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Geochemie und Erzaufbereitung

Eine Reihe von untersuchten thalliumhaltigen sulfidischen Mehrstoffsystemen zeigt, dass Thallium in polymetallischen Erzen vornehmlich mit Silber vergesellschaftet ist und zur Bildung von Sulfosalzen des Arsens und/oder Antimons neigt, bei Abwesenheit von Antimon auch mit Wismut. Folglich lassen sich die T1-Mineralien durch selektive Flotation weitgehend vom Haupterz abtrennen und in den Sulfosalzen anreichern.

Grundwassermessstelle DEGM_DENW_070197817: LGD STOCKEM

Stammdaten und Analysedaten zu den Grundwassermessstellen im EUA-Messnetz: Messtelle DEGM_DENW_070197817 (LGD STOCKEM)

Grundwassermessstelle DEGM_DENW_060240337: AH/33 -WENDFELD-

Stammdaten und Analysedaten zu den Grundwassermessstellen im EUA-Messnetz: Messtelle DEGM_DENW_060240337 (AH/33 -WENDFELD-)

Bismut-Hintergrundwerte im Grundwasser von Niedersachsen 1 : 500.000

Die natürliche Grundwasserbeschaffenheit ist maßgeblich durch die Wechselwirkung zwischen Grundwasser und der durchströmten Gesteinsmatrix geprägt. In Deutschland sind die Grundwässer jedoch durch anthropogene Handlungen wie z.B. Ackerbau, Rodung und Maßnahmen zur Grundwasserentnahme ubiquitär überprägt. Einflüsse einer Jahrhunderte alten Kulturlandschaft können dennoch als natürlich betrachtet werden (Funkel et al. 2004). Zur Erfüllung der Aufgaben aus der EG-Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) wurden für die hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens (Elbracht et al., 2016) Hintergrundwerte u.a. für gelöstes Bismut im Grundwasser ermittelt. Die Hintergrundwerte von gelöstem Bismut umfassen die Gehalte, welche sich unter natürlichen Bedingungen durch den Kontakt des Grundwassers mit der umgebenden Gesteinsmatrix des Grundwasserleiters sowie in Kontakt mit einer Jahrhunderte alten Kulturlandschaft einstellen. Die Karte zeigt farblich differenziert Klassen der Bismut-Hintergrundwerte der hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens. Bismut ist ein Schwermetall, welches nur in geringen Konzentrationen in der Umwelt vorkommt. Für Bismut im Grundwasser gibt es aufgrund seiner vergleichsweisen niedrigen Toxizität aktuell keine Grenz-, Prüf- oder Richtwerte. Durch das Auswählen eines Teilraumes gelangt man zu weiterführenden Informationen (z.B. Probenanzahl, zusammengefasste Teilräume, etc.). Informationen zu den Daten: Die genutzten Grundwasseranalysen stammen aus der Datenbank des Niedersächsischen Bodeninformationssystems (NIBIS). Hintergrundwerte sind definiert als das 90.-Perzentil der Normalpopulation der geogenen Konzentration des analysierten Parameters. Zur Bestimmung der Hintergrundwerte wurde die jeweils aktuellste Analyse einer Grundwassermessstelle verwendet. Bei zu geringer Probenzahl (n < 10) wurden, soweit möglich, lithologisch ähnliche Teilräume zu einem gemeinsamen Hintergrundwert zusammengefasst. Die Ermittlung der Hintergrundwerte folgte dem Verfahren zur statistischen Auswertung der Daten mittels Wahrscheinlichkeitsnetz der Staatlichen Geologischen Dienste (Wagner et al., 2011). Quellen: ELBRACHT, J., MEYER, R. & REUTTER, E. (2016): Hydrogeologische Räume und Teilräume in Niedersachsen. – GeoBerichte 3, LBEG, Hannover. DOI: 10.48476/geober_3_2016. Funkel R., Voigt H.-J., Wendland F., Hannappel S. (2004): Die natürliche ubiquitär überprägte Grundwasserbeschaffenheit in Deutschland, Forschungszentrum Jülich GmbH (47), ISBN: 3-89336-353-X. WAGNER, B., WALTER, T., HIMMELSBACH, T., CLOS, P., BEER, A., BUDZIAK, D., DREHER, T., FRITSCHE, H.-G., HÜBSCHMANN, M., MARCZINEK, S., PETERS, A., POESER, H., SCHUSTER, H., STEINEL, A., WAGNER, F. & WIRSING, G. (2011): Hydrogeochemische Hintergrundwerte der Grundwässer Deutschlands als Web Map Service. – Grundwasser 16(3): 155-162; Springer, Berlin / Heidelberg.

Polonium-210

Polonium-210 Polonium-210 ist das in der Natur am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran -238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Polonium-210 hat eine physikalische Halbwertszeit von 138 Tagen. Es emittiert beim radioaktiven Zerfall Alphateilchen, wobei Blei-206 entsteht. Eine Gesundheitsgefährdung durch radioaktives Polonium kann nur eintreten, wenn das Radionuklid mit der Nahrung oder mit dem Trinkwasser durch Einatmen ( Inhalation ) oder über die Haut, beispielsweise über offene Wunden in den Körper aufgenommen wird. Die Mengen an natürlich aufgenommenem Polonium sind so gering, dass sie praktisch keine gesundheitlichen Auswirkungen zur Folge haben. Gesundheitlich bedenkliche Konsequenzen können daher praktisch nur bei unbeabsichtigter oder beabsichtigter (vorsätzlicher) Zufuhr von technisch erzeugtem Polonium auftreten. Polonium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 84. Es ist ein silbriges, radioaktives Metall, das sich in chemischen Reaktionen ähnlich verhält wie Tellur und Bismut. Stabile Polonium- Isotope gibt es nicht. In der Natur ist Polonium-210 das am häufigsten vorkommende Polonium-Isotop. Es wird in der radioaktiven Zerfallskette von Uran -238 als letztes radioaktives Kettenglied gebildet. Insgesamt ist das natürliche Vorkommen an Polonium äußerst gering. Im Mittel befinden sich in einer Tonne Erde ca. 0,0002 Mikrogramm ( µg ) Polonium (entspricht 2 x 10 -10 ppm ). Technisch wurde Polonium-210 ursprünglich über eine chemische Abtrennung aus Pechblende bzw. den Zerfallsprodukten des Radiums hergestellt. Dies ist jedoch sehr aufwendig. Heute lässt sich Polonium-210 einfacher künstlich herstellen, indem man Bismut im Kernreaktor mit Neutronen bestrahlt. Verwendung Verwendet wird Polonium-210 in Kombination mit Beryllium als Neutronenquelle, in Antistatikelektroden/-pinseln zur Elimination statischer Aufladungen, in hochempfindlichen optischen und mechanischen Messgeräten zur Elimination statischer Aufladungen und als leichtgewichtige, thermoelektrische Batterie in der Raumfahrt. Physikalische Eigenschaften Polonium-210 hat eine physikalische Halbwertszeit von 138 Tagen. Es emittiert beim radioaktiven Zerfall Alphateilchen, wobei Blei-206 entsteht. Die emittierten Alphateilchen haben zwar eine hohe Energie, jedoch nur eine geringe Reichweite. In Luft beträgt die Reichweite des Alphateilchens weniger als 4 Zentimeter, in menschlichem Gewebe ( z.B. auch in der Haut) weniger als 0,1 Millimeter. Aufnahme in den menschlichen Körper Eine Gesundheitsgefährdung durch radioaktives Polonium kann daher nur eintreten, wenn das Radionuklid in den Körper aufgenommen wird (Inkorporation). Dies kann geschehen durch Aufnahme mit der Nahrung oder mit dem Trinkwasser ( Ingestion ) durch Einatmen ( Inhalation ) oder über die Haut, beispielsweise über offene Wunden. Aufgrund des natürlichen Vorkommens nimmt der Mensch über die genannten Wege pro Jahr durchschnittlich 58 Bq Polonium-210 auf. Für Raucher erhöht sich die Menge des über die Lunge aufgenommenen Polonium-210 aufgrund des natürlichen Gehaltes im Tabak. Zwischenprodukte der Uran -Radium-Zerfallsreihe können sich auf Tabakblättern ablagern oder über die Wurzeln in die Tabakpflanze aufgenommen werden. Durch deren radioaktiven Zerfall entsteht Polonium-210. Eine Zigarette enthält demnach etwa 9 bis 15 mBq Polonium-210. Gesundheitliche Wirkungen Da Polonium-210 eine sehr energiereiche Alpha-Strahlung aussendet, besitzt es eine hohe Radiotoxizität ; seine chemische Toxizität ist um Größenordnungen geringer und spielt daher bei der gesundheitlichen Bewertung keine Rolle. Nach Aufnahme des Poloniums durch Nahrung oder Trinkwasser wird ein großer Teil (50-90 % ) auf direktem Weg über den Verdauungstrakt ausgeschieden. Der restliche Teil, der im Magen-Darm-Trakt ins Blut aufgenommen wird, verteilt sich - ebenso wie auch das über die Lunge aufgenommene Polonium - im gesamten Körper. Dabei beträgt die biologische Halbwertzeit von Polonium-210 im Körper 50 Tage. Das heißt: Nach 50 Tagen befindet sich noch 50 Prozent der aufgenommenen Poloniummenge im Körper. Der Rest wird sukzessive über Urin und Fäzes ausgeschieden. Letztendlich ist die gesundheitliche Wirkung des Polonium-210 von der aufgenommenen Menge abhängig. So sind die oben genannten Mengen an natürlich aufgenommenem Polonium so gering, dass sie praktisch keine gesundheitlichen Auswirkungen zur Folge haben. Eine Abschätzung ergibt, dass ca. 833 Bq Polonium-210 pro Jahr über die Nahrung (also durch Ingestion ) bzw. 303 Bq Polonium-210 pro Jahr über die Lunge (also über Inhalation ) aufgenommen werden müssten, um im Bereich der effektiven Folgedosis von 1 Millisievert ( mSv ) pro Jahr zu liegen. Gesundheitlich bedenkliche Konsequenzen können daher praktisch nur bei unbeabsichtigter oder beabsichtigter (vorsätzlicher) Zufuhr von technisch erzeugtem Polonium auftreten. In diesem Zusammenhang ist der mysteriöse Tod des früheren Geheimdienstoffiziers Alexander Litwinenko am 23. November 2006 zu nennen, in dessen Körper sehr hohe Aktivitäten an Polonium-210 nachgewiesen wurden. Aus Abschätzungen ist bekannt, dass die Aufnahme von etwa 20 MBq (20 Millionen Bq ) Polonium-210 innerhalb von wenigen Tagen zum Tod führen kann. Aufgrund der sehr hohen spezifischen Aktivität von Polonium-210 (1,67×10 14 Bq/g ) entspricht diese Aktivität in Gramm ausgedrückt einer sehr geringen Menge ( ca. 0,1 µg ) Polonium-210. Nachweismöglichkeiten Weil durch Polonium-210 nur Alphastrahlung ausgesendet wird, kann es nicht mit einem Ganzkörperzähler nachgewiesen werden. Für den Nachweis einer Inkorporation ist es daher notwendig, Stuhl- oder Urinproben zu untersuchen. In Urinproben ist der Nachweis einfacher als in Stuhlproben. Die Nachweisgrenze für Polonium-210 im Urin ist so niedrig, dass es bereits weit unterhalb gesundheitsrelevanter Auswirkungen möglich ist, Polonium im Körper nachzuweisen. Literatur Oeh, U., Li, W.B., Gerstmann, U., Giussani, A., H.G. Paretzke (2007): Hintergrundinformationen zu Polonium-210 und Betrachtungen zur Biokinetik und internen Dosimetrie vor dem Hintergrund des Falls Litwinenko. In: Bayer, A., Faleschini, H., Krüger, S., Strobl, Chr. (Eds.), Vorkehrungen und Maßnahmen bei Radiologischen Ereignissen, Publikationsreihe Fortschritte im Strahlenschutz, Fachverband für Strahlenschutz, TÜV Media GmbH , Köln, 70-81 Steiner, M., Hiersche, L., Poppitz-Spuhler, A., Ridder, F. (2007): Tabakrauch – die tägliche Dosis Polonium-210. In: Umweltmedizinischer Informationsdienst, ISSN 1862-4189 Stand: 08.04.2026

Wismut Uranbergarbeiter-Kohortenstudie

Wismut Uranbergarbeiter-Kohortenstudie Die Wismut-Studie ist eine der weltweit größten Kohortenstudien zu Bergarbeitern, die beruflich Radon und seinen Folgeprodukten ausgesetzt waren. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) führt diese Studie seit 1993 durch mit dem Ziel, die gesundheitlichen Folgen der beruflichen Strahlen- und Staubbelastung wissenschaftlich aufzuarbeiten. Zahlreiche Ergebnisse dieser Studie wurden publiziert ( z.B. Kreuzer et al. 2023; Kreuzer et al. 2021 ; Kreuzer et al.,2018 ; Walsh et al. 2015 ). Öffnung der Wismut-Daten für externe Wissenschaftler: Das BfS stellt die Daten auf Antrag externen Wissenschaftlern zur Bearbeitung eigener Fragestellungen zur Verfügung (Einzelheiten siehe Opening of the Wismut Data for External Researchers; Call for Proposals , in englischer Sprache). Bergarbeiter unter Tage beim Bohren im Wasser stehend Die Wismut-Studie ist eine der weltweit größten Kohortenstudien beruflich radonbelasteter Bergarbeiter. Sie umfasst knapp 59.000 männliche Beschäftigte, die im Uranbergbau in der Deutschen Demokratischen Republik ( DDR) zwischen 1946 und 1990 tätig waren. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) führt diese Studie seit den 1990er Jahren durch mit dem Ziel, die gesundheitlichen Folgen der beruflichen Strahlen- und Staubbelastung wissenschaftlich aufzuarbeiten. Aufgrund ihres Umfangs, des langen Beobachtungszeitraums und der Fülle vorhandener Informationen ist die Studie einzigartig. Sie ermöglicht die Bearbeitung vieler verschiedener Fragestellungen. Die bisherigen Ergebnisse wurden in zahlreichen Publikationen veröffentlicht. Ergebnisse der Kohortenstudie Ausblick Aktuell werden die Risiken für andere Erkrankungen als Lungenkrebs durch Radon sowie für Erkrankungen durch Quarzfeinstaub in der Wismut-Kohorte mit den Daten des Beobachtungszeitraums 1946 - 2018 untersucht. Außerdem wird erforscht, wie robust die Risiken für Lungenkrebs durch Radon bei Berücksichtigung möglicher Unsicherheiten in der Berechnung der Radonexposition sind. Dazu wurde eine Methode speziell für die Daten der Wismut-Kohorte entwickelt, mit der Expositionsunsicherheiten bei der Risikoschätzung berücksichtigt werden können ( Ellenbach et al. 2023 ). Die Wismut- Kohorte ist auch Teil zweier weltweiter Poolingprojekte ("PUMA" – Pooled Uranium Miners Analysis, Rage et al. 2020 , Richardson et al. 2021 ; Richardson et al. 2022 , Kelly-Reif et al. 2023 ) und "iPAUW" - International Pooled Analysis of Uranium Processing Workers ) mit zahlreichen Uranbergarbeiter- und Uranaufbereiter- Kohortenstudien aus verschiedenen Ländern (Deutschland, Frankreich, Kanada, Tschechien, UK und USA ). Auch am europäischen Radon-Forschungsprojekt RadoNorm ist die Wismut-Kohorte beteiligt. Geplant ist auch die Auswertung der Daten zu den Frauen in der Wismut-Kohorte. Da von diesen nur sehr wenige unter Tage gearbeitet haben und damit strahlenexponiert waren, wurden sie bei den bisherigen Analysen nicht berücksichtigt. Darüber hinaus werden derzeit Lebenszeitrisiken für Krebserkrankungen basierend auf Ergebnissen der Wismut-Kohortenstudie systematisch untersucht und Methoden zur Berücksichtigung von Unsicherheiten bei der Berechnung der Lebenszeitrisiken entwickelt. Das Lebenszeitrisiko spielt zum Beispiel eine zentrale Rolle dabei, wie man die Exposition durch Radon umrechnen kann in eine effektive Dosis, die die Wirkung der Strahlung auf den Körper beschreibt. Fazit Die Zusammenhänge zwischen verschiedenen beruflichen Expositionen im Uranbergbau und gesundheitlichen Risiken werden anhand der deutschen Uranbergarbeiterstudie untersucht. Dadurch lassen sich neue Erkenntnisse für den Strahlenschutz und den Arbeitsschutz gewinnen und die wissenschaftlichen Grundlagen für die Anerkennung von Berufskrankheiten erweitern. Sowohl die berufliche Radon - als auch die Quarzfeinstaubexposition führen bei den Wismut-Beschäftigten zu einer deutlichen Erhöhung des Lungenkrebsrisikos, auch im Niedrigdosisbereich. Der radonbedingte Risikoanstieg hängt zusätzlich ab von Faktoren wie der Zeit seit Exposition , dem Alter bei Exposition und der Expositionsrate. Die Lungenkrebsrisiken durch Rauchen und Radon addieren sich nicht nur, sondern verstärken sich wechselseitig. Das heißt, das gemeinsame Vorliegen der beiden Risikofaktoren erhöht das Lungenkrebsrisiko besonders stark. Auch das Risiko, an einer Leukämie zu sterben, steigt mit der Strahlenexposition an, dieser Anstieg ist jedoch nicht signifikant. Für einzelne Leukämie -Subtypen ergeben sich signifikante Zusammenhänge. Des Weiteren zeigt sich ein sehr starker Anstieg der Sterblichkeit an Silikose mit zunehmender Belastung durch Quarzfeinstaub. Hinsichtlich der anderen untersuchten Todesursachen wurden bisher keine statistisch signifikanten Risikoerhöhungen beobachtet. Mit zunehmendem Beobachtungszeitraum ist mit wertvollen Erkenntnissen auch für Erkrankungen zu rechnen, die in der Kohorte eher selten auftreten. Stand: 02.02.2026

Elementkarte der Digitalen Lithogeochemischen Karte von Bayern 1:25.000 (dLGK25) - Bismut (P50)

Die Elementkarte stellt die räumliche Verteilung der klassifizierten Gehalte des 50. Perzentils von Bismut (in mg/kg) innerhalb der 184 geochemischen Gesteinseinheiten in Bayern dar. In die Auswertung gehen dabei nur die Daten der ersten (von maximal drei) Lithologien einer geochemischen Gesteinseinheit ein. Für Informationen im Hinblick auf die Auswertung der Daten sowie auf die kartenmäßige Darstellung wird auf die Metadaten der digitalen Lithogeochemischen Karte 1:25 000 von Bayern (dLGK25) verwiesen.

Elementkarte der Digitalen Lithogeochemischen Karte von Bayern 1:25.000 (dLGK25) - Bismut (P90)

Die Elementkarte stellt die räumliche Verteilung der klassifizierten Gehalte des 90. Perzentils von Bismut (in mg/kg) innerhalb der 184 geochemischen Gesteinseinheiten in Bayern dar. In die Auswertung gehen dabei nur die Daten der ersten (von maximal drei) Lithologien einer geochemischen Gesteinseinheit ein. Für Informationen im Hinblick auf die Auswertung der Daten sowie auf die kartenmäßige Darstellung wird auf die Metadaten der digitalen Lithogeochemischen Karte 1:25 000 von Bayern (dLGK25) verwiesen.

Moosmonitoring 1995/96, Untersuchungen der Schwermetallgehalte in Moosen, Bismut in Moosen, Einzelelementkarten

In der Bundesrepublik Deutschland wurden von 1990 bis 2005 in fünfjährigem Abstand sowie in den Jahren 2015/16 und 2020/21 Untersuchungen zur Bestimmung der Inhaltsstoffe von Moosen durchgeführt. Schwerpunkt war die Analyse von Schwermetallen, ab 2005/06 auch von Sticksoff. Seit 2015/16 wurde das Stoffspektrum auf persistente organische Stoffe (POP) und Mikroplastik ausgeweitet. Dieses „Moosmonitoring“ ist der deutsche Beitrag zum europäischen Moosmonitoringprogramm, welches durch das „Internationale Kooperativprogramm zur Wirkung von Luftverunreinigungen auf die natürliche Vegetation und auf landwirtschaftliche Kulturpflanzen“ („International Cooperative Programme on Effects of Air Pollution on Natural Vegetation and Crops“, kurz: ICP Vegetation) der Genfer Luftreinhaltekonvention (Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, CLRTAP) koordiniert wird. Mit der Durchführung der einzelnen Probenahmekampagnen sowie der Auswertung der Untersuchungsergebnisse wurden durch das Umweltbundesamt (UBA) wechselnde Institutionen beauftragt, so die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) mit dem Moosmonitoring 1995/96. Die Ergebnisse der nachfolgenden Monitoringjahre hat das Umweltbundesamt veröffentlicht. Sie sind abrufbar unter https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/bioindikation-von-luftverunreinigungen. Das Moos-Monitoring 1995/96 ist mit 1026 Standorten neben dem Moos-Monitoring 2000 das mit der größten Probenahmedichte und mit 40 analysierten Elementen das mit dem größten Untersuchungsspektrum. Obwohl die in den Jahren 1998 und 1999 fertiggestellten Forschungsberichte (Siewers & Herpin, 1998; Siewers, Herpin & Straßburg, 1999) eine Auswertung (Kurzbeschreibung, statistische Maßzahlen, Verteilungskarten) aller 40 analysierten Elemente enthalten, wurden bislang nur die Daten von 12 der analysierten Elemente veröffentlicht. Darüber hinaus wurden im Jahr 2007 die im Ergebnis der Analytik vorliegenden Rohdaten aus den Laboratorien einer Neubewertung unterzogen. Daraus resultiert eine Reihe von Fehlerkorrekturen, das auswertbare Elementspektrum konnte auf 42 Elemente erweitert werden. Auch die Ergebnisse dieser Neubewertung sind bislang unveröffentlicht. Die ergänzende Bearbeitung der Daten mit modernen Verfahren bringt eine zusätzliche Aufwertung dieser. Die Downloads zeigen die Verteilung der Bismutgehalte in Moosen in vier verschiedenen farbigen Punkt- und Isoflächenkarten. Die Legenden der Karten sind wahlweise in der Maßeinheit µg/g oder in einer an den Gehaltsbereich des dargestellten Elements angepassten Maßeinheit abrufbar.

GWB: Bismut

Darstellung von Bismut

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