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MURSYS - Nord- und Ostsee

   
 
 

Radioaktivität

 

Vorhandene Berichte :    Oktober 2009   

Okt.
2009

  Helsinki Commission (HELCOM)

(http://www.helcom.fi/)

HELCOM-Gutachten: Radioaktivität in der Ostsee von 1999 - 2006

(HELCOM, 2009 Radioactivity in the Baltic Sea, 1999-2006, HELCOM thematic assessment, Balt.Sea Environ. Proc. No. 117)

In diesem Bericht werden die Ergebnisse des HELCOM Projektes zur Überwachung radioaktiver Substanzen in der Ostsee (MORS-PRO, Monitoring of Radioactive Substances) während der Jahre 1999 bis 2006 dargestellt. Es gibt in der marinen Umwelt eine Reihe natürlich vorkommender Radionuklide (ein Kubikmeter Seewasser von 35 PSU Salzgehalt enthält 1000 Bq 3H, 4 Bq 14C, 40 Bq 238U, 4 Bq 226Ra, 4 Bq 210Po und 12.000 Bq 40K). Hinzu kommen durch den Menschen produzierte künstliche Radionuklide. Hier sind vorrangig 137Cs und 90Sr zu nennen, die besonders von Bedeutung sind, da sie sich wegen der chemischen Ähnlichkeit zu Calcium und Kalium besonders leicht in der Nahrungskette anreichern. Weitere bedeutende künstliche Radionuklide sind 239,240Pu und 99Tc sowie 3H.

Die Hauptquelle künstlicher radioaktiver Substanzen in der Ostsee ist der Unfall im Atomkraftwerk von Tschernobyl 1986. Die wesentlichen Beiträge stammen von den Radionukliden 137Cs und 134Cs. Der Gesamteintrag von 137Cs aus dem Tschernobyl-Unfall beträgt geschätzte 4.700 TBq, der Eintrag über die Flüsse wird davon auf 300 TBq geschätzt, das wären 6 - 7 % des Gesamteintrags. Für 90Sr wird der entsprechende Eintrag in die Ostsee auf 80 TBq geschätzt.
An zweiter Stelle der Quellen zu nennen ist der globale Fallout als Folge der atmospärischen Nuklearwaffentests aus der Zeit Ende der 50er und Anfang der 60er Jahre. In den späten 90er Jahren wurden die dadurch in die Ostsee eingetragenen Mengen der beiden vorrangig abgegebenen Radionuklide 137Cs und 90Sr auf zerfallskorrigiert 800 bzw. 500 TBq geschätzt.
Die entsprechenden zerfallskorrigierten Eintragsmengen für 137Cs und 90Sr aus den westeuropäischen Wiederaufbereitungsanlagen (Sellafield, UK; La Hague, F) betrugen 250 TBq bzw. 40 TBq.
Insgesamt liegen die Hauptquellen für 137Cs im Fallout von Tschernobyl (82 %) sowie in den Atomwaffentests (14 %), für 90Sr liegt der Anteil am Fallout aus den Atomwaffentests höher (81 %), während der Anteil aus dem Tschernobyl-Fallout kleiner ist (13 %).
Aus den Kernkraftwerken und Versuchsreaktoren wird vorrangig das Radionuklid 3H (Tritium) abgegeben, in der Ostseeregion beläuft sich der Gesamtausstoß auf 3.200 TBq.

Der Gehalt an Radionukliden im Seewasser der Ostsee wird seit dem Tschernobyl-Unfall klar dominiert von 137Cs (Abbildung 1). Noch 20 Jahre nach dem Unfall gilt die Ostsee als das am meisten mit 137Cs kontaminierte Gebiet des Weltozeans. Die höchsten Konzentrationen während des Berichtszeitraums wurden in der zentralen Ostsee und in der Bottensee gefunden, mit generell sinkender Tendenz. In der Bottensee sanken die Konzentrationen im Oberflächenwasser zwischen 1999 und 2006 von 82 auf 49 Bq/, in der zentralen Ostsee entsprechend von 69 auf 47 Bq/ und in der westlichen Ostsee von 53 auf 31 Bq/. Im Finnischen Meerbusen und der Bottenwiek lagen die Werte bei 37 Bq/. Insgesamt bestand zwischen den am meisten und am wenigsten kontaminierten Gebieten der Ostsee im Jahr 2006 der Faktor 1,5.
Es wird geschätzt, dass der Zielwert von 15 Bq/ aus der Zeit vor dem Tschernobylunfall zwischen 2020 und 2030 erreicht werden wird.
Die vertikale Verteilung der Radionuklide in der Wassersäule wird beeinflusst von physikalischen und biologischen Prozessen, wobei besonders in tieferen Gebieten der Ostsee der vertikale Wasseraustausch durch Schichtung behindert wird, während in flachen Gebieten der Austausch zwischen Boden- und Oberflächenwasser effektiver ist. So liegt das Konzentrationsverhältnis von Oberflächen- zu bodennahen Werten in der zentralen Ostsee bei 1,3 und in der Bottenwiek und im Finnischen Meerbusen bei 0,8. Die neuesten Berechnungen zum Gesamtinventar des Ostseewassers an 137Cs gehen von 870 TBq für das Jahr 2006 aus.
Für 90Sr variierten die Konzentrationen im Oberflächenwasser der Ostsee zwischen 1999 und 2006 von 5 bis 15 Bq/ bei einem Gesamtinventar von rund 200 TBq im Jahr 2006.
Die Konzentrationen für 239,240Pu lagen bei sehr niedrigen 1 bis 10 mBq/.
99Tc, das aus der Wiederaufbereitungsanlage in Sellafield über die Nordsee in die Ostsee gelangt, wurde nur zwischen Kattegat und Bornholmbecken gemessen und erreichte Werte von 0,04 bis 3 Bq/, mit höchsten Werten im Kattegat, bei deutlich abnehmender Tendenz.
Für 3H wurden für die Jahre 1999 und 2000 im Oberflächenwasser der Ostsee Werte von 1.000 bis 2.000 Bq/ berichtet.

Die Gehalte an künstlichen Radionukliden in den Sedimenten der Ostsee hat sich in den Jahren 1999 bis 2006 nicht wesentlich verändert. Die Gesamtaktivität von 137Cs in den Sedimenten der Ostsee lagen Anfang der 2000er bei 2.100 bis 2.400 TBq und damit um 8 bis 9 mal höher als Anfang der 1980er, zur Zeit vor dem Tschernobylunfall. Zwischen den untersuchten Stationen bestanden erhebliche Unterschiede, bedingt durch den sehr variablen Eintrag als auch durch die Sedimentbeschaffenheit. Die höchsten Aktivitäten fanden sich im Sediment des Bottnischen Meerbusens und des östlichen Finnischen Meerbusens. Dies ist bedingt durch die hohe Deposition aus dem Tschernobyl Fallout in diesen Gebieten, durch die starke Neigung von 137Cs, sich an Sedimentpartikel in Brachwassermilieu zu binden sowie die hohen Sedimentakkumulationsraten in diesen Bereichen. (Abbildung 2).
Für 90Sr wurden im Berichtszeitraum nur wenig Daten erhoben, die Konzentrationen lagen zwischen 0,1 und 73,8 Bq/kg d.w. (Bequerel pro kg Trockengewicht) bei einer geschätzten Gesamtmenge für die Ostseesedimente von 26 TBq.
Beim 99Tc variierten die Konzentrationen in den oberen Sedimentschichten (0 - 10 cm) zwischen 0,04 und 1,30 Bq/kg d.w..
Bei den Daten der Transurane ergaben sich für 239,240Pu Aktivitäten entsprechend zwischen 0,01 und 14,1 Bq/kg d.w. bei einer geschätzten Gesamtmenge im Ostseesediment von 15,3 TBq. Für 241Am wurden Konzentrationen zwischen 0,08 und 4,80 Bq/kg d.w. berichtet.

Einen großen Anteil an der Radioaktivität der Ostsee haben die natürlich vorkommenden Radionuklide. 40K Konzentrationen im Oberflächensediment (0 - 10 cm) der Ostsee variierten zwischen 200 und 1.400 Bq/kg d.w., für 226Ra betrugen sie 10 bis 100 Bq/kg d.w. und für 232Th (in 0 - 30 cm) lagen sie zwischen 10 und 50 Bq/kg d.w.. Grobe Schätzungen zum Gesamtinventar in den obersten 10 cm des Sediments der Ostsee ergaben für 40K rund 500 TBq, für 226Ra 420 TBq.

Im Rahmen der Untersuchungen zu Radionukliden in Biota zeigte sich während des Beobachtungszeitraumes, dass 137Cs aus dem Tschernobylunfall hinsichtlich der Aktivitätskonzentration das dominierende künstliche Radionuklid in Ostseefischen blieb, bei langsam abnehmender Tendenz. Gegen Ende des Untersuchungszeitraums wurden in marinen Rundfischen (Kabeljau, Hering, Wittling) aus verschiedenen Ostseebecken Mittelwerte von 1 bis 10 Bq/kg Nassgewicht gefunden. Die Werte stiegen vom Kattegat über die Beltsee zu den südöstlichen Ostseegebieten, in der Bottenwiek und Bottensee waren die Werte am höchsten. Bei Plattfischen aus der westlichen und südlichen Ostsee wurden geringere Werte von im Mittel unter 8 Bq/kg Nassgewicht ermittelt.
Für den Süßwasserfisch Hecht aus finnischen Küstengebieten wurden aufgrund eines höheren Anreicherungsfaktors Werte von 10 bis 25 Bq/kg Nassgewicht ermittelt. Die Aktivitätskonzentrationen von 90Sr beim Hecht waren rund 200fach geringer als für 137Cs und lagen zwischen 0,02 bis 0,03 Bq/kg Nassgewicht.
Fucus vesiculosus, der Blasentang, der in der gesamten Ostsee beprobt werden kann, ist aufgrund seiner Akkumulationseigenschaften ein guter Indikator für Radionuklide. Untersuchungen in sieben Ostseebecken zeigten einen leicht abnehmenden Trend für 137Cs. Gegen Ende des Untersuchungszeitraumes lagen die Aktivitätskonzentrationen im Kattegat bei 5 Bq/kg Trockengewicht, in der Beltsee bei 7 und in den östlichen und nördlichen Becken bei 20 Bq/kg Trockengewicht.

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Abbildung 1: 137Cs-Konzentrationen (Bq/) im Oberflächenwasser (Probenentnahmetiefe <=10 m) als Jahresmittelwerte pro Ostseebecken. Die Zielwerte wurden aus den Konzentrationsmittelwerten aus der Zeit vor dem Tschernobyl Unfall (1984 - 1985) errechnet. (Hinweis: Skalen in den Graphiken sind logarithmisch)
Quelle: National Land Survey, Finland, 81/MYY/07 – Finnish Environment Institute, SYKE, Finland 2009

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Abbildung 2: Gesamtmenge an 137Cs (Bq/) an verschiedenen Probenahmestationen in der Ostsee in den späten 1990er und zu Beginn der 2000er Jahre
(im oben angegebenen Balt. Sea Environ. Proc. No. 117 zitiert aus:
Ilus et al. 2007, in: HELCOM (2007) Long-lived radionuclides in the seabed of the Baltic Sea. Balt. Sea Environ. Proc. No. 110:1-41)

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Abbildung 3: 137Cs-Aktivitätskonzentrationen (Bq/kg Nassgewicht) in Muskelfleisch vom Hering von 1984 bis 2006, als Jahresmittelwerte pro Ostseebecken. Die Zielwerte wurden aus den Mittelwerten der Aktivitätskonzentrations aus der Zeit vor dem Tschernobyl Unfall (1984 - 1985) errechnet.
Quelle: Finnish Environment Institute, SYKE

Der HELCOM-Bericht Balt.Sea Environ. Proc. No. 117 (in Englisch) ist im Internet zu finden unter:
(http://www.helcom.fi/stc/files/Publications/Proceedings/bsep117.pdf)

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 © 2017 Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Aktualisiert am: 01.02.2010 13:50:46  
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