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Wie stark wurde und ist die Umwelt nach dem Reaktorunfall in Tschornobyl radioaktiv belastet?

Wie stark wurde und ist die Umwelt nach dem Reaktorunfall in Tschornobyl radioaktiv belastet? Der Unfall in Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) setzte 1986 über einen Zeitraum von etwa 10 Tagen große Mengen radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre frei, darunter insbesondere leichtflüchtige radioaktive Jod- und Cäsiumisotope, die sich mit den während der Freisetzung vorherrschenden Winden über Europa verteilten, aber auch in der näheren Umgebung des Reaktors ablagerten. Die beim Unfall ebenfalls freigesetzten schwerflüchtigen radioaktiven Nuklide wie Strontium und Plutonium lagerten sich vor allem in der näheren Umgebung des Kernkraftwerks Tschornobyl in der Ukraine und in den angrenzenden Gebieten von Belarus ab. Sie sind bis heute im näheren Umfeld des Reaktors von Tschornobyl vorzufinden. Radiologisch sind heute nur noch die langlebigen, also nur langsam zerfallenden Radionuklide von Bedeutung, wie Cäsium-137 und Strontium-90 mit einer Halbwertszeit von rund 30 Jahren sowie die Plutonium - Isotope Plutonium -239 und Plutonium -240 mit mehreren Tausend Jahren Halbwertszeit . In Prypjat, etwa 3 Kilometer nordwestlich des Kernkraftwerks Tschornobyl, wurden 1986 unter anderem bis zu 24 Megabecquerel pro Quadratmeter Cäsium-137 , 6,7 Megabecquerel pro Quadratmeter Strontium-90 und 0,2 Megabecquerel pro Quadratmeter Plutonium -239/240 abgelagert. Die Strahlung ist trotz Dekontaminationsmaßnahmen noch immer so hoch, dass die Stadt nicht bewohnt werden darf. In Deutschland wurde der Süden deutlich höher belastet als der Norden: Lokal wurden im Bayerischen Wald und südlich der Donau bis zu 100.000 Becquerel radioaktives Cäsium-137 pro Quadratmeter und teilweise mehr abgelagert. In der norddeutschen Tiefebene betrug die Aktivitätsablagerung dieses Radionuklids dagegen selten mehr als 4.000 Becquerel pro Quadratmeter. In Deutschland kann man heute weder in der Luft noch im Wasser nennenswerte Aktivitäten von Radionukliden messen, die auf den Tschornobyl-Unfall zurückgeführt werden können. In landwirtschaftlich erzeugten Lebensmitteln wie Getreide, Fleisch oder Milch sind in Deutschland keine radiologisch relevanten Radioaktivitätsgehalte mehr vorhanden. In den stärker betroffenen Regionen Deutschlands, südlich der Donau und im Bayerischen Wald, weisen jedoch Waldprodukte wie Speisepilze und Wildschweinfleisch teilweise noch Cäsium-137 -Gehalte von deutlich über 100 Becquerel pro Kilogramm auf. Es werden Spitzenwerte von über 1.000 Becquerel pro Kilogramm bei Speisepilzen und vereinzelt über 10.000 Becquerel pro Kilogramm bei Wildschweinfleisch gemessen. Ausführliche Informationen sind im Internetartikel " Umweltkontaminationen und weitere Folgen des Reaktorunfalls von Tschornobyl " zusammengestellt.

Radon

Radon ist ein radioaktives Gas, das durch radioaktiven Zerfall von natürlich vorkommendem Uran und Thorium in Gesteinen und Böden entsteht. Es hat eine Halbwertszeit von 3,8 Tagen. Radon ist ein Edelgas, es geht kaum chemische Reaktionen ein und kann sich leicht im Boden bewegen. Die Konzentration von Radon in der Bodenluft ist in Deutschland regional stark unterschiedlich. Sie ist abhängig von der Gasdurchlässigkeit des Erdbodens und von lokal vorkommenden Gesteinen, die natürliches Uran oder Thorium enthalten, z.B. manche Granite und Gesteine ähnlicher Zusammensetzung. Je höher das Vorkommen solcher Gesteine dicht unter der Erdoberfläche und je gasdurchlässiger der Boden, desto größer ist das Potential für eine hohe Radonkonzentration in der Bodenluft (Radonpotenzial). Mit Ausnahme vereinzelter Stücke in den eiszeitlichen Geschieben kommen in Berlin derartige Gesteine in den oberen Gesteinsschichten nicht vor. Radon kann in baulich nicht korrekt ausgeführten oder beschädigten Gebäuden aus der Bodenluft durch Fugen, Risse oder auch Kabel- und Rohrschächte ohne Abdichtung in den Keller, oder bei kellerlosen Gebäuden ins Erdgeschoss eines Gebäudes eindringen. Wird dort nicht ausreichend gelüftet, reichert sich Radon in der Raumluft an, es kann dann zu hohen Radonkonzentrationen kommen. Eine hohe Radonkonzentration in Innenräumen kann für Menschen vor allem bei längerer Aufenthaltsdauer eine Gesundheitsgefahr darstellen, denn Radon zerfällt in der Lunge zu weiteren radioaktiven Zerfallsprodukten und setzt dabei Alpha-Strahlung frei. Dadurch erhöht sich das Risiko, an Lungenkrebs zu erkranken. Die Bevölkerung soll deshalb vor hohen Radonkonzentrationen geschützt werden. Die Regelungen zum Schutz vor Radon sind in Kapitel 2 des Strahlenschutzgesetzes festgelegt. Um das Risiko für die Bevölkerung einzuschätzen, mussten die Bundesländer durch geeignete Messungen Gebiete mit erhöhtem Radonpotenzial (Karte, JPG, 631 kB) identifizieren und als Radon-Vorsorgegebiete ausweisen. In diesen gelten z.B. zusätzliche Anforderungen für den Radonschutz bei Neubauten und Messpflichten an Arbeitsplätzen im Erd- oder Kellergeschoss von Gebäuden. Das Land Berlin hat 2020 eine Messkampagne durchgeführt, bei der an 60 Messorten die Radonkonzentrationen in der Bodenluft gemessen wurde. Dabei wurden alle relevanten Typen von oberflächennahen Gesteinsschichten beprobt, hauptsächlich eiszeitliche Sedimente und Geschiebe . Tiefere Gesteinsschichten sind für das Radonpotenzial nicht maßgeblich, da der dort vorliegende Rupelton eine Barriere gegen aufsteigendes Radon bildet. Die Messdaten bestätigten, dass in Berlin keine Ausweisung eines Radonvorsorgegebietes erforderlich ist. Es ist dennoch nicht völlig auszuschließen, dass es in Einzelfällen auch in Berlin zu erhöhter Radonkonzentration in Gebäuden kommen kann z.B. durch Baustoffe oder künstlich aufgeschüttete Erdschichten aus Bauschutt oder Trümmerschutt. Allgemein kann durch gute Belüftung die Radonkonzentration verringert werden. Sollte Zweifel bestehen, ist es ratsam die Radonkonzentration in der Raumluft von einer behördlich anerkannten Stelle messen zu lassen, um im Anschluss geeignete Maßnahmen zum Schutz ergreifen zu können.

Der Einfluß der Bildung von Thioarsen-Spezies auf die Arsen-Komplexierung an natürliches organisches Material

Unter anoxischen Bedingungen wird Arsen (As) in Form von Arsenit vermeintlich vollständig über Schwefel(S)-Gruppen an natürliches organisches Material (NOM) gebunden. Laborexperimente zeigten, dass selbst unter oxischen Bedingungen die Halbwertszeit mehr als 300 Tage betrug, damit sogar größer war als die von Arsenit an Eisen(Fe)(III)-Oxyhydroxiden. Global betrachtet heißt das, dass z.B. Moore, die reich an Organik und Sulfid sind, wichtige quantitative As-Senken sind. Allerdings wurden alle mechanistischen Studien bisher so durchgeführt, dass Arsenit einem zuvor gebildeten S(-II)-NOM zugegeben wurde. In einem System, das As(III), S(-II) und NOM enthält, spielt aber auch die As(III)-S(-II)-Komplexierung in Lösung unter Bildung von Thioarseniten ((H2AsIIIS-IInO3-n)-, n=1-3) und Thioarsenaten ((HAsVS-IInO4-n)2-, n=1-4) eine Rolle. Unsere zentrale Hypothese ist, dass die Kinetik der Thioarsen-Spezies-Bildung in Lösung schneller ist als die Sorption von As(III) und S(-II) an NOM und dass daher Thioarsen-Spezies das Ausmaß und die Kinetik der As-Sorption an Organik bestimmen. Auch die kompetitive Sorption an gleichzeitig auftretenden (meta)stabilen Fe-Mineralen wird vom bekannten Verhalten von Arsenit abweichen. Aufgrund ihrer Instabilität und einem Mangel an reinen Standards, ist über das Sorptionsverhalten von Thioarseniten bislang nichts bekannt. Für Thioarsenate gibt es keine Information zum Bindungsverhalten an NOM, aber es ist bekannt, dass die Sorption an verschiedenen Fe(III)-Mineralen geringer ist als die von Arsenit. Wir postulieren, dass Thioarsenate weniger und langsamer als Arsenit an S(-II)-NOM binden, da kovalente S-Bindungen in Thioarsenaten die Affinität für S(-II)-NOM Komplexierung verringern. An Fe(III)-NOM sollte die Bindung geringer sein in Analogie zur bekannten geringeren Affinität für Fe(III)-Minerale. Wir postulieren weiter, dass die Sulfidierung eine schnellere und größere As-Mobilisierung bewirkt als die zuvor untersuchte Oxidation, da abiotische Oxidation langsam ist, die As-S-Komplexierung in Lösung aber spontan und so As-Bindungen an NOM und Fe-Minerale schwächt. Um unsere Hypothesen zu testen, werden wir Batch-Experimente durchführen mit Mono- and Trithioarsenat-Standards und einem Arsenit-Sulfid Mix (der Thioarsenite enthält) bei pH 5, 7 und 9 an zwei ausgewählten NOMs (Federseemoor Torf und Elliott Soil Huminsäure; jeweils unbehandelt, S(-II)- und Fe(III)-komplexiert). Wir werden Sorptionsaffinität und -kinetik, sowie mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie Bindungsmechanismen bestimmen. Die Stabilität der (Thio)arsen-beladenen NOMs wird unter oxidierenden aber auch unter sulfidischen Bedingungen studiert und präferenzielle Bindung in binären Systemen (Kombinationen aus Fe-Oxyhydroxiden, Fe(III)-NOM, S(-II)-NOM und Fe-Sulfiden) untersucht. Ziel ist, As-Bindungsmechanismen in S(-II)-Fe(III)-NOM-Systemen besser zu verstehen, um vorhersagen zu können, unter welchen Bedingungen As Senken zu As Quellen werden können.

Reduzierung der Schadstoffabgabe mit PCP-haltigen Impraegniermitteln behandeltem Holz

Millionen von Wohn- und Arbeitsraeumen, Schulen, landwirtschaftlichen Gebaeuden etc. sind mit pentachlorphenolhaltigen Holzschutzmitteln oder Lasuren behandelt worden; die Halbwertzeit von PCP liegt bei 7 Jahren. Durch chemische Absorption, Verdampfen (Erwaermen), Abschleifen etc. koennten Schaeden gemindert oder aufgehoben werden.

Longitudinale elektromagnetische Wellen und deren Wechselwirkung auf biogene Systeme bzw. auf Neutrinos

'-Energiegewinnung durch Wechselwirkung mit Neutrinos. Nachweis ist gelungen. Es geht jetzt um weitere Methoden und Leistungssteigerung - Reduzierung von Halbwertzeiten radioaktiver Stoffe. Nachweis ist gelungen - Ergänzung der Maxwell-Wellengleichung. Wechselwirkung auf biogene Systeme wird erklärbar.

Muster und Dynamiken der möglichen Umweltrisiken von Pestiziden in der Landwirtschaft: Globale insgesamt ausgebrachte Toxizität

Im Rahmen eines vorhergehenden DFG-geförderten Projektes wurde das Konzept der insgesamt applizierten Toxizität (TAT) am Beispiel der Nutzung von Pestiziden in der Landwirtschaft in den USA entwickelt. TAT beschreibt die mittels regulatorischer Kennwerte toxizitätsgewichtete Pestizidanwendung für verschiedene aquatische und terrestrische Speziesgruppen und z.B. deren Änderung über die Zeit. Die TAT erscheint insbesondere für integrative, systemische Betrachtungen der möglichen Umweltrisiken auf großen zeitlich-räumlichen Ebenen relevant. Im vorliegenden Projekt sollen nun in einem ersten Schritt globale TAT-Berechnungen (gTAT) durchgeführt werden, die auf Anwendungsdaten (relevant für >96% der globalen Anbaufläche; 655 Pestizidwirkstoffe) und Toxizitätsdaten für zahlreiche Artengruppen (Fische, aquatische Invertebraten, aquatische Pflanzen, Säugetiere, Bestäuber, terrestrische Pflanzen) beruhen. Eine größere Anzahl von gTAT-Repräsentationen (Raum × Zeit × Speziesgruppe) soll auf der Basis von zunächst umfangreich validierten Eingangsdaten errechnet werden, wobei das Zusammenspiel von Pestizid- und Speziescharakteristika hierbei im Fokus steht. In einem zweiten Schritt werden multivariate statistische Analysen verwendet, um globale Daten zu Anbaukulturen (abgeleitet aus dem Spatial Production Allocation Model für 42 wichtige Kulturen) für die Kontextualisierung der gTAT für die o.g. Artengruppen verwendet, um somit den Einfluss von z.B. Kultur- oder Pestizidzusammensetzung oder Größe der geernteten Fläche zu bestimmen. In einem dritten Schritt werden basierend auf Toxizitätsdaten für Regenwürmer bzw. Bodenarthropoden gTAT-Berechnungen für Bodenorganismen durchgeführt. Hiermit soll die Risikosituation für dieses aus agronomischer wie agro-ökologischer Sicht hochrelevante, aber bisher wenig betrachte, Kompartiment unter Einbindung von Informationen zu organischen Kohlenstoffgehalten in Böden, Halbwertzeiten und koc von Pestiziden beleuchtet werden. Die zu erwartenden multidimensionalen Ergebnisse des Projektes werden neben wissenschaftlichen Publikationen auch über interaktive online-Formate der Wissenschaft und Gesellschaft zugänglich gemacht.

Kuestenmessprogramm der BfG - Tritiumbelastung der Kuestengewaesser

Tritium faellt bei der Energieerzeugung in Kernkraftanlagen in betraechtlichem Umfange an; da eine Abtrennung aus kontaminierten Abwaessern wirtschaftlich nicht vertretbar ist, muss bei der Ableitung in die Vorfluter fuer ausreichende Verduennung gesorgt werden. Die durch unsere Hauptfluesse jaehrlich in den Kuestenbereich transportierte Tritiumfracht kann, im Hinblick auf die Langlebigkeit dieses Isotops (Halbwertszeit: 12 Jahre), dort unter Umstaenden zu einer Aktivitaetsakkumulation fuehren, die kuenftig bei fortschreitender Installierung von Kernkraftwerken beachtet werden muss.

Neuartige Altersbestimmung alpiner Gletscher durch 39Ar-ATTA

Das Eis der höchsten Alpengipfel enthält bislang nicht untersuchte, aber überaus wertvolle Klimainformationen. Die interne Altersstruktur der Gipfelgletscher resultiert aus der Reaktion auf Klimabedingungen, die sie Masse gewinnen, verlieren oder stagnieren lassen. Dieses Klimaarchiv ist noch unerforscht, aber akut bedroht von der gegenwärtigen Erwärmung und Extremereignissen. Zum Beispiel ist unzureichend verstanden wie Klimafluktuationen der letzten 1000 Jahre, speziell die so genannte "kleine Eiszeit", die Gipfelgletscher beeinflusst haben. Um diese Frage zu beantworten braucht es Altersinformation über die Gletscherschichtung. Da Abzählen von Jahresschichten nicht möglich ist, muss die Datierung über radiometrische Verfahren erfolgen. Im Altersbereich zwischen 100 und 1000 Jahre vor heute hat nur das Radioisotop des Edelgases Argon, 39Ar, eine passende Halbwertszeit von 269 Jahren, um als Datierungswerkzeug eingesetzt werden zu können. Allerdings ist das Vorkommen von 39Ar in der Natur so gering, dass 1 kg modernes Eis nur etwa 10.000 Atome an 39Ar beinhaltet. Technische Durchbrüche in der Messung von 39Ar in einer Atomfalle (ArTTA) haben es ermöglicht, die benötigte Probenmenge von Tonnen auf ein paar Kilogramm zu reduzieren. Erst dadurch wird die Anwendung zur Gletschereisdatierung durchführbar. Dieses Projekt wird die Methode der ArTTA Datierung für Gletschereis entwickeln, validieren und zur Entschlüsselung neuartiger Klimaarchive anwenden. Bereits bestehende Forschung an der ÖAW und der Uni Heidelberg bieten eine einzigartige Möglichkeit, dieses Vorhaben umzusetzen. Eine in Zusammenarbeit durchgeführte Pilotstudie hat bereits die Machbarkeit des Vorhabens belegt. Daran anschließend soll nun systematisch das Potential der Methode beurteilt werden. Zur Validierung werden Gletscher mit bereits bekannter Altersinformation und zusätzliche radiometrische Datierungen (z.B. über 14C) eingesetzt. Das 39Ar-Datierungsverfahren wird exemplarisch angewendet, um die Klimainformation in der Altersstruktur eines Gipfelgletschers zu rekonstruieren. Die Kenntnis der heutigen Energie- und Massenbilanz ermöglicht die Zuordnung von Akkumulationsänderungen der Vergangenheit zu den ursächlichen Klimaänderungen. Ihre Infrastruktur und hohe Informationsdichte machen die Alpen ein ideales Forschungsfeld für dieses Vorhaben. Schlussendlich wird das 39Ar-Datierungsverfahren für die Paläoklimaforschung erschlossen, mit einem möglicherweise ähnlichen Innovationsschub wie die Anwendung von 14C zur Eisdatierung. Den Einfluss vergangener Klimaschwankungen auf Gipfelgletscher besser zu verstehen wird auch ihre Zukunft besser vorhersagbar machen, mit direkter Relevanz zur Adaption an die sich ändernden Klimabedingungen, aber auch als Beitrag zum Verständnis kleinräumiger Klimaschwankungen und zur Bewusstseinsbildung im Hinblick auf den Klimawandel im Alpenraum.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1076: Forschungsverbund zum Verständnis der Verknüpfungen zwischen der oberirdischen und unterirdischen Biogeosphäre, Teilprojekt A 06: Virale Diversität, Viren-de novo-Assemblierung und Viren-Halbwertzeit in Grundwasser

Dieses Projekt wird die Diversität derzeit bekannter Viren durch Hochdurchsatzsequenzierung viraler Genome im Grundwasser ermitteln. Eine offene virologische Fragestellung ist das Finden unbeschriebener Viren. Wir werden unsere kürzlich neu entwickelte Methode nun auch für Viren im Grundwasser weiterentwickeln. Ergänzend werden wir die verschiedenen Metatranskriptome der verschiedenen Standorte im Hainich vergleichen. Weiterhin werden wir die weitgehend unbekannte Halbwertszeit von Viren im Grundwasser ermitteln um somit Rückschlüsse auf die Kommunikationsunterbrechungen mit anderen Organismen machen zu können.

Schwefelverbindungen in der Atmosphaere

Dieses Projekt umfasst zum einen Untersuchungen zur Verweilzeit des SO2 in der Atmosphaere, zum anderen die Messung sehr niedriger SO2 und H2S Konzentrationen. Zur Bestimmung des Ausscheidungsgrades des SO2 am Boden wurden Vertikalprofile (parallel zu Feuchte und Windprofilen) an einem meteorologischen Turm aufgenommen; zur Untersuchung der Oxidationsgeschwindigkeit wurde die Schwefel-38 Aktivitaet (Halbwertszeit 4 h, Produktion durch Hoehenstrahlung) im SO2 und Sulfat gemessen.

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