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Bergbauliche Hinterlassenschaften mit erhöhter natürlicher Radioaktivität

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

Immissions- und Strahlenschutz (GB 2)

• Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz für den Freistaat Sachsen • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität nach dem Atomgesetz am Forschungsstandort Rossendorf • Überwachung von Lebensmitteln (u. a. Amtshilfe für die Landesuntersuchungsanstalt für das Gesundheits- und Veterinärwesen Sachsen) • Betrieb der Radonberatungsstelle • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität nach der Verordnung zur Gewährleistung von Atomsicherheit und Strahlenschutz an den Standorten der Wismut GmbH • Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität an den Altstandorten des Uranerzbergbaus • Aufsichtliche Messungen nach der Strahlenschutzverordnung inkl. Sicherheitstechnisch bedeutsame Ereignisse und Nukleare Nachsorge • Der Geschäftsbereich ist akkreditiert nach ISO 17025 für alle relevanten Prüfverfahren im Bereich Immission und Emission. Fachbereich 20 - Zentrale Aufgaben • Probenentnahmen und Feldmessungen (ohne Messungen und Probenentnahmen im Rahmen der Radonberatung) u. a. Probenentnahmen aus Fließgewässern, Messung der nuklidspezifischen Gammaortsdosisleistung • Organisation und Logistik für die von externen Probenehmern gewonnenen und dem Geschäftsbereich 2 zu übergebenden Proben. Betrieb der Landesdatenzentrale und der Datenbank zur Umweltradioaktivität im Freistaat Sachsen • Unterstützung der beiden Landesmessstellen bei der Einführung und Pflege radiochemischer Verfahren Fachbereiche 21, 22 - Erste und Zweite Landesmessstelle für Umweltradioaktivität Laboranalysen • nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz • zur Überwachung der Wismut-Standorte • zur Überwachung des Forschungsstandort Rossendorf • zur Überwachung der Altstandorte des Uranbergbaus • zur Lebensmittelüberwachung • zu den aufsichtlichen Kontrolltätigkeiten des Sächsischen Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft u. a. in den Medien Wasser, Boden, Luft, Nahrungs- und Futtermittel. Analysierte Parameter: u. a. gamma- und alphastrahlende Radionuklide (z. B. Cäsium-137, Cobalt-60, Kalium-40, Uran-238); Strontium-90; Radium-226 und Radium-228). Fachbereich 23 - Immissionsmessungen Kontinuierliche Überwachung der Luftqualität durch Betrieb des stationären Luftmessnetzes des Freistaates (Online-Betrieb von 30 stationären Messstationen mit Übergabe der Messdaten ins Internet): • Laufende Messung der Luftgüteparameter SO2, NOx, Ozon, Benzol, Toluol, Xylole, Schwebstaub, Ruß • Gewinnung meteorologischer Daten zur Einschätzung der Luftgüteparameter • Sammlung von Schwebstaub (PM 10- und PM 2,5-Fraktionen) und Sedimentationsstaub zur analytischen Bestimmung von Schwermetallen, polyzyklischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und Ruß • Absicherung der Messdatenverarbeitung und Kommunikation • Betreiben einer Messnetzzentrale, Plausibilitätskontrolle der Daten und deren Übergabe an das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und an die Öffentlichkeit • Absicherung und Überwachung der vorgegebenen Qualitätsstandards bei den Messungen durch den Betrieb eines Referenz- und Kalibrierlabors • Sicherung der Verfügbarkeit aller Messdaten zu > 95% • Weiterentwicklung des Luftmessnetzes entsprechend den gesetzlichen Anforderungen • Betreuung eines Depositionsmessnetzes (Niederschlag) mit zehn Messstellen • Betrieb von drei verkehrsnahen Sondermessstellen an hoch belasteten Straßen • Durchführung von Sondermessungen mit Immissionsmesswagen und mobilen Containern • Betrieb von Partikelmesssystemen im Submikronbereich (Zählung ultrafeiner Partikel) in Dresden • Betrieb von Verkehrszähleinrichtungen und Übernahmen dieser Verkehrszähldaten sowie von Pegelmessstellen der Städte in den Datenbestand des Luftmessnetzes Fachbereich 24 - Emissionsmessungen, Referenz- und Kalibrierlabor Der Fachbereich befasst sich mit der Durchführung von Emissionsmessungen an ausgewählten Anlagen aus besonderem Anlass im Auftrag des LfULG. Beispiele: • Emissionsmessungen an Blockheizkraftwerken in der Landwirtschaft (Geruch, Stickoxide, Gesamtkohlenstoff und Formaldehyd). • Ermittlung der Stickstoff-Deposition aus Tierhaltungsanlagen für Geflügel und Rinder (Emissionsmessungen von Ammoniak, Lachgas, Methan, Wasser, Kohlendioxid, Feuchte, Temperatur und Luftströmung , Ammoniak-Immissionsmessung mit DOAS-Trassenmesssystem). • Untersuchung von Emissionen aus holzgefeuerten Kleinfeuerungsanlagen zur Abschätzung von Auswirkungen der novellierten 1. BImSchV. • Unterstützung des LfULG bei der Überwachung bekannt gegebener Messstellen nach § 26 BImSchG.

Mobilization and transfer of heavy metals, including radionuclides, by mycorrhizas

Mycorrhizal communities at different locations in the former uranium mining area Ronneburg (Thuringia) were analysed, using molecular methods for the identification of mycorrhizal fungi. Strains of the ectomycorrhizal fungus Amanita muscaria were isolated from the former mining area and are now tested for their heavy metal tolerance.

Altstandorte des Uranbergbaus

Die Überwachung der anlagenbezogenen Radioaktivität umfasst neben den Standorten der Wismut auch sog. Altstandorte. Diese wurden vor 1960 aus dem Eigentum der Wismut in zumeist kommunales Eigentum entlassen und fallen demzufolge nicht unter das Sanierungsprogramm der Wismut GmbH. Folgende Standorte von ehemaligen Industriellen Absetzanlagen (IAA) werden diesbezüglich im Rahmen eines Monitorings überwacht: Altstandort Zobes (1. Landesmessstelle); Johanngeorgenstadt, Schneckenstein, Dänkritz II, Oberschlema und Hakenkrümme (2. Landesmessstelle) An einigen Altstandorten wird der Radongehalt in der Freiluft überwacht (2. Landesmessstelle).

Reaktiver Transport von Haldensickerwasser in teilgesättigten quartären (pleistozänen/holozänen) Talsedimenten

Im Ronneburger Revier (Ostthüringen) fand von 1952-1990 die weltweit größte Urangewinnung aus Schwarzpeliten statt. Die derzeit vom Halden-Sickerwasser der Nordhalde, später vom austretenden Flutungswasser des gefluteten unterirdischen Grubengebäudes durchströmten Talsedimente des Gessentales stellen nach den seit August 1997 laufenden Voruntersuchungen eine Senke für Schwermetalle/Radionuklide dar. Die Fällungsprozesse und die Randbedingungen für diese Senkenfunktion sind bisher nicht bekannt. Noch in diesem Jahr werden über 100 Sondierungsbohrungen (Schlagbohrverfahren) von Seiten der Wismut GmbH im Gessental durchgeführt, woraus sich eine exzellente Probenentnahmemöglichkeit ergibt. Mit dem beantragten Forschungsprojekt sollen die sedimentologischen und hydraulischen Bedingungen und hydrogeochemischen (und mikrobiologischen Prozesse im Sicker- und Grundwasserpfad der quartären Talsedimente unter besonderer Berücksichtigung des Verhaltens von Uran erfasst werden. Hierzu sind sowohl Gelände- (Infiltrationstests, Pumpversuche, evtl. Tracertests) als auch Laborexperimente (Säulenversuche) vorgesehen. Die Kenntnisse sollen genutzt werden, um Teilprozesse des Systems zu modellieren (hydraulische und thermodynamische Gleichgewichtsmodelle), die für die Demobilisierung der Schwermetalle/Radionuklide wichtig sind. Die Ergebnisse stellen die Voraussetzung für eine fundierte Prognose über die Entwicklung der Stoffausträge aus dem Gessentaler Fließsystem und für die Stoffdynamik natürlicher Systeme dar.

Sanierungsbetriebe der Wismut GmbH

An den Standorten des ehemaligen Uranerzbergbaus erfolgt die Kontrolle der Eigenüberwachung der Wismut GmbH, d.h.: - Programme zur Immissions- und Emissionsüberwachung (Basisprogramm sowie sanierungsbegleitendes Programm) sowie laboranalytische Überwachung der Wismut-Standorte - Externe Qualitätssicherung durch Durchführung von Vergleichsmessungen an realen Wässern von Einleitstellen (Stichtagsbeprobungen).

Wasseranalytik

Das Aufgabengebiet der " Wasseranalytik" umfasst die Untersuchung der Anionen, Nährstoffe und summarischen Kenngrößen, organischen Spurenstoff- und Metallanalytik und beinhaltet folgende Leistungsschwerpunkte: - Probenahme Oberflächenwasserproben - Fließgewässeruntersuchungen - Grundwasseruntersuchungen - Untersuchungen der Wochenmischproben aus den fünf Gewässergütemessstationen - Standgewässeruntersuchungen - Untersuchungen von Bodensickerwasser (LfULG) u.a. im Rahmen der Überwachung von Altstandorten des Uranbergbaus (WISMUT) sowie - Untersuchung von Sonderproben während außergewöhnlicher Gewässersituationen in der Elbe inkl. täglicher Rufbereitschaft im Rahmen des internationalen Warn- und Alarmplanes der Elbe. Die organischen Spurenstoff- und Metallanalytik basiert auf hochwertiger Analysentechnik (GC-MS/HPLC-MS: Organik, ICP/MS: Metallanalytik)

Braunkohlebergbau, Untertagebergbau

Braunkohlebergbau: - Grundsatzfragen des aktiven Braunkohlenbergbaues und des Sanierungsbergbaues - Zulassung von Betriebsplänen "Folgen des Grundwasserwiederanstiegs" (ZVB GWW) - Zulassung von Betriebsplänen im aktiven Braunkohlenbergbau und in der Braunkohlensanierung - Abfallrechtliche Genehmigungen, genehmigungsbedürftige Anlagen nach BImSchG Untertagebergbau: - Sanierung im Uranerzbergbau - Untertägiger Bergbau - Besucherbergwerke - Zulassung geothermischer Anlagen - Zulassung von Bohrungen

Umgebungsüberwachung Wismut

Emissions- und Immissionsüberwachung der Sanierungsbetriebe des ehemaligen Uranbergbaus (Wismut GmbH) sowie Dokumentation der Ergebnisse in Halbjahres- und Jahresberichten

Menschlicher Einfluss kann natürliche Umweltradioaktivität erhöhen

Menschlicher Einfluss kann natürliche Umweltradioaktivität erhöhen Die wesentliche Quelle der natürlichen Strahlenexposition sind die in der Erdrinde enthaltenen Radionuklide der Zerfallsreihen des Uran -238, Uran -235 und des Thorium-232. Vor allem durch den Bergbau, aber auch bei der Verarbeitung von Rohstoffen können diese Radionuklide in erhöhten Konzentrationen in die Umwelt gelangen. Für den Bereich der radioaktiven Hinterlassenschaften gibt es im Strahlenschutzgesetz Festlegungen zu Verantwortlichkeiten und notwendigen Maßnahmen. Rekultivierte Bergehalde des Uranerzbergbaus In der Erdrinde sind Radionuklide der Zerfallsreihen des Uran -238, Uran -235 und des Thorium-232 enthalten. Sie sind die wesentliche Quelle der natürlichen Strahlenexposition und können vor allem durch den Bergbau, aber auch bei der Verarbeitung von Rohstoffen in erhöhten Konzentrationen in die Umwelt gelangen. Bei industriellen Rückständen wurde dem Strahlenschutz bereits seit 2001 auf der Grundlage der Strahlenschutzverordnung ( StrlSchV ) und seit 2017 aufgrund des Strahlenschutzgesetzes von vornherein Rechnung getragen. Für Altlasten können nur nachträglich Strahlenschutzmaßnahmen ergriffen werden. Vorkommen Erze weisen erhöhte Gehalte an Radionukliden auf - insbesondere das Uranerz. Zu nennen sind hier vor allem die Uranerzvorkommen in Sachsen und Thüringen, aber auch die Vorkommen von Silber, Kupfer, Zinn und anderen Wertstoffen in bestimmten Regionen Deutschlands, wie zum Beispiel dem Erzgebirge. Andere Rohstoffe mit erhöhten Gehalten an natürlichen Radionukliden , wie beispielsweise Bauxit und Phosphaterze, wurden in großen Mengen importiert. Anreicherung in Rückständen aus Aufbereitung und Verarbeitung Werden Rohstoffe mit erhöhten Gehalten an natürlichen Radionukliden aufbereitet und verarbeitet, können diese Radionuklide in den Rückständen angereichert werden - zum Beispiel in Schlämmen, Schlacken, Stäuben, Aschen, Inkrustationen. Sie können so Konzentrationen erreichen, die gegenüber dem geogenen Niveau erheblich erhöht sind und somit aus der Sicht des Strahlenschutzes nicht mehr außer Acht gelassen werden können. Radioaktive Hinterlassenschaften Blick von einer rekultivierten Hinterlassenschaft des Uranerzbergbaus. Diese Bergehalden können nah bis an Wohngebiete reichen. In der Vergangenheit wurden solche Rückstände in Unkenntnis, zum Teil auch unter Missachtung der darin enthaltenen erhöhten Radioaktivität , auf Halden und in Rückstandsbecken deponiert oder auch weiter verwertet. Durch Sickerwasser, aber auch durch Unfälle, wie zum Beispiel bei Dammbrüchen von Rückstandsbecken, können Radionuklide in gelöster Form oder feste Rückstände freigesetzt und im ungünstigsten Fall in Flusssedimenten oder Auenböden abgelagert worden sein. Teilweise wurden ehemalige Industriestandorte mit radioaktiven Hinterlassenschaften neu bebaut. In Abhängigkeit von den Standort- und Nutzungsbedingungen können als Folge solcher Hinterlassenschaften im Einzelfall Strahlenexpositionen entstehen, die nachträglich Schutzmaßnahmen erfordern. Für den Bereich der radioaktiven Hinterlassenschaften gibt es mit dem aktuellen Strahlenschutzgesetz erstmals Festlegungen zu radioaktiven Altlasten, die Verantwortlichkeiten und notwendige Maßnahmen regeln. Stand: 08.07.2024

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