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  Kurzfassung des Abschlussberichts zum Forschungsvorhaben StSch 4324, Jahr 2005

"Untersuchungen zum Verhalten von Radioc├Ąsium in Wildschweinen und anderen Biomedien des Waldes"                

 Forschungsberichte sind als PDF-file verf├╝gbar unter: Downloads

Ergebnisse

In diesem Forschungsvorhaben wurden von 2001 bis 2004 die Ursachen f├╝r die vergleichs- weise hohe Cs-137 Aktivit├Ąt von Wildbret, insbesondere von Wildschweinen, in Teilen des Bayerischen Waldes (Untersuchungsgebiet s. Abbildung 1), die durch den Tschernobyl-Fallout besonders betroffen sind, detailliert aufgekl├Ąrt. Ein wesentliches Ziel des Forschungs- vorhabens war die Entwicklung eines dynamischen radio├Âkologischen 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 Aktivit├Ąt 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 gr├Â├čte Teil der Aktivit├Ąt 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 Dauerprobefl├Ąche B1 die obersten 2 cm des Bodens mit 1,4% fast gleich viel Aktivit├Ąt wie die 28-30 cm Schicht mit 1,2%.

F├╝r die mathematische Beschreibung der Tiefenverteilung von Cs-137 im Waldboden wurde ein radio├Âkologisches Modell entwickelt, das den Boden in ├╝bereinander 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 betr├Ągt 0,77%.

Bei allen untersuchten Pflanzenarten nahm die Cs-137 Aktivit├Ąt von 1987 bis 2004 deutlich ab, bei den meisten Arten setzte sich der seit 1995 bestehende Trend zu einer langsameren Aktivit├Ątsabnahme fort. Viele Pflanzenarten hatten mittlere Cs-137 Gehalte in den Bl├Ąttern von unter 1.000 Bq/kg Frischsubstanz (FS), nur wenige Arten, wie Dornfarn und Heidelbeere, wiesen h├Âhere Aktivit├Ąten auf. Bei den oberirdischen Fruchtk├Ârpern von Pilzen variierte die Kontamination von durchschnittlich 24 Bq Cs-137/kg bei Parasol bis rund 2.800 Bq Cs-137/kg bei Maronenr├Âhrlingen. Dagegen ├╝bertraf die Kontamination von Hirschtr├╝ffeln, mit durchschnittlich 26.800 Bq Cs-137/kg, alle anderen potenziellen Nahrungsbestandteile der Wildschweine, um ein Vielfaches.

Es wurden die Nahrungsbestandteile von 37 Rothirschm├Ągen und 70 Wildschweinm├Ągen ermittelt. Bei den Mageninhaltsanalysen von Rothirschen stellten Gr├Ąser, die mit 29 Arten vertreten waren, mit 60,2% die mit Abstand wichtigste Gruppe und wurden in allen M├Ągen nachgewiesen. Das Nahrungsspektrum der Wildschweine war wesentlich differenzierter. Die untersuchten Wildschweinm├Ągen enthielten rund 20% Gr├Ąser, Fr├╝chte und Bestand-teile aus F├╝tterungen zu je 17%, Kr├Ąuter 13%, Wurzeln 12% und Boden 11%. Pilze machten 7,6% aus, wovon 5,5% auf Hirschtr├╝ffeln entfielen. W├Ąhrend der Buchenmast 2003 enthielten die M├Ągen mehrere Monate lang vorwiegend Bucheckern.

Die Cs-137 Aktivit├Ąt von Rothirschen nahm von 1986-2004 hoch signifikant ab (n=205, P<0,0001). Messwerte ├╝ber 1000 Bq/kg kommen bereits seit 1994 nicht mehr vor, 2003 lag kein Messwert ├╝ber 500 Bq/kg. Von April 1987 bis April 2004 betr├Ągt die effektive Halbwertszeit f├╝r Cs-137 in Rothirschen 4,6 Jahre. Trendm├Ą├čig werden Rothirsche in den n├Ąchsten Jahren nur noch vereinzelt ├╝ber 600 Bq Cs-137/kg aufweisen.

Im Muskelfleisch von Rehen variierte die Cs-137 Aktivit├Ąt in jedem Untersuchungsjahr ausgesprochen saisonal, mit niedrigen Werten im Fr├╝hjahr und deutlich h├Âheren Werten im Herbst. F├╝r den gesamten Untersuchungszeitraum, von 1987-2004, ergibt sich f├╝r Cs-137 in Rehen (n=1.663) eine effektive Halbwertszeit von 6,9 Jahren (P<0,0001). Die mathe-matische Absch├Ątzung des weiteren Verlaufs der 137Cs Kontamination von Rehwild ergibt, dass ab dem Jahr 2017 etwa 95% der erlegten Tiere weniger als 600 Bq/kg Gesamtc├Ąsium 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 f├╝r Wildschweine m├╝ssen unterirdisch wachsende Hirschtr├╝ffeln angesehen werden, die mit rund 82% den mit Abstand gr├Â├čten Beitrag am       Cs-137 Input leisten. Bei Wildschweinen im Untersuchungs-gebiet kann auch in den kommenden zwei Jahrzehnten nicht mit dem R├╝ckgang der Cs-Kontamination gerechnet werden. Lediglich w├Ąhrend so genannter Mastjahre ist mit weniger als 600 Bq/kg kontaminiertem Wildschweinfleisch zu rechnen. Es wird empfohlen, grunds├Ątzlich jedes erlegte Wildschwein aus dem Untersuchungsgebiet auf die137Cs Aktivit├Ąt messen zu lassen.

Die entwickelten radio├Âkologischen Modelle erm├Âglichen die Absch├Ątzung 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 Fl├╝sse zwischen den Komparti-menten werden durch ein System von Differenzialgleichungen beschrieben.

Der Verlauf der Cs-137 Aktivit├Ąt im untersuchten Wald├Âkosystem wird in den n├Ąchsten Jahrzehnten besonders von der Migration des Nuklids im Waldboden abh├Ąngen. Setzt sich der festgestellte Trend, eine zwar langsame, aber doch kontinuierliche Wanderung des Nuklids in tiefere Mineralbodenschichten fort, so wird auch die Cs-137 Aktivit├Ąt in den relativ hoch kontaminierten Wildschweinen und in vielen Pilzarten langsam abnehmen.

 

 

Aktivit├Ątsbestimmung
Die Aktivit├Ątsmessungen der Proben wurden im Isotopenlaboratorium f├╝r biologische und medizinische Forschung der Universit├Ąt G├Âttingen durchgef├╝hrt, seit 2000 im Labor f├╝r Radioisotope (LARI) am Institut f├╝r Forstbotanik der Universit├Ąt G├Âttingen.

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