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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

Einfluss unterschiedlicher Eiweißversorgungsstufen in der Mastschweinefütterung auf das Emissionsverhalten von Mastschweinegülle

Hauptbestandteile der Gülle sind Kot und Harn. Anfallende Mengen und Zusammensetzung sind fütterungsabhängig. Mit der eiweißreduzierten Fütterung werden vor allem die Nieren entlastet. Sie müssen weniger Ammoniak aufgrund der reduzierten Aminosäurendesaminierung aus dem Blutplasma filtern und zu Harnstoff synthetisieren. Das Schwein benötigt weniger Wasser, um den Harnstoff zu lösen und auszuschleusen. Die Folge ist eine geringere abgesetzte Harnmenge. Da die abgesetzte Kotmenge in etwa gleich bleibt, produziert das Mastschwein weniger Gülle. Sie besitzt aber einen höheren Trockensubstanzgehalt. Es ändern sich sowohl ihre chemischen als auch ihre physikalischen Eigenschaften. Dies hat Auswirkungen auf das Emissionsverhalten, was sowohl gasförmige Nährstoffverluste als auch Geruchsstoffströme, Geruchsintensität und Geruchsempfindung (Hedonik) betrifft. Es sollen deshalb grundlegende Untersuchungen zur Emission von Geruchs- und Schadgasen für Güllen verschieden gefütterter Mastschweine durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollen Grundlage vor allem für die emissionsrelevante Beurteilung von verschiedenen Haltungsverfahren und Fütterungsstrategien in der Mastschweinehaltung sein.

Demonstration umweltgerechter Ver- und Entsorgungssysteme auf ausgewählten Berg- und Schutzhütten am Beispiel der Göppinger Hütte auf 2.245 m ü. NN im Lechquellengebirge in Vorarlberg / Österreich, Demonstration umweltgerechter Ver- und Entsorgungssysteme für ausgewählte Berg- und Schutzhütten am Beispiel der Göppinger Hütte im Lechquellengebirge in Vorarlberg, Österreich

Die Göppinger Hütte liegt auf 2245 m.ü.NN. in Österreich, Vorarlberg, im Karstgebiet. Das Trinkwasser für den Hüttenbetrieb wird aus einem Schneefeld bezogen, bzw. gegen Ende der Saison wird Regenwasser genutzt. Durch die Installation einer neuen UV-Anlage wird die Hütte mit hygienisch einwandfreiem Trinkwasser versorgt werden. Bisher traten in warmen Perioden Engpässe in der Wasserversorgung auf. Daraufhin stand zur Diskussion, ob der Speicherbehälter erweitert werden soll. Unter ökologischen Gesichtspunkten sollte allerdings zuerst der Hüttenbetrieb auf Einsparungsmaßnahmen untersucht werden. Im Küchenbereich wurde bereits bei den zurückliegenden Anschaffungen auf wassersparende Geräte Wert gelegt. Als größter Wasserverbraucher wurde die Toilettenanlagen mit 9 l Spülkästen festgestellt. Hier besteht das größte Einsparpotential. Durch die Installation von urinseparierenden Komposttoiletten und wasserlosen Urinalen soll dieses Potential voll ausgeschöpft werden. Der anfallende Urin wird als Teilstrom separat gesammelt und mittels Materialseilbahn zur unterhalb gelegenen Alpe transportiert und dort in eine Güllegrube gegeben. Dadurch wird eine einfachere Abwasserreinigung möglich und das Hüttenumfeld vor dem Eintrag von Nährstoffen geschützt. Das Abwasser wird derzeit in eine 2 Kammer-Grube geleitet und bei Vollfüllung ausgepumpt und der Schlamm im Hüttenumfeld verbracht. Durch die Änderungen im Sanitärbereich, verändert sich auch die Zusammensetzung des verbleibenden Abwassers. Bei Installation einer Komposttoilette muss lediglich der sogenannte Teilstrom Grauwasser gereinigt werden (26). Nach einem Variantenvergleich, der die speziellen Randbedingungen der Göppinger Hütte berücksichtigt hat, wurde als Vorzugsvariante eine mechanische Vorreinigung über eine Filtersackanlage mit einer anschließenden biologischen Reinigung in einem bewachsenen Bodenfilter gewählt. Das Küchenabwasser wird zusätzlich an einen Fettfang angeschlossen. Die Abwasserreinigungsanlage benötigt sehr wenig Energie (26) und ist gut in die Landschaft einzugliedern. Es werden durch diese Anlage mindestens die Grenzwerte für den biologischen Abbau der Extremlagen-Verordnung eingehalten. Durch diese Reinigung wird das ökologische Gleichgewicht der Umgebung der Hütte weitgehend entlastet . Durch einem gestiegenen Bedarf an Energie der Göppinger Hütte sowie durch die geplanten Anlagen (UV-Entkeimung und Abwasserreinigung) wird die Energieversorgung neu überplant. Derzeit existiert eine Photovoltaikanlage, über die auch die Materialseilbahn betrieben wird. Als Notstromversorgung dient ein Dieselaggregat. Der Gastraum wird über einen Kachelofen beheizt. Das erstellte Energiekonzept sieht in einem ersten Schritt eine verbesserte Wärmedämmung der Gaststube vor, ein wärmegedämmtes Warmwasserverteilnetz sowie den Ersatz einzelner Verbraucher durch energiesparende Einheiten. (Text gekürzt)

Optimal Nutzung von Polarimetrie und Kovarianzen der Beobachtungsfehler für niederschlagsinduzierte Flutvorhersagen

Chemical analysis for explosive compounds in water, sediment, and flatfish Limanda limanda (dab) collected from shipwrecks in the North Sea to assess the biological effects of old World War munitions

This dataset documents field investigations on release of legacy World War I munition explosive compounds into the surrounding marine environment, with a focus on shipwreck sites in the North Sea. Three historically well-documented wrecks were selected: the light cruisers SMS Mainz and SMS Ariadne, and the minelayer submarine UC30. These wrecks were chosen based on detailed archival information regarding their sinking circumstances and cargo, their unambiguous identification, and their accessibility for scientific diving operations. As a munition-free control, a reference area outside known wreck fields was sampled (Naturschutzgebiet Borkum Riffgrund). The flatfish Limanda limanda (dab) was selected as a sentinel species. Sampling was conducted during several cruises with the research vessel Heincke (HE 573, April 2021 – SMS Mainz; HE 596, April 2022 – UC30 and SMS Ariadne; HE 607, September 2022 – UC30; HE 613, February 2023 – SMS Ariadne) and with the Uthörn (May 2022 – reference site). Water was sampled with a CTD rosette water sampler at different depths and processed on board by solid phase extraction at 4 °C. Sediment was sampled with a Van Veen grab sampler and frozen at -20 °C. Fish were caught using bottom trawls deployed as close as possible to the wreck structures. Captured fish were transferred to seawater tanks prior to dissection. Each specimen was measured, weighed, and assessed biometrically to calculate condition factors as indicators of general health. Tissue samples were immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -20 °C. Samples were processed in the lab according to established protocols. All samples were analyzed by gas chromatography triple quadrupole mass spectrometry (GC-MS/MS) for the explosive TNT and its metabolites 2- and 4-ADNT.

Bedeutung der Nieren im Osmomineralhaushalt der Fische bei veraenderten Umweltbedingungen

Euryhaline Forellen und stenohaline Rotaugen werden an verschiedene Salzkonzentrationen angepasst und die Veraenderungen des Urinflusses und der Elektrolyte im Blut und im Urin bestimmt. Im Vordergrund der Versuche steht die Bestimmung der glomerulaeren Filtrationsrate (GFR). Die Adaptation vieler Knochenfische an ein hypotones bzw. hypertones Aussenmedium fuehrt im allgemeinen zu einer Steigerung bzw. Verringerung der GFR. Es soll ermittelt werden, ob dieser Vorgang allein auf eine veraenderte Filtrationsleistung einzelner Nephrone zurueckzufuehren ist ('Single Nephron Filtration Rate', SNGFR), oder auf einer Aenderung in der Gesamtzahl filtrierender Glomeruli des Nierengewebes beruht ('Glomerular Intermittency'). Das Ziel der Versuche ist, eine bessere Kenntnis von dem Regulationsmechanismus der GFR zu erhalten, der mit zum Ueberleben der Fische bei veraenderten Umweltbedingungen beitraegt.

EU Partnerschaft für die Risikobewertung von Chemikalien (PARC) Aligned Studies - Feldarbeit für den Deutschen Beitrag

Ein wichtiges Ziel der europäische Initiative PARC ist, die Datenlage zum Humanbiomonitoring in der EU anzugleichen und die gesundheitlichen Folgen der Schadstoffbelastung besser zu verstehen. Neben der Zusammenführung von vorhandenen Daten müssen, unter Anwendung einheitlicher, qualitätsgesicherter Vorgaben und Arbeitsanweisungen, aktuelle, vergleichbare Proben gesammelt und untersucht werden. Nur so können Informationen zum sicheren Chemikalienmanagement gewonnen und die Gesundheit der Europäer und die Integrität ihrer Umwelt effektiv geschützt werden. Der deutsche Eigenanteil zu den europäischen Untersuchungen kann aufgrund des hochspezifischen Aufbaus nicht allein durch die zwei großen deutschen Humanbiomonitoring-Instrumente (die Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit (GerES) und die Umweltprobenbank des Bundes (UPB)) erfüllt werden. Um die für den europäischen Ansatz notwendigen Voraussetzungen erfüllen zu können, werden in diesem Vorhaben Humanbiomonitoring-Proben (Urin, Blut, Haare) einer Stichprobe von 300 Kindern (6-11 Jahre) und 300 Jugendlichen (12-17 Jahre) aus Deutschland qualitätsgesichert nach den in PARC abgestimmten Vorgaben akquiriert und eingelagert. Somit stehen sie für eine Untersuchung der spezifischen Chemikalienbelastung zur Verfügung. Außerdem werden ausführliche Befragungen mit den Teilnehmenden durchgeführt um mögliche Belastungspfade und -quellen zu ermitteln. Die so einheitlich für Europa generierten Daten und Auswertungen werden langfristig der besseren Kontrolle und Unterstützung der Chemikalienregulierung in Europa dienen. In diesem Vorhaben sind die für die Feldarbeit erforderlichen Vorbereitungen z.B. Routenplan, Ethikantrag und Datenschutzkonzept sowie Übersetzung und Programmierung der Fragebögen, die Durchführung der Feldarbeit und das Datenmanagement enthalten.

Analyse von Bioziden/Pestiziden in Humanproben GerES V/VI Teil Organophosphate

Ziel des Vorhabens ist es, die in GerES VI gewonnenen Morgenurinproben der Erwachsenen bzw. die vorhandenen Rückstellproben der Kinder und Jugendlichen aus GerES V auf Schadstoffe zu analysieren, die eine besondere Gesundheitsrelevanz aufweisen, wie bspw. die Gruppe der Biozide/Pestizide. In GerES IV (ehemals Kinder-Umwelt-Survey, KUS) wurden letztmalig Morgenurine von 3- bis 14-Jährigen auf Organophosphate und Pyrethroide untersucht. Jedoch gibt es für zahlreiche Pestizide keine aktuellen, repräsentativen Daten zur korporalen Belastung der Bevölkerung in Deutschland. Daher wird momentan die mögliche Belastung über Berechnungen basierend auf dem Lebensmittelverzehr und Belastungsdaten der verzehrten Lebensmittel geschätzt. Um diese Datenlücke zu schließen, wurden Biozide/Pestizide als priorisierte Substanzgruppe im Rahmen des Projekts HBM4EU erkannt. Zur Festlegung des Analytspektrums wurde im Rahmen von HBM4EU eine Auswertung zu deutschen und europäischen Anwendungsdaten der Pestizide/Biozide und eine Auswertung der in Europa vorhandenen Expositionsdaten durchgeführt. Zusammen mit den Ergebnissen der Befragung der teilnehmenden Personen liefern die Analysen der Morgenurine repräsentative Informationen zur Belastung der in Deutschland lebenden Bevölkerung.

Bestimmung von spaltbaren Elementen in Umweltproben

Erfassung von Uran-235 und Thorium mittels beta-verzoegerter und instrumenteller Neutronenaktivierungsanalyse und y-Spektroskopie. Isotopenverhaeltnis Uran 235/Uran 238 dient als Indikator, ob die Quelle natuerlichen oder industriellen Ursprungs ist. Durchfuehrung solcher Untersuchungen im Urin strahlenexponierter Personen.

Analyse von Bioziden/Pestiziden in Humanproben GerES V/VI Teil Pyrethroide, Glyphosat und AMPA

Ziel des Vorhabens ist es, die in GerES VI gewonnenen Morgenurinproben der Erwachsenen bzw. die vorhandenen Rückstellproben der Kinder und Jugendlichen aus GerES V auf Schadstoffe zu analysieren, die eine besondere Gesundheitsrelevanz aufweisen, wie bspw. die Gruppe der Biozide/Pestizide. In GerES IV (ehemals Kinder-Umwelt-Survey, KUS) wurden letztmalig Morgenurine von 3- bis 14-Jährigen auf Organophosphate und Pyrethroide untersucht. Jedoch gibt es für zahlreiche Pestizide keine aktuellen, repräsentativen Daten zur korporalen Belastung der Bevölkerung in Deutschland. Daher wird momentan die mögliche Belastung über Berechnungen basierend auf dem Lebensmittelverzehr und Belastungsdaten der verzehrten Lebensmittel geschätzt. Um diese Datenlücke zu schließen, wurden Biozide/Pestizide als priorisierte Substanzgruppe im Rahmen des Projekts HBM4EU erkannt. Zur Festlegung des Analytspektrums wurde im Rahmen von HBM4EU eine Auswertung zu deutschen und europäischen Anwendungsdaten der Pestizide/Biozide und eine Auswertung der in Europa vorhandenen Expositionsdaten durchgeführt. Zusammen mit den Ergebnissen der Befragung der teilnehmenden Personen liefern die Analysen der Morgenurine repräsentative Informationen zur Belastung der in Deutschland lebenden Bevölkerung.

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