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Radioaktivität des Meeres

   
 
 

In der Nordsee nahm in den letzten Jahren die Konzentration der meisten künstlichen Radionuklide ab, während in der Ostsee heute noch höhere Konzentrationen des Nuklids Cs-137 (Caesium-137) zu messen sind, als vor dem Reaktorunfall von Tschernobyl im Jahre 1986, inzwischen aber auch mit deutlich abnehmender Tendenz. Im Vergleich zu der Konzentration der natürlichen Radionuklide im Meer liegen die Konzentrationen der künstlichen Radionuklide extrem niedrig, so dass eine Gefährdung von Flora und Fauna oder eine gesundheitliche Beeinträchtigung der Bevölkerung durch den Verzehr von Fisch oder anderen Meeresprodukten nicht zu befürchten ist.

Seit 1961 untersucht das DHI/BSH die Meeresumwelt auf künstliche Radioaktivität. Seit 1969 wird dabei die Nordsee, seit 1977 die Ostsee zeitlich und räumlich systematisch auf künstliche Radionuklide überwacht. Von Zeit zu Zeit wurden auch Untersuchungen in der gesamten Nord- oder Ostsee, im Nordostatlantik oder im Europäischen Nordmeer (Norwegische See, Grönlandsee, Barentssee) durchgeführt.

Das Meer wird sowohl durch ein kontinuierlich messendes Radioaktivitäts-Messnetz als auch durch nuklidspezifische Untersuchungen des Meerwassers, Schwebstoffes und Sedimentes mit Forschungsschiffen überwacht. Cs-137 nimmt dabei unter den künstlichen Radionukliden eine Sonderstellung ein, weil es als langlebiges Radionuklid mit einer Halbwertszeit von 30 Jahren häufig als Leitnuklid im Meerwasser verwendet wird und im Meer das dosisrelevanteste Radionuklid darstellt. Es wird mit den Meeresströmungen über weite Strecken verfrachtet und trägt zur Kontamination der Nahrungskette des Meeres wesentlich bei.

Die atmosphärischen Nuklearwaffentests in den fünfziger und sechziger Jahren führten zu einer globalen Kontamination, vor allem der Nordhalbkugel, durch Falloutnuklide. Im Meeresbereich werden die langlebigen Radionuklide Tritium (H-3), Strontium-90 (Sr-90), Caesium-137 (Cs-137), die Plutoniumisotope Pu-239, Pu-240, Pu-238, Pu-241 und Americium-241 (Am-241) aus dieser Quelle nachgewiesen. Nach Beendigung der atmosphärischen Tests der Großmächte Anfang der sechziger Jahre nahm die Konzentration künstlicher Radionuklide im Meerwasser ständig ab. Ein in den Jahren 1970/71 beobachteter erneuter Anstieg der Aktivitätskonzentration von Cs-137 in der Nordsee war auf die Ableitungen radioaktiver Abwässer der nuklearen Wiederaufarbeitungsanlagen in Sellafield (damals: Windscale) an der Irischen See und La Hague im Englischen Kanal zurückzuführen. Die Einleitungen aus der Anlage Sellafield lagen für fast alle Radionuklide erheblich über denjenigen aus La Hague. Seit 1980 und im stärkeren Maße seit 1985 nahm die Zufuhr an Cs-137 und anderen Radionukliden durch drastische Reduzierung der radioaktiven Einleitungen in Sellafield ab, so dass auch die Konzentration von Cs-137 im Wasser der Nordsee mit der entsprechenden Zeitverzögerung deutlich kleinere Werte annahm. Durch die langjährige Beobachtung der Aktivitätsverteilung war es auch möglich, Transportzeiten der kontaminierten Wassermassen aus der Irischen See in die Nordsee, Ostsee, Barentssee oder Grönlandsee abzuschätzen. Eine Simulation der Verdriftung von Cs-137 wurde im Rahmen des Kara See-Projektes durchgeführt.

In die Ostsee wurde das kontaminierte Salzwasser aus der Nordsee entsprechend dem Wasseraustausch zwischen diesen beiden Meeren verfrachtet, so dass bis in den Bottnischen bzw. Finnischen Meerbusen die Konzentration an Cs-137 entsprechend dem abnehmenden Salzgehalt abnahm.- Bis zum Jahr 1986 war das Inventar an künstlicher Radioaktivität in der Ostsee vom Fallout und dem Einfluss von Sellafield bestimmt.

Der Reaktorunfall von Tschernobyl im Mai 1986 änderte das Inventar an künstlicher Radioaktivität auch in Nord- und Ostsee, bzw. Europäische Nordmeer. Hierbei war der Eintrag durch Tschernobyl an seinem charakteristischen Aktivitätsverhältnis Cs-134/Cs-137 (am 1. Mai 1986 Cs-134/Cs-137 = 0,54) von den anderen Quellen zu unterscheiden. Der Eintrag von Sr-90 durch Tschernobyl spielte dagegen nur eine untergeordnete Rolle. Längerfristig ist nur Cs-137 für Betrachtungen der Strahlenexposition von Bedeutung. Die höchsten Einträge durch den Tschernobyl-Fallout fanden im Bottnischen Meerbusen statt. Auch heute noch weisen die Konzentrationen an Cs-137 höhere Werte in der gesamten Ostsee auf als vor dem Unfall.

Bei den Sedimentuntersuchungen lässt sich generell feststellen, dass die Oberflächensedimente der Ostsee höhere spezifische Aktivitäten aufweisen als diejenigen der Nordsee. Dies beruht einerseits auf der gegenüber der Nordsee geringeren Turbulenz des Wassers und damit dem höheren Anteil an feinkörnigem Material, aber auch an der ursprünglich höheren Konzentration im Wasser. Die spezifische Aktivität für Cs-137 liegt in den Sedimenten aus den Küstengebieten der Nordsee bei Werten bis zu 20 Bq/kg Trockenmasse. Die Sedimente der westlichen Ostsee weisen spezifische Aktivitäten zwischen 2 (Arkona) und 190 (Eckernförder Bucht) Bq/kg auf. Das Inventar bis zu einer Sedimentiefe von 16 cm beträgt an der Nordseeküste 40 Bq/m² bis 1,2 KBq/m² und an der Ostseeküste 50 Bq/m² bis 5,6 KBq/m².
 

Abb. 1: Zeitlicher Verlauf der Cs-137 -Konzentration im Wasser der Deutschen Bucht an den Positionen der ehemaligen Feuerschiffe "Elbe 1" und "Borkumriff".
Zeitlicher Verlauf der Cs-137 -Konzentration im Wasser der Deutschen Bucht

 Abb. 2: Zeitlicher Verlauf der Aktivitätskonzentrationen von Cs-137 und Sr-90 im Wasser der Ostsee an der Position "Schleimündung"
Zeitlicher Verlauf der Aktivitätskonzentrationen von Cs-137 und Sr-90 in der Ostsee

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 © 2017 Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Aktualisiert am: 20.02.2014 13:33:13  
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