgang mit NORM -Stoffen können Beschäftigte innerhalb des Betriebs, bei dem diese Rückstände entstehen, aber auch außerhalb - bei Verwertungs- oder Entsorgungsunternehmen - einer erhöhten Strahlenexposition ausgesetzt sein. Auch bei der Allgemeinbevölkerung kann es durch die Verwertung oder Beseitigung zu erhöhten Strahlenexpositionen kommen. Wie lässt sich diese Strahlenexposition vereinfacht abschätzen, und wie kann sie gegebenenfalls verringert werden? Um die Strahlenexposition durch bergbaubedingte Umweltradioaktivität bewerten zu können, hat das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) 2010 " Berechnungsgrundlagen zur Ermittlung der Strahlenexposition infolge bergbaubedingter Umweltradioaktivität (Berechnungsgrundlagen - Bergbau " [1] zur Verfügung gestellt. Für das Themenfeld "Rückstände mit erhöhter natürlicher Radioaktivität " ("Naturally Occurring Radioactive Materials", abgekürzt " NORM ") werden derzeit vergleichbare Berechnungsverfahren erarbeitet. Die im Folgenden aufgeführten Empfehlungen zur vereinfachten Dosisabschätzung ersetzen nicht die geplanten Berechnungsgrundlagen NORM . Die hier aufgeführten Rechenvorschriften sind vielmehr aus bisher veröffentlichten Werken zur Abschätzung der Strahlenexposition [1] , [2] zusammengestellt. Mit dem Strahlenschutzgesetz und der überarbeiteten Strahlenschutzverordnung wurde der Strahlenschutz in Deutschland zum 31.12.2018 neu geregelt. In Anlage 3 des Strahlenschutzgesetzes des Strahlenschutzgesetzes sind Arbeitsfelder aufgeführt, bei denen für Beschäftigte eine Strahlenexpositionen durch natürliche Radionuklide oberhalb von einem Millisievert pro Jahr auftreten können. Für dort genannte Arbeitsplätze ist eine Dosisabschätzung verpflichtend. Für Arbeitsfelder mit einer erhöhten Exposition durch eine Inhalation von Radon wurden separate Regelungen getroffen. Diese Arbeitsplätze sind in Anlage 8 des Strahlenschutzgesetzes aufgeführt. Darüber hinaus können Beschäftigte anderer Arbeitsgebiete beim Umgang mit NORM -Stoffen (zum Beispiel Rückstände nach Anlage 1 des Strahlenschutzgesetzes einer erhöhten Strahlenexposition ausgesetzt sein. Falls Beschäftige an mehreren Arbeitsplätzen mit NORM -Stoffen in Kontakt kommen, ist die effektive Dosis an allen exponierten Arbeitsplätzen einzeln zu ermitteln. Für die Gesamtbewertung ist die Summe der Effektivdosen entscheidend. Betriebliche Strahlenexposition Strahlenexposition der Bevölkerung Betriebliche Strahlenexposition Abschätzung der Strahlenexposition aus der spezifischen Aktivität Die Strahlenexposition für Beschäftigte kann prinzipiell anhand von Modellen aus der spezifischen Aktivität von Rückständen bestimmt werden. Das Bundesamt für Strahlenschutz hat hierfür eine vereinfachte Berechnungsvorschrift zur Ermittlung der effektiven Jahresdosis veröffentlicht [2] . Das Modell berücksichtigt die äußere Strahlenexposition infolge des Aufenthaltes unmittelbar neben einer großen aufgeschütteten Materialmenge, die Inhalation von Staub bei einer Staubkonzentration von 10 Milligramm pro Kubikmeter und die unbeabsichtigte Ingestion von 6 Milligramm Staub pro Arbeitsstunde. Gleichung 1 Zudem wird angenommen, dass Uran - 238 und Uran -235 im natürlichen Isotopenverhältnis vorkommen und diese Radionuklide sowie das Thorium-232 im radioaktiven Gleichgewicht mit ihren Zerfallsprodukten stehen. Wenn bei Rückständen das radioaktive Gleichgewicht gestört ist, wird für eine konservative Dosisabschätzung die höchste spezifischen Aktivität innerhalb der Uran -238- und Thorium-232-Zerfallskette verwendet. Die effektive Jahresdosis E in Millisievert lässt sich nach [2] mit Gleichung 1 berechnen: Ist im Ergebnis der Wert für E größer als 1 Millisievert , ergibt sich nicht zwingend eine erhöhte Strahlenexposition für Beschäftigte. Vielmehr ist eine ausführliche Expositionsabschätzung über alle Expositionspfade mit realistischen Parametern (zum Beispiel Nuklidverhältnisse, Staubkonzentration in der Luft, Aufenthaltszeiten) durchzuführen. Abschätzung der Strahlenexposition durch äußere Gammastrahlung Gleichung 2 Die Strahlenexposition durch äußere Gammaexposition kann anhand sogenannter Personendosimeter direkt bestimmt werden. Geeignete Messstellen bieten diese Geräte an und werten die Ergebnisse der Messungen aus. Eine andere Möglichkeit, die Strahlenexposition durch äußere Gammastrahlung zu bestimmen, ist die Messung der Umgebungsäquivalentdosisleistung Ḣ*(10) (hier: Ortsdosisleistung pro Zeiteinheit) mit geeigneten Messgeräten sowie die Ermittlung der tatsächlichen Aufenthaltszeit am exponierten Arbeitsplatz. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt ( PTB ) veröffentlicht die Bezeichnungen aller Geräte mit einer Bauartzulassung (Voraussetzung für die Eichfähigkeit) auf ihrer Internetseite . Aus der gemessenen Umgebungsäquivalentdosisleistung ergibt sich die jährliche effektive Dosis E in Millisievert nach [1] aus der Gleichung 2. Abschätzung der Strahlenexposition durch Inhalation von Staub Der Expositionspfad "Inhalation von Staub" ist nur beim Umgang mit oder beim Arbeiten in der Nähe von trockenen Rückständen zu berücksichtigen. Bei feuchten Rückständen ist die Möglichkeit für eine Staubbildung vernachlässigbar. Gleichung 3 Bei manchen Rückständen sind die Radionuklide nicht gleichmäßig im Rückstand verteilt. So ist zum Beispiel in Filterkiesen aus der Wasseraufbereitung der Radionuklidgehalt in den aufgewachsenen Krusten um ein Mehrfaches größer als im Gesamtrückstand. In solchen Fällen muss der Radionuklidgehalt im Staub gesondert ermittelt werden. Eine Expositionsabschätzung zur radiologischen Bewertung von NORM -Stoffen ist grundsätzlich nuklidspezifisch durchzuführen. Die jährliche effektive Dosis wird dann mithilfe der Gleichung 3 abgeschätzt: Die Aktivitätskonzentration in der Atemluft (in Becquerel pro Kubikmeter) kann aus der Staubkonzentration (in Gramm pro Kubikmeter) und dem Radionuklidgehalt des Materials (in Becquerel pro Gramm) in guter Näherung bestimmt werden. Für die Ermittlung der Staubkonzentration empfehlen Institutionen wie das Berufsgenossenschaftliche Institut für Arbeitssicherheit verschiedene geeignete Messmethoden. Abschätzung der Strahlenexposition durch Inhalation von Radon und dessen Zerfallsprodukten Gleichungen 4 und 5 Vor allem an wenig belüfteten Arbeitsplätzen in Gebäuden sind Beschäftigte häufig einer Strahlenexposition durch die Inhalation von Radon-222 und dessen kurzlebigen Zerfallsprodukten ausgesetzt. Die für die Dosis entscheidende Größe ist die potenzielle Alpha-Energie- Exposition (Zeitintegral der potenziellen Alpha-Energie-Konzentration). Ersatzweise lässt sich die effektive Dosis auch aus Werten der Radon-222 -Konzentration, des Gleichgewichtsfaktors und der Aufenthaltszeit abschätzen (vergleiche [2] für eine Auflistung geeigneter Verfahren). Die jährliche effektive Dosis kann nach [1] sowohl auf der Grundlage der potenziellen Alpha-Energie- Exposition kurzlebiger Radon-222 -Zerfallsprodukte (Gleichung 4) als auch der Radon-222 - Exposition und des Gleichgewichtsfaktors (Gleichung 5) abgeschätzt werden: Gleichung 6 Abschätzung der Strahlenexposition durch Direktingestion von NORM-Stoffen Der Expositionspfad "Direktingestion" berücksichtigt die unbeabsichtigte Ingestion von Staub aus NORM -Stoffen während der Arbeitszeit. Dabei ist die Expositionsabschätzung grundsätzlich nuklidspezifisch durchzuführen. Die Berechnung der jährlichen effektiven Dosis erfolgt dann nach [1] mit Hilfe von Gleichung 6. Strahlenexposition der Bevölkerung Bei der Verwertung von NORM -Rückständen können auch Personen der allgemeinen Bevölkerung einer zusätzlichen Strahlenbelastung ausgesetzt sein. Die für die berufliche Exposition aufgeführten Expositionspfade Inhalation von Staub, Inhalation von Radon , unbeabsichtigte Direktingestion von NORM -Stoffen und äußere Exposition durch Gammastrahlung sind auch bei der Abschätzung der Strahlenexposition für die Bevölkerung zu berücksichtigen. Für einige Expositionspfade sind jedoch altersabhängige Parameter zu verwenden (siehe dazu die "Berechnungsgrundlagen Bergbau" [1] ). Zusätzlich kann für die Bevölkerung auch der sogenannte Wasserpfad von Bedeutung sein. Dieser ist bei der Verwertung oder Deponierung immer dann zu berücksichtigen, wenn mit dem Regenwasser Radionuklide aus dem Rückstand herausgelöst werden und mit dem Sickerwasser ins Grundwasser gelangen. Ein Beispiel hierfür ist die Verwertung im Landschaftsbau. Wird aus einem (Privat-)Brunnen des beeinträchtigten Grundwasserleiters Wasser - zu Trinkwasserzwecken oder auch zur Bewässerung lokal erzeugter Lebensmittel (Gemüse, Obst oder auch Weideflächen) - genutzt, können sich unter ungünstigen Umständen für die Allgemeinbevölkerung größere Expositionen als bei den Beschäftigten ergeben. Abschätzung der Strahlenexposition durch Ingestion von lokal erzeugten Lebensmitteln Beim Expositionsszenario "Ingestion von lokal erzeugten Lebensmitteln" geht man davon aus, dass das gesamte benötigte Trinkwasser aus einem häuslichen Brunnen kommt, der 20 Meter von einer NORM -Ablagerung entfernt ist. Zudem werden Pflanzen und Tiere für den Eigenbedarf mit diesem Wasser versorgt. Weiterhin setzt dieses Modell voraus, dass die Hälfte aller verzehrten Lebensmittel vor Ort erzeugt wird. Die "Berechnungsgrundlagen Bergbau" [1] beschreiben ausführlich, wie die Strahlenexposition durch lokal erzeugte Lebensmittel berechnet wird. Die Gleichung 7 zeigt, welche Lebensmittel zur Gesamtdosis beitragen können: Gleichung 7 Für eine Erstbewertung, ob über den Wasserpfad eine relevante Strahlenexposition zu befürchten ist, kann anhand von Laborversuchen die Freisetzbarkeit von Radionukliden aus NORM -Stoffen mit Wasser ermittelt werden. In Anlehnung an die aktuellen Entwicklungen im Bodenschutzrecht ist hierfür ein normiertes Prüfverfahren (zum Beispiel DIN 19529) anzuwenden [3] . Das Wasser-zu-Feststoff-Verhältnis sollte dabei möglichst 2:1 betragen. Da die ungünstigste Einwirkungsstelle im Strahlenschutz der Brunnen zur Grundwasserentnahme aus einem nutzbaren Grundwasserleiter ist, wird beim Eintrag von Radionukliden durch das Sickerwasser eine Verdünnung im Grundwasser berücksichtigt. Die in der wässrigen Lösung aus dem Laborversuch ermittelte Aktivitätskonzentration kann somit für eine Erstbewertung als oberer Wert der Brunnenwasserkonzentration eingesetzt werden. Strahlenschutzmaßnahmen Betrieblicher Strahlenschutz Nach dem " ALARA-Prinzip " ist die Strahlenexposition für Beschäftigte unter Berücksichtigung der Verhältnismäßigkeit so gering wie möglich zu halten. Bei Arbeiten mit NORM -Stoffen kann - unter Beachtung gängiger Vorschriften zum Arbeitsschutz - die Strahlenexposition über die Inhalation von Staub und die unbeabsichtigte Aufnahme von kontaminiertem Material nahezu vollständig vermieden werden. Die Gleichungen (1) bis (6) zeigen, dass die jährliche effektive Dosis linear von den relevanten Größen, wie der spezifischen Aktivität im Rückstand, der Staubkonzentration oder der Aufenthaltszeit am exponierten Arbeitsplatz abhängt. Die Strahlenexposition für Beschäftigte lässt sich daher durch folgende Maßnahmen verringern: Verwertung von Rückständen mit möglichst geringer spezifischen Aktivität , Identifizierung der Hauptquellen für eine Staubentwicklung, Überprüfung der Wirksamkeit von Schutzeinrichtungen und gegebenenfalls Maßnahmen zur Vermeidung von Staubfreisetzungen, Überprüfung und Optimierung der Arbeitszeiten an den exponierten Arbeitsplätzen, Verwendung individueller Schutzausrüstung. Inwieweit die einzelnen Maßnahmen umsetzbar sind, hängt natürlich von der jeweiligen betrieblichen Situation ab. Bewertung der Strahlenexposition der Bevölkerung Ist in der Summe aller Expositionspfade inklusive des Wasserpfades eine Überschreitung des Dosisrichtwertes von 1 Millisievert pro Jahr nicht zu befürchten, kann die Verwertung beziehungsweise Deponierung auf dem geplanten Weg erfolgen. Liegt im Ergebnis der vereinfachten Dosisabschätzung eine Überschreitung des Dosisrichtwertes vor, ist nicht zwingend eine erhöhte Exposition gegeben. Vielmehr ist das Ergebnis anhand einer standortspezifischen Expositionsabschätzung zu präzisieren. Beispielsweise empfiehlt sich für den Wasserpfad eine detaillierte Untersuchung zum Radionuklidtransport in Sicker- und Grundwasser. Ein Hilfsmittel dazu ist der " Leitfaden des Bundesamtes für Strahlenschutz zur Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten ". Falls das Ergebnis der standortspezifischen Expositionsabschätzung den Dosisrichtwert von 1 Millisievert pro Jahr als Summe aller Expositionspfade weiterhin überschreitet, ist eine Verwertung auf dem geplanten Weg nicht möglich. In diesem Fall müssen andere Verwertungs- oder Entsorgungsmöglichkeiten geprüft werden. Literatur: [1] BfS (2010): Berechnungsgrundlagen zur Ermittlung der Strahlenexposition infolge bergbaubedingter Umweltradioaktivität (Berechnungsgrundlagen - Bergbau) [2] Beck, T., Ettenhuber, E. (2006): Überwachung von Strahlenexpositionen bei Arbeiten Leitfaden für die Umsetzung der Regelungen nach Teil 3 Kapitel 1 und 2 der StrlSchV , BfS -SW-03/06, ISSN 1611-8723 [3] DIN 19529:2009-01:Titel: Elution von Feststoffen - Schüttelverfahren zur Untersuchung des Elutionsverhaltens von anorganischen Stoffen mit einem Wasser/Feststoff-Verhältnis von 2 l/kg. Beuth-Verlag, Berlin Stand: 03.07.2025
Berechnungsgrundlagen zur Ermittlung der Strahlenexposition infolge bergbaubedingter Umweltradioaktivität (Berechnungsgrundlagen Bergbau - BglBb) Die Berechnungsgrundlagen Bergbau gelten für die Nutzung, Stilllegung, Sanierung und Folgenutzung bergbaulicher Anlagen und Einrichtungen und für die Nutzung, Sanierung und Folgenutzung von Grundstücken, die durch bergbauliche Aktivitäten kontaminiert sind. Sie dienen dazu, die bergbaubedingte Strahlenexposition von Einzelpersonen der Bevölkerung und von Beschäftigten zu ermitteln. Die Berechnungsgrundlagen Bergbau dienen der Ermittlung der bergbaubedingten Strahlenexposition von Einzelpersonen der Bevölkerung und von Beschäftigten und gelten sowohl für die Nutzung, Stilllegung, Sanierung und Folgenutzung bergbaulicher Anlagen und Einrichtungen als auch für die Nutzung, Sanierung und Folgenutzung von Grundstücken, die durch bergbauliche Aktivitäten kontaminiert sind. In den Berechnungsgrundlagen Bergbau werden Verfahren und Parameter zur Berechnung der effektiven Dosis für den Aufenthalt in Gebäuden, an unterirdischen Arbeitsplätzen und im Freien sowie für den Verzehr von Muttermilch und lokal erzeugter Lebensmittel beschrieben. Es werden folgende Expositionspfade berücksichtigt: äußere Exposition durch Gammastrahlung des Bodens, Exposition durch Inhalation von Staub, Exposition durch Inhalation von Radon und seinen kurzlebigen Zerfallsprodukten, Exposition durch Ingestion von Muttermilch und lokal erzeugter Lebensmittel (Trinkwasser, Fisch, Milch und Milchprodukte, Fleisch und Fleischwaren, Blattgemüse, sonstige pflanzliche Produkte) und Exposition durch Direktingestion von Boden. Zur Berücksichtigung der natürlicherweise vorhandenen Umweltradioaktivität bei der Einbeziehung von Messungen enthalten die Berechnungsgrundlagen Bergbau Werte des natürlichen Untergrundes aller relevanten Umweltmedien. Weiterhin wird ein einfaches Verfahren zur radiologischen Bewertung des in die Atmosphäre freigesetzten Radon s beschrieben. Stand: 10.06.2025
Berechnung der Strahlenbelastung für die Bevölkerung Die Strahlenbelastung für die Bevölkerung in der Umgebung jeder kerntechnischen Anlage wird anhand der vom Betreiber bilanzierten Aktivitätsableitungen berechnet. Die Berechnungen beziehen sich auf eine repräsentative (fiktive) Person, die sich hinsichtlich ihrer Aufenthalts- und Verzehrgewohnheiten so verhält, dass daraus eine höhere Strahlenbelastung resultiert. Extreme Lebensgewohnheiten werden dabei nicht berücksichtigt. Die Berichterstattung über die aus den Aktivitätsableitungen mit der Fortluft und dem Abwasser ermittelte Exposition für die Bevölkerung ist eine gesetzliche Pflicht. Sie wird im Parlamentsbericht und im Jahresbericht "Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung" des Bundesumweltministeriums dokumentiert. Für eine (fiktive) repräsentative Person wird die Strahlenbelastung in der Umgebung jeder kerntechnischen Anlage berechnet. Anhand der vom Betreiber bilanzierten Ableitungen wird die Strahlenbelastung in der Umgebung jeder kerntechnischen Anlage für eine repräsentative Person berechnet. Diese repräsentative Person ist eine fiktive Person, aus deren Aufenthalts- und Verzehrgewohnheiten eine höhere Strahlenbelastung resultiert (konservative Annahmen). Bis 2020 wurde die Strahlenbelastung der Bevölkerung statt für eine repräsentative Person für eine Referenzperson berechnet. Die Referenzperson ist ebenfalls eine fiktive Person, die sich hinsichtlich ihrer Lebensgewohnheiten so verhält, dass daraus eine außergewöhnlich hohe Strahlenbelastung resultiert. Bei der Referenzperson sind extreme Lebenssituationen nicht ausgeschlossen. Die berechnete Strahlenbelastung liegt bei der Referenzperson in der Regel höher als bei der repräsentativen Person. Berechnung der Strahlenbelastung mit Hilfe von Computersimulation Für die Berechnung kommen rechnergestützte Ausbreitungsmodelle zum Einsatz, die den Transport von Radionukliden aus einer kerntechnischen Anlage in die verschiedenen Bereiche der Umwelt beschreiben. Modellierung des Radionuklidtransfers von der Ableitung radioaktiver Stoffe aus dem Fortluftkamin über die Biosphäre zum Menschen. Aus den so berechneten Konzentrationen von radioaktiven Stoffen in den verschiedenen Umweltmedien wird die Strahlenbelastung der repräsentativen Person etwas konservativ, d. h. tendenziell zu hoch, abgeschätzt ( z. B. mit dem Dosismodell DARTM ). Die berechnete Exposition darf nach der Strahlenschutzverordnung höchstens 300 Mikrosievert für die effektive Dosis im Kalenderjahr betragen. Der Hauptanteil an der Exposition wird im Normalbetrieb durch das Radionuklid Kohlenstoff-14 hervorgerufen (siehe Abbildung): Dosisanteile von mit der Fortluft abgeleiteten radioaktiven Stoffen beim Betrieb von Kernkraftwerken Dosisrelevant ist hierbei vor allem die Aufnahme von Kohlenstoff-14 in Form von Kohlenstoffdioxid durch die Nahrung ( Ingestion ). Aktivitätsableitungen mit der Fortluft Insgesamt ergibt sich aus den Aktivitätsableitungen mit der Fortluft eine Exposition von weniger als 1 Mikrosievert im Kalenderjahr für Kleinkinder weniger als 1 Mikrosievert im Kalenderjahr für Erwachsene. Diese Werte liegen im betrachteten Zeitraum 1990 bis 2023 bei deutlich weniger als einem Prozent der natürlichen Strahlenbelastung der Bevölkerung (siehe Abbildung): Berechnete Effektivdosis für Erwachsene und Kleinkinder durch Ableitungen mit der Fortluft im Jahr 2023. Aktivitätsableitungen mit dem Abwasser Mit dem Abwasser aus kerntechnischen Anlagen werden jährlich etwa 100 Terabecquerel Tritium ( 3 H) und 1 Gigabecquerel sonstige Spalt- und Aktivierungsprodukte abgeleitet. Die abgeleitete Aktivitätsmenge von Alphastrahlern beträgt etwa 1 Megabecquerel . (T era =10 12 , G iga =10 9 , M ega =10 6 ). Aktivitätsableitungen mit dem Abwasser aus KKW im Jahr 2023 Die konservativ berechnete Exposition durch Abwasser beträgt in Folge dessen weniger als 6 Mikrosievert im Kalenderjahr für Kleinkinder weniger als 2.3 Mikrosievert im Kalenderjahr für Erwachsene und somit unter einem Prozent des gesetzlichen Grenzwertes. Exposition in der Umgebung von KKW durch Aktivitätsableitungen mit dem Abwasser 2023 Berichterstattung ist gesetzlicher Auftrag Die aus den Aktivitätsableitungen mit der Fortluft und dem Abwasser ermittelte Exposition der Bevölkerung wird im Parlamentsbericht und im Jahresbericht "Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung" des Bundesumweltministeriums dokumentiert: Stand: 21.02.2025
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 79 |
| Land | 8 |
| Wissenschaft | 10 |
| Type | Count |
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| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 27 |
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| Boden | 66 |
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