Ein bereits entwickeltes Messverfahren /1/, bei dem unter relativ stationaeren atmosphaerischen Bedingungen die Schalluebertragungsfunktion in grossen Entfernungen in kurzen Zeiten bestimmt werden kann, wird durch adaptive Filterung dahingehend erweitert, dass laengere Mittelungszeiten fuer ein hoeheres Signal-Rauschverhaeltnis ermoeglicht sind. Die Filterung /2,3/ gleicht die Phasenschwankungen im Uebertragungskanal, die durch meteorologische Bedingungen wie Wind und Temperaturschwankungen verursacht werden, aus und liefert zusaetzliche Informationen ueber die Abhaengigkeit der Schallausbreitung im Freien von meteorologischen Bedingungen /4/. Aus den so erhaltenen Uebertragungsfunktionen werden Rueckschluesse auf die uebrigen Parameter der Schallausbreitung im Freien, wie z.B. Bodenimpendanzen gezogen /5/. Grundsaetzliche Phaenomene beim Durchgang akustischer Wellen durch ein inhomogenes, turbulent strukturiertes Medium werden im Ultraschallmodell untersucht, indem die Ausbreitung eines Schallimpulses im stroemenden Medium gemessen und analysiert wird. Ziel dieser Experimente ist die Aufklaerung besonders ungedaempfter Laermausbreitung unter bestimmten Witterungsverhaeltnissen (insbesondere Windbedingungen) sowie eine verbesserte theoretische Beschreibung der Ausbreitungsvorgaenge /6/, /7/.
Zur Erkundung des Meeresbodens werden weltweit - auch in empfindlichen Habitaten wie der Arktis und Antarktis - regelmäßig Airguns mit tieffrequenten Schallimpulsen und hoher Schallenergie eingesetzt, die sich über große räumliche Distanzen ausbreiten können. Die impulshaften Schallsignale seismischer Airguns gehören zu den lautesten durch den Menschen verursachten Schallsignalen in den Weltmeeren, für die ein signifikantes Schadpotential angenommen wird. Für die Anwendung von seismischen Airguns in soll mit Hilfe dieses Vorhabens der Einsatz umweltfreundlicher Alternativen zum derzeitigen Stand der Technik (Airguns) gefördert werden. Bislang gibt es keine einsatzfähige Alternativen zu Airguns. Der Einsatz sogenannter 'Mariner Vibratoren (MV)' zur Erzeugung vibroseismischer Schallsignale im Meer wird derzeit als aussichtsträchtige Alternative für Airguns diskutiert: MVs generieren kontinuierliche Signale bei deutlich verringerten Spitzenschallpegeln in einem schmaleren Frequenzband, aber mit einer längeren Signaldauer (Sweep). Im Rahmen dieser Pilotstudie soll eine erste Einschätzung möglicher Umweltauswirkungen durch den Einsatz mariner Vibroseismik erfolgen indem Aussagen zum Störungspotential Mariner Vibratoren gemacht werden. Hierzu sollen die Auswirkungen von Marinen Vibratoren auf freilebende, auch in der Antarktis heimischen, Bartenwale untersucht werden. Dazu sollen diese Arten in ihrem Verhalten über und unter Wasser auf Verhaltensänderungen nach Beschallung mit Playback-Aufzeichnungen von Marinen Vibratoren beobachtet werden. Im Ergebnis soll das Vorhaben erste Ergebnisse dazu liefern ab welcher Größenordnung sich vibroseismische Sweep-Signalen auf das Verhalten von Bartenwalen auswirken und welche Schallcharakteristika hierbei von besonderer Relevanz sind. Die Analysen dieser Pilotstudie sollen zu einer zukünftigen Bewertung des Einflusses von Unterwasserschall durch die getesteten Geräte auf das Verhalten mariner Säugetiere und ihr akustisches Habitat beitragen. Zudem sollen die Ergebnisse dieser Studie in die Entwicklung eines umfassenderen Forschungsvorhabens zu dem Potential mariner Vibratoren als Alternative zu Airguns einfließen, bei dem beide Schallquellen im direkten Vergleich betrachtet werden sollen.
Die Kommissionsentscheidung zu Kriterien und methodischen Standards für die MSRL weist für Deskriptor 11 (Einleitung von Energie in die Meere mit Fokus auf Unterwasserschall) zwei Indikatoren aus: einen zu mittel- und tieffrequenten impulshaften Lärmeinträgen und einen weiteren zu tieffrequenten kontinuierlichen Schalleinträgen. Die EU Technical Group Noise empfiehlt für die Erfassung von relevanten impulshaften Schalleinträgen den Aufbau von nationalen Schallregistern, wo diese Lärmeinträge zentral räumlich und im Jahresverlauf erfasst werden sowie die Etablierung eines Messnetzes für Hintergrundschallmessungen. Eine Registrierung für Impulsschall findet momentan lediglich für den Aspekt Rammschall am BSH statt, Hintergrundschallpegel werden selektiv in Schutzgebieten durch das BfN ermittelt. Das Vorhaben soll im Sinne eines Pilot-Monitorings die beiden Indikatoren für die gesamte deutsche AWZ von Nord und Ostsee ausgestalten bzw. implementieren und dabei bestehende Bemühungen integrieren. Gleichzeitig kann innerhalb des Vorhabens die bereits in einem UBA-Forschungsvorhaben entwickelte Prognosesoftware SEANAT zur Abbildung der singulären und kumulativen Schallausbreitung von Lärmquellen in Verbindung mit lokaler Hintergrundschallbelastung unter Beachtung biologischer Grenzwerte weiterentwickelt und mittels eines reales Messnetz fortlaufend validiert werden. Dadurch wird die Ableitung von Mitigationsnotwendigkeiten möglich. Das Vorhaben soll zudem weitere Schwellenwerte und Mitigationsmöglichkeiten ableiten.
<p>Lärm im Meer – der unterschätzte Störfaktor</p><p>Airgunsignale stören Wale über weite Distanzen</p><p>Airguns oder Luftpulser können noch in 2.000 Kilometer Entfernung Meeressäuger stören. Das zeigt eine neue Studie des Umweltbundesamtes. Der Störeffekt kann sowohl die Physis als auch die Psyche der Tiere verschlechtern. Maria Krautzberger, Präsidentin des UBA: „Der Lärm in den Meeren nimmt zu und wird voraussichtlich weiter zunehmen. Allein schon wegen der weiter anstehenden Rohstofferkundungen in den Weltmeeren. Airguns spielen dabei eine wichtige Rolle. Für Meeressäuger sind sie eine erhebliche Störung. Ihre Schallimpulse können die Verständigung von Blau- und Finnwalen extrem einschränken. Im schlimmsten Fall sogar über ein gesamtes Ozeanbecken hinweg.“ Dieser Effekt träte auch dann ein, wenn Airguns nur zu wissenschaftlichen Zwecken eingesetzt werden. Airguns oder Luftpulser wurden entwickelt, um den Meeresboden nach Öl- und Gaslagerstätten zu untersuchen.</p><p>Für Wale ist die Fähigkeit ihre Umgebung akustisch wahrzunehmen lebenswichtig – sie „sehen“ mit den Ohren. Werden diese Signale überdeckt, also das „Sehfeld“ verkleinert, kann dies die biologische Fitness – den physischen und psychischen Zustand – von marinen Säugetieren wie Blau- oder Finnwal verschlechtern. Menschgemachter Unterwasserlärm ist heute in allen Ozeanen fast ständig präsent. Der Schiffsverkehr ist eine Quelle chronischen Lärms, der ein hohes, sogenanntes „Maskierungspotential“ hat. Maskierung bedeutet, dass Schallsignale sich akustisch gegenseitig verdecken. Ein gewolltes Signal zur Verständigung zwischen den Meeressäugern wird dabei durch ein Störsignal verdeckt, also akustisch maskiert. Airguns für die Erkundung des Meeresbodens senden solche Störsignale aus. Sie sind viel lauter, aber auch viel kürzer als typischer Schiffslärm. Für diese lauten Schallimpulse wird schon länger befürchtet, dass sie das Gehör von marinen Säugetieren schädigen können. Solche impulshaften Schallwellen können dabei 1.000-mal lauter sein als ein Schiff. Unterwasserlärm kann aber auch die Kommunikation zwischen Meeressäugern und ihre Wahrnehmung anderer Umgebungsgeräusche stören. Die Wale brauchen diese Signale beispielsweise, um Nahrung oder Paarungspartner zu finden.</p><p>Die neue <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>-Studie demonstriert nun: Airgunsignale können über eine Entfernung von bis mindestens 2.000 Kilometern (km) wirken. Das kann Tiere innerhalb des besonders geschützten Bereiches der Antarktis südlich von 60° betreffen. Selbst dann, wenn die Schiffe nördlich des 60°-Breitengrades mit Airguns bzw. Luftpulsern arbeiten. Schon in mittleren Entfernungen (500-1.000 km) kann das Airgunsignal zu einem intervallartigen Geräusch gedehnt werden, das bereits ein hohes Maskierungspotenzial hat. In Entfernungen ab 1.000 km können sich Airgunimpulse zu einem kontinuierlichen Geräusch ausdehnen. Das schränkt die Verständigung von Blau- und Finnwalen in der Antarktis extrem ein; auf nur noch etwa ein Prozent des natürlichen Verständigungsraumes.</p><p>Die Ergebnisse der UBA-Studie zeigen, dass Maskierungseffekte und signifikante Auswirkungen auf das Vokalisationsverhalten von Tieren über große Distanzen möglich sind und bei der Bewertung von Umweltwirkungen impulshafter Schallquellen wie Airguns beachtet werden sollten. Das Modell soll in einem Folgeprojekt weiterentwickelt werden, so dass auch eine Übertragung auf andere Lebensräume möglich ist. Hierzu gehört zum Beispiel die Arktis, in der in den nächsten Jahren mit einer Vielzahl von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Airgun#alphabar">Airgun</a>-Einsätzen zur Erkundung des Meeresbodens auf Bodenschätze und zur Forschung zu rechnen ist. UBA-Präsidentin Maria Krautzberger: „Wir müssen die Wirkung von Schallimpulsen aus Airguns auf die Meeressäuger genau kennen und diese in die Umweltbewertung der Meeresforschung einbeziehen. Wir brauchen deshalb auch ein internationales Lärmschutzkonzept, zum Beispiel im Rahmen des Antarktis-Vertragsstaaten-Systems.“</p><p>In Deutschland hat das Bundesumweltministerium zum 1. Dezember 2013 ein Schallschutzkonzept für die Nordsee in Kraft gesetzt, das einen naturverträglichen Ausbau der Offshore-Windkraft ermöglicht. Es soll die hier lebendenden Schweinswale besonders in der Zeit der Aufzucht ihres Nachwuchses vor Lärm schützen, der beim Rammen der Fundamente für die Windkraftanlagen entsteht.</p><p>Vollständiger Abschlussbericht zu der UBA-Studie „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/kriterien-entwicklung-eines-modells-zur">Entwicklung eines Modells zur Abschätzung des Störungspotentials durch Maskierung beim Einsatz von Luftpulsern (Airguns) in der Antarktis</a>“.</p><p>Hintergrund</p><p>Bei den zur Erkundung des Untergrundes eingesetzten Airguns (oder Luftpulser) handelt es sich prinzipiell um Metallzylinder, in denen Luft mit hohem Druck komprimiert wird und dann explosionsartig austritt. Hierbei entsteht eine Gasblase, die beim Kollabieren ein sehr kurzes, aber sehr lautes Schallsignal erzeugt. Der größte Teil der von Airguns erzeugten Schallwellen stammt aus dem tiefen Frequenzbereich bis 300 Hertz, so dass eine Überschneidung mit Lauten und Gesängen von Walen und Robben wahrscheinlich ist. Vor allem die im Südlichen Polarmeer häufigen Bartenwale, wie Blauwal oder Finnwal, kommunizieren überwiegend in diesem Frequenzbereich.</p><p>Die UBA-Studie modellierte die Schallausbreitung von Airgun-Signalen für Entfernungen in 100, 500, 1.000 und 2.000 km. Kurze, tieffrequente Schallsignale können sich über große Entfernungen zu einem akustischen Dauersignal verlängern, das ein hohes Störpotenzial hat. Die modellierten Störsignale wurden mit Rufen und Gesängen von Finnwal, Blauwal und Weddellrobbe überlagert, um die Distanzen zu ermitteln, in denen Kommunikationssignale potenziell maskiert (= verdeckt) und dadurch Kommunikationsreichweiten verringert werden können. Die Störsignale wurden mit einem mathematischen Hörmodell im Frequenzbereich der ausgewählten Vokalisationssignale von Weddellrobbe, Blauwal und Finnwal analysiert.</p><p>Diese UBA-Studie zeigt, dass auch die Fernwirkung von Unterwasserlärm nicht unterschätzt werden sollte: Obwohl eine Reihe von Fragen noch unbeantwortet sind, zeigen die Ergebnisse der Studie, dass Maskierung durch Airgun-Signale sehr wahrscheinlich ist und ein Populationseffekt bei dem modellierten Maß der Auswirkung nicht ausgeschlossen werden kann. Dies sollte Eingang in die Betrachtung möglicher Umweltwirkungen impulshafter Schallquellen wie Airguns finden.</p>
Mit der Nutzung der Nord- und Ostsee als Standorte für Windenergieanlagen steigt für Meeressäuger die Belastung durch Unterwasserschall. Die geplanten Methoden und Messverfahren erlauben eine Beurteilung der Auswirkungen von anthropogenen Schalleinträgen auf marine Säugetiere, um ein naturschutzpolitisches Management von Offshore-Windenergieanlagen zu ermöglichen. Das Forschungsvorhaben geht der Frage nach, welche Auswirkungen die Nutzung von Offshore-Windenergie auf die Meeresumwelt hat. Die Emission von Schall spielt dabei eine große Rolle. Marine Säugetiere wie Schweinswale, Seehunde und Robben reagieren empfindlich auf Schallemission. Insbesondere die bei Rammarbeiten entstehenden Schallimpulse und der steigende Hintergrundlärm durch zunehmenden Schiffsverkehr bergen die Gefahr, marine Säugetiere nachhaltig zu stören und zu schädigen. Daher sind die Kenntnisse zu den Auswirkungen von Schall auf das Verhalten und die Hörfähigkeit der Meeressäuger von hoher Bedeutung. Arbeitspakete: - Untersuchung der Auswirkungen von Unterwasserlärm auf Schweinswale, Kegelrobben und Seehunde - Untersuchung der Wirkungen der während des Baus von Windenergieanlagen als Schutzmaßnahme eingesetzten 'seal scarer' auf Schweinswale, Kegelrobben und Seehunde - Auswirkungen des Baus und Betriebes von Windenergieanlagen auf die Habitatnutzung und das Hörvermögen von Schweinswalen sowie weiterführende Untersuchung der Hörsensibilität von Schweinswalen (mehrfache Schallexposition) und 'Synergie-Untersuchungen' - Analyse von Störungen des Energiehaushalts von Schweinswalen durch Schiffslärm und Quantifizierung möglicher Auswirkungen auf die Population - Vorarbeiten zu einem nationalen Monitoring-System, Definition von GES. Im Fokus: - Die Nutzung der Nord- und Ostsee als Standorte für Windenergieanlagen führt zu einer größeren Belastung der Meeressäuger mit Unterwasserschall - Welche Auswirkungen hat Unterwasserschall auf Meeressäuger? - Handlungsempfehlungen für die zukünftige Gestaltung des Ausbaus.
STRAHLENSCHUTZKONKRET Informationen für Schwangere | Verantwortung für Mensch und Umwelt | Eine Schwangerschaft bedeutet für viele werdende Eltern eine Zeit voller Vorfreude und Spannung, ist aber häufig auch mit Sorgen und Ängsten verbunden. Denn das ungeborene Leben ist sehr empfindlich und bedarf eines besonderen Gesundheits- und Lebens schutzes. Gerade in Bezug auf Röntgen- und andere ionisierende Strahlung gibt es viele Unsicherheiten: Schade ich meinem ungeborenen Kind, wenn ich in den Urlaub fliege? Hat es Auswirkungen auf das Kind, wenn ich geröntgt werde? Auswirkungen ionisierender Strahlung auf das Ungeborene Diagnostische Strahlenanwendungen in der Schwangerschaft Grundsätzlich kann ionisierende Strahlung Zellen Das ärztliche Personal muss jede gebärfähige bleibend schädigen. Wird eine Schwangere zumFrau fragen, ob eine Schwangerschaft bestehen Beispiel bei einer Computertomografie geröntgtkönnte, bevor es ionisierende Strahlung an oder mit anderer ionisierender Strahlung belastet, wendet. In den ersten zehn Tagen nach Beginn zum Beispiel bei der Arbeit mit radioaktiven der Regelblutung ist eine Schwangerschaft Quellen, kann das zu Fehlbildungen und Entwick äußerst unwahrscheinlich. Daher sollten länger lungsstörungen beim ungeborenen Kind führen.fristig planbare röntgendiagnostische oder Zudem besteht für das Kind später ein erhöhtesnuklearmedizinische Untersuchungen in diesem Risiko, an Krebs oder Leukämie zu erkranken.Zeitabschnitt durchgeführt werden. Die Auswirkungen der Strahlung können, abNutzen-Risiko-Abwägung hängig von ihrer Energie, sehr unterschiedlichIm Falle einer Schwangerschaft muss besonders sein. Von deterministischen Wirkungen sprichtkritisch geprüft werden, wie notwendig eine man, wenn diese auf ein bestimmtes Ereignis,radiologische Untersuchung ist. Der mögliche eine konkrete Strahlenexposition zurückzufühNutzen für die Mutter muss sorgfältig gegen ren sind. Sie treten akut auf, wenn die Stärkeüber dem strahlenbedingten Risiko für das der Strahlung einen bestimmten SchwellenwertKind abgewägt werden. übersteigt. Dann werden Gewebezellen durch Wenn irgend möglich, Embryo schwer geschädigt werden. Ob ein Scha sollte auf eine den beim Ungeborenen auftritt, ist nicht nur davon abhängig, wie hoch die Strahlendosis ist, Strahlenanwendung sondern auch davon, in welchem Entwicklungs stadium es sich befindet (siehe Infokasten unten). verzichtet werden. die Strahlung abgetötet und je nach Menge der zerstörten Zellen kann ein Organ oder der Bereits bei geringeren Strahlendosen könnenIn manchen Fällen ist den Frauen zum Zeit Jahre und Jahrzehnte nach einer Strahlenpunkt der Strahlenbelastung nicht bewusst, exposition sogenannte stochastische Schädendass sie schwanger sind. Das macht eine nach auftreten. Sie entstehen, wenn durch die Strahträgliche Beratung der Frauen notwendig. Um lung die genetische Zellinformation verändertden betroffenen Frauen und den behandelnden wird. Langfristig können diese VeränderungenÄrztinnen und Ärzten eine fundierte, fall Krebserkrankungen und Leukämien auslösen.bezogene Entscheidungshilfe zu geben, kann Stochastische Wirkungen treten zufällig auf,das ärztliche Personal beim Bundesamt für der Eintritt eines Spätschadens ist jedochStrahlenschutz (BfS) eine schriftliche Anfrage umso wahrscheinlicher, je höher die erhaltenezum individuellen Risiko des Ungeborenen Strahlendosis ist. Eine Schwellendosis wird hierstellen. nicht angenommen. Dieses Risiko betrifft alle Entwicklungsphasen des Ungeborenen. Strahlenwirkung auf das ungeborene Kind in unterschiedlichen Entwicklungsphasen Erster Tag der letzten Regelblutung Die Strahlenwirkung kann dazu führen, dass sich die befruchtete Eizelle nicht einnistet oder abstirbt. Schwellendosis: 50 bis 100 mSv 4 Wochen nach der letzten Regelblutung Zellen teilen und differenzieren sich und es werden die embryonalen Organanlagen, z. B. für Herz und Nervensystem, gebildet. In dieser Phase besteht das Risiko für Fehlbildungen. Schwellendosis: 50 bis 100 mSv 10 Wochen nach der letzten Regelblutung Strahlenbelastungen können ab etwa der 11. Schwangerschaftswoche eine Fehlentwicklung des Gehirns zur Folge haben. Schwellendosis: etwa 300 mSv Geburt 2 Millisievert ist die Maßeinheit für die auf den Menschen einwirkende Strahlendosis. Ultraschallaufnahme des Kopfes eines Ungeborenen. Dosis der Gebärmutter bei konventionellen Röntgen untersuchungen und CT in mSv: Die Gebärmutterdosis kann während der ersten acht Schwangerschaftswochen mit der Ganzkörperdosis des Unge- borenen gleichgesetzt werden. Je weiter die mittels Röntgendiagnostik untersuchte Körperregion von der Gebärmutter entfernt ist, desto geringer ist im Allgemeinen die Strahlenbelastung für das ungeborene Kind. Alternative Untersuchungsverfahren Alternativen zu radiologischen Untersuchungen sind die Ultraschalldiagnostik (Sonografie) und die Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT, auch Kernspintomografie genannt). Hier sind keine Röntgenstrahlen oder radioaktiven Stoffe für die Bildgebung notwendig. Bei der Ultraschall-Diagnostik werden Ultra Röntgen Computer- tomografien (CT) schallimpulse in den Körper gesendet und die in den Gewebeschichten unterschiedlich reflektierten Signale („Echos“) empfangen. Im Rahmen der Schwangerschaftsvorsorge werden in der Regel um die 10., 20. und 30. Schwanger schaftswoche konventionelle Ultraschall-Unter Schädel < 0,1 Brustkorb in 2 Ebenen < 0,01 suchungen angewendet. Bei Verdacht einer bestimmten Fehlbildung oder Erkrankung kann eine weiterführende Untersuchung mit spezi ellen Doppler-Verfahren durchgeführt werden, Brustkorb < 0,3 die insbesondere Aussagen über die Blutfluss geschwindigkeiten in Gefäßen ermöglichen. Herkömmliche Ultraschall-Untersuchungen können zwar zu einer Erwärmung des unter suchten Gewebes führen, jedoch ist diese mini Lenden- wirbelsäule in 2 Ebenen 1 – 4* mal. Beim Doppler-Verfahren ist es hingegen Oberbauch 3 – 10 möglich, dass sich das Gewebe überwärmt. Zur Sicherheit von Embryo oder Fetus werden hier während der Untersuchung verschiedene Geräteparameter überwacht, für die Grenz werte festgelegt sind. Becken 1 – 3* Becken 15 – 30* Während Ultraschall-Untersuchungen als un schädlich gelten, sollten MRT-Untersuchungen bei Schwangeren, insbesondere im ersten Schwangerschaftsdrittel, nur nach sorgfältiger Nutzen-Risiko-Abwägung und Aufklärung der Eltern durchgeführt werden. Bei einer MRT-Untersuchung sind die Schwan geren verschiedenen (elektro-)magnetischen Feldern ausgesetzt. Die wenigen bislang * Bei diesen Untersuchungen liegt die Gebärmutter im Nutzstrahlfeld. vorliegenden Studien zur Wirkung dieser Felder auf das Ungeborene haben keine schädlichen Effekte gezeigt. Allerdings ist die Aussagekraft dieser Studien aufgrund der geringen Fall zahlen und der Probleme bei der Interpretation der Ergebnisse bislang begrenzt. 3
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