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  Kurzfassung des Abschlussberichts zum Forschungsvorhaben StSch 4324, Jahr 2005

"Untersuchungen zum Verhalten von RadiocĂ€sium in Wildschweinen und anderen Biomedien des Waldes"                

 Forschungsberichte sind als PDF-file verfĂŒgbar unter: Downloads

Ergebnisse

In diesem Forschungsvorhaben wurden von 2001 bis 2004 die Ursachen fĂŒr die vergleichs- weise hohe Cs-137 AktivitĂ€t von Wildbret, insbesondere von Wildschweinen, in Teilen des Bayerischen Waldes (Untersuchungsgebiet s. Abbildung 1), die durch den Tschernobyl-Fallout besonders betroffen sind, detailliert aufgeklĂ€rt. Ein wesentliches Ziel des Forschungs- vorhabens war die Entwicklung eines dynamischen radioökologischen Modells, das den bisherigen Zeitverlauf der Kontamination von Rehen, Rothirschen und Wildschweinen beschreibt und den weiteren Verlauf prognostiziert. Die Zusammensetzung der Nahrung von Wildschweinen und Rothirschen wurde durch Mageninhaltsanalysen bestimmt, die relevanten Nahrungskomponenten dann im Untersuchungsgebiet beprobt und deren Cs-137 AktivitĂ€t ermittelt.

 

Abb. 1: lage des Untersuchungsgebietes im Bayerischen Wald

 

Insgesamt wurden im Untersuchungsgebiet 20 Bodenprofile bis 20-30 cm Tiefe volumenecht entnommen. Es zeigt sich, dass der grĂ¶ĂŸte Teil der AktivitĂ€t nicht mehr in der Humusauflage ist, wie in den 80er und 90er Jahren, sondern in dem ca. 8 cm umfassenden Bereich zwischen der unteren Humusauflage und dem oberen Mineralboden. Inzwischen enthalten auf der DauerprobeflĂ€che B1 die obersten 2 cm des Bodens mit 1,4% fast gleich viel AktivitĂ€t wie die 28-30 cm Schicht mit 1,2%.

FĂŒr die mathematische Beschreibung der Tiefenverteilung von Cs-137 im Waldboden wurde ein radioökologisches Modell entwickelt, das den Boden in ĂŒbereinander liegende 2 cm Kompartimente einteilt, in denen die Migration, Fixierung und Desorption von Cs-137 stattfindet. Diese Prozesse werden durch ein System von Differenzialgleichungen beschrieben. Die mittlere Abweichung der Modelldaten von den Messdaten betrĂ€gt 0,77%.

Bei allen untersuchten Pflanzenarten nahm die Cs-137 AktivitĂ€t von 1987 bis 2004 deutlich ab, bei den meisten Arten setzte sich der seit 1995 bestehende Trend zu einer langsameren AktivitĂ€tsabnahme fort. Viele Pflanzenarten hatten mittlere Cs-137 Gehalte in den BlĂ€ttern von unter 1.000 Bq/kg Frischsubstanz (FS), nur wenige Arten, wie Dornfarn und Heidelbeere, wiesen höhere AktivitĂ€ten auf. Bei den oberirdischen Fruchtkörpern von Pilzen variierte die Kontamination von durchschnittlich 24 Bq Cs-137/kg bei Parasol bis rund 2.800 Bq Cs-137/kg bei Maronenröhrlingen. Dagegen ĂŒbertraf die Kontamination von HirschtrĂŒffeln, mit durchschnittlich 26.800 Bq Cs-137/kg, alle anderen potenziellen Nahrungsbestandteile der Wildschweine, um ein Vielfaches.

Es wurden die Nahrungsbestandteile von 37 RothirschmĂ€gen und 70 WildschweinmĂ€gen ermittelt. Bei den Mageninhaltsanalysen von Rothirschen stellten GrĂ€ser, die mit 29 Arten vertreten waren, mit 60,2% die mit Abstand wichtigste Gruppe und wurden in allen MĂ€gen nachgewiesen. Das Nahrungsspektrum der Wildschweine war wesentlich differenzierter. Die untersuchten WildschweinmĂ€gen enthielten rund 20% GrĂ€ser, FrĂŒchte und Bestand-teile aus FĂŒtterungen zu je 17%, KrĂ€uter 13%, Wurzeln 12% und Boden 11%. Pilze machten 7,6% aus, wovon 5,5% auf HirschtrĂŒffeln entfielen. WĂ€hrend der Buchenmast 2003 enthielten die MĂ€gen mehrere Monate lang vorwiegend Bucheckern.

Die Cs-137 AktivitĂ€t von Rothirschen nahm von 1986-2004 hoch signifikant ab (n=205, P<0,0001). Messwerte ĂŒber 1000 Bq/kg kommen bereits seit 1994 nicht mehr vor, 2003 lag kein Messwert ĂŒber 500 Bq/kg. Von April 1987 bis April 2004 betrĂ€gt die effektive Halbwertszeit fĂŒr Cs-137 in Rothirschen 4,6 Jahre. TrendmĂ€ĂŸig werden Rothirsche in den nĂ€chsten Jahren nur noch vereinzelt ĂŒber 600 Bq Cs-137/kg aufweisen.

Im Muskelfleisch von Rehen variierte die Cs-137 AktivitĂ€t in jedem Untersuchungsjahr ausgesprochen saisonal, mit niedrigen Werten im FrĂŒhjahr und deutlich höheren Werten im Herbst. FĂŒr den gesamten Untersuchungszeitraum, von 1987-2004, ergibt sich fĂŒr Cs-137 in Rehen (n=1.663) eine effektive Halbwertszeit von 6,9 Jahren (P<0,0001). Die mathe-matische AbschĂ€tzung des weiteren Verlaufs der 137Cs Kontamination von Rehwild ergibt, dass ab dem Jahr 2017 etwa 95% der erlegten Tiere weniger als 600 Bq/kg GesamtcĂ€sium haben werden.

Die Cs-137 Kontamination von Wildschweinen nahm von 1987 bis 2004, mit einer Verdoppelungszeit von 78 Jahren, statistisch nicht signifikant, zu. Die mittlere Kontamination betrug 2004 rund 6.710 Bq/kg (n=91), 1988 war es 4.810 Bq/kg (n=34) in der Frischsubstanz. Als bedeutendste Kontaminationsquelle fĂŒr Wildschweine mĂŒssen unterirdisch wachsende HirschtrĂŒffeln angesehen werden, die mit rund 82% den mit Abstand grĂ¶ĂŸten Beitrag am       Cs-137 Input leisten. Bei Wildschweinen im Untersuchungs-gebiet kann auch in den kommenden zwei Jahrzehnten nicht mit dem RĂŒckgang der Cs-Kontamination gerechnet werden. Lediglich wĂ€hrend so genannter Mastjahre ist mit weniger als 600 Bq/kg kontaminiertem Wildschweinfleisch zu rechnen. Es wird empfohlen, grundsĂ€tzlich jedes erlegte Wildschwein aus dem Untersuchungsgebiet auf die137Cs AktivitĂ€t messen zu lassen.

Die entwickelten radioökologischen Modelle ermöglichen die AbschĂ€tzung der Cs-137 Kontamination von Rehen, Rothirschen und Wildschweinen. Die Modelle enthalten eine detaillierte Beschreibung der Dynamik von Cs-137 in den wesentlichen Kompartimenten Boden und Pflanzen und die Modellierung der qualitativen und quantitativen Nahrungs-aufnahme von Reh, Rothirsch und Wildschwein. Die FlĂŒsse zwischen den Komparti-menten werden durch ein System von Differenzialgleichungen beschrieben.

Der Verlauf der Cs-137 AktivitÀt im untersuchten Waldökosystem wird in den nÀchsten Jahrzehnten besonders von der Migration des Nuklids im Waldboden abhÀngen. Setzt sich der festgestellte Trend, eine zwar langsame, aber doch kontinuierliche Wanderung des Nuklids in tiefere Mineralbodenschichten fort, so wird auch die Cs-137 AktivitÀt in den relativ hoch kontaminierten Wildschweinen und in vielen Pilzarten langsam abnehmen.

 

 

AktivitÀtsbestimmung
Die AktivitĂ€tsmessungen der Proben wurden im Isotopenlaboratorium fĂŒr biologische und medizinische Forschung der UniversitĂ€t Göttingen durchgefĂŒhrt, seit 2000 im Labor fĂŒr Radioisotope (LARI) am Institut fĂŒr Forstbotanik der UniversitĂ€t Göttingen.

Im Auftrag des Bundesministeriums fĂŒr Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit.
Der Text gibt die Auffassung und Meinung des Auftragnehmers wieder und muss nicht mit der des Bundesumweltministeriums ĂŒbereinstimmen.
Die Arbeiten wurden mit Mitteln des Bundesministeriums fĂŒr Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheitfinanziert.