Radioaktivität: Umweltradioaktivität

Messprogramme zur Überwachung der Umweltradioaktivität

Einführung

Als Beginn der behördlichen Überwachung der Umweltradioaktivität in der Bundesrepublik Deutschland ist das Jahr 1955 anzusehen, in dem der Deutsche Wetterdienst (DWD) gesetzlich dazu verpflichtet wurde, die Atmosphäre auf radioaktive Nuklide und deren Ausbreitung zu überwachen [1]. Eine erhebliche Ausweitung der Maßnahmen zur Überwachung der Umweltradioaktivität war dann im Jahr 1957 mit der Unterzeichnung des Vertrages zur Gründung der Europäischen Atomgemeinschaft (Euratom) [2] verbunden, der u. a. die Schaffung von Einrichtungen zur Überwachung der Radioaktivität der Luft, des Wassers und des Bodens in den Mitgliedstaaten fordert.

Auf Grund der föderativen Struktur der Bundesrepublik Deutschland bildete sich bereits in der zweiten Hälfte der Fünfzigerjahre eine Aufgabenteilung zwischen Bund und Ländern heraus, die 1961 durch entsprechende Vereinbarungen [3] fixiert wurde und die in ihren wesentlichen Grundzügen noch heute Gültigkeit hat. Gemäß dieser Vereinbarung oblag die regelmäßige Überwachung der Atmosphäre, der Bundeswasserstraßen und des Meeres dem Bund, während die Überwachung der sonstigen Oberflächengewässer, des Trinkwassers, der Abwässer, des Bodens, des Bewuchses und der Lebensmittel den Bundesländern zufiel. Dennoch wurde die Überwachung der Umweltradioaktivität als gemeinsam zu bewältigende Aufgabe verstanden und demzufolge den Überwachungsaufgaben ein gemeinsamer Messprogrammrahmen zugrundegelegt[4][5].

Die Erfahrungen und Erkenntnisse der in der Bundesrepublik Deutschland mit der Bewältigung der Folgen des Reaktorunfalls in Tschernobyl befassten Institutionen gaben Anlass zu einer Neuregelung der Zuständigkeiten und der Organisation der Überwachung der Umweltradioaktivität. Diese erfolgte durch die Verabschiedung des Strahlenschutzvorsorgegesetzes Ende 1986 [6], mit dem neben der Neufassung der Vorgaben für die Umweltüberwachung erstmals auch gesetzliche Regelungen für die Optimierung der Strahlenschutzvorsorge getroffen wurden. Insgesamt umfasst das Strahlenschutzvorsorgegesetz folgende Regelungsbereiche:

  • Zuweisung von Überwachungsaufgaben zur arbeitsteiligen Erledigung durch die Mess- und Leitstellen des Bundes sowie durch die Messstellen der Länder. Dabei sind
  • Aufgaben des Bundes:

    Aufgaben der Länder:

  • Einrichtung eines Informationssystems "Radioaktivität in der Umwelt", in dem die dem Bund übermittelten Daten der Messstellen des Bundes und der Länder und ggf. auch anderer Stellen zusammengefasst, aufbereitet und dokumentiert werden.
     
  • Festlegung der alleinigen Zuständigkeit des Bundes für die Bewertung der Daten der Umweltradioaktivität.
     
  • Ermächtigung des für Angelegenheiten der Umweltradioaktivität zuständigen Bundesministeriums zur Festlegung von Dosiswerten, Kontaminationswerten und Berechnungsverfahren.
     
  • Ermächtigung der jeweils zuständigen Bundesministerien zur Durchsetzung von Verboten und Beschränkungen hinsichtlich des Inverkehrbringens, der Einfuhr und ggf. auch Verwertung von radioaktiv kontaminierten Lebensmitteln, Futtermitteln, Arzneimitteln und sonstigen Stoffen.
     
  • Festlegung von Befugnissen für die mit der Kontrolle des grenzüberschreitenden Verkehrs beauftragten Behörden.
     
  • Festlegung der Zuständigkeiten für die Herausgabe von Empfehlungen an die Bevölkerung.
     
  • Für den Aufgabenbereich Ermitteln, Übermitteln, Zusammenfassen, Aufbereiten und Dokumentieren von Daten wurde das Integrierte Mess- und Informationssystem IMIS geschaffen [7]. Dieses System umfasst die Messeinrichtungen bei Bund und Ländern zur Erfassung der Radioaktivität in der Umwelt sowie ein rechnergestütztes Kommunikationssystem zur Übermittlung und Aufbereitung der erfassten Daten. Zur Gewährleistung eines bundesweit einheitlichen Vorgehens bei den Umweltradioaktivitätsmessungen ist den Messstellen der Umfang der Messungen und die dabei anzuwendenden Messverfahren durch zwischen den zuständigen Bundes- und Länderbehörden abgestimmte Messprogramme verbindlich vorgegeben [8] [9].

    Messprogramme

    Entsprechend den Schutzzielen des Strahlenschutzvorsorgegesetzes sind die Programme für die Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt in zwei Teilprogramme gegliedert:

  • Das Routinemessprogramm, zur ständigen Überwachung der Umweltradioaktivität und
  • Das Intensivmessprogramm, das der Ermittlung der radiologischen Situation im Falle von Ereignissen mit erhöhter Freisetzung radioaktiver Stoffe dient.
  • An den Überwachungsmaßnahmen nach diesen Programmen sind in Hessen zwei Landesmessstellen beteiligt. Dies sind die Radionuklid- und Kernstrahlungsmesslabors des Hessischen Landesamtes für Naturschutz, Umwelt und Geologie in Kassel und Darmstadt. Die Probenahme erfolgt durch den Probenahmedienst des Hessischen Landesamtes für Naturschutz, Umwelt und Geologie sowie in Zusammenarbeit mit dem Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen, dem Regierungspräsidium Gießen, den Ämtern beziehungsweise Fachdiensten für Veterinärwesen und Verbrauscherschutz der Landkreise und kreisfreien Städte und den für den ländlichen Raum zuständigen Stellen der Landkreise.

    Die Wahrnehmung des dem Bund zugewiesenen Aufgabenbereichs bei der messtechnischen Überwachung der Umweltradioaktivität erfolgt in Hessen durch drei Messstellen des Bundes. Diese sind das Bundesamt für Strahlenschutz - Institut für Atmosphärische Radioaktivität, der Deutsche Wetterdienst und die Bundesanstalt für Gewässerkunde, die entsprechend der ihnen durch das Strahlenschutzvorsorgegesetz übertragenen Aufgaben Messstationen bzw. ortsfeste Messeinrichtungen in Hessen betreiben.

    Routinemessprogramm

    Die Überwachung der Umweltradioaktivität nach dem Routinemessprogramm erfolgt zur Ermittlung der aktuellen Strahlenexposition des Menschen durch radioaktive Stoffe in der Umwelt sowie zur Gewinnung von Referenzwerten für die Beurteilung von künftigen Ereignissen mit erhöhter Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Umwelt [8].

    Zur Erfüllung dieser Aufgaben ist ein bundeseinheitliches Vorgehen unabdingbar. Das Routinemessprogramm wurde daher (wie später auch das Intensivmessprogramm) zwischen dem Bund und den Ländern abgestimmt und den für den Vollzug des Strahlenschutzvorsorgegesetzes zuständigen Behörden des Bundes und der Länder als verbindlicher Handlungsrahmen vorgegeben. Auf dieser Grundlage wurde ein spezielles Messprogramm zur Überwachung der Umweltradioaktivität in Hessen erstellt, in dem für jedes einzelne zu beprobende Produkt / Medium die einzuhaltenden Probenahmeorte und Beprobungszeitpunkte sowie die anzuwendenden Mess- und Analyseverfahren festgeschrieben sind. Darüber hinaus wurde im landeseigenen Interesse der Umfang der den Landesmessstellen zugewiesenen Überwachungsmaßnahmen erweitert, indem an vier Orten in Hessen die Beprobung des Niederschlags zur Bestimmung der Niederschlagsaktivität aufgenommen wurde. Die in Hessen durch die Landesmessstellen zu überwachenden Produkte / Medien sowie die Anzahl der jährlich insgesamt durchzuführenden Probenahmen und Messungen / Analysen nennt Tabelle 1.

    Durch Messstellen des Bundes wird in Hessen an zwei Messstationen eine kontinuierliche Bestimmung radioaktiver Stoffe in der Luft, d. h. die Messung der Gesamt-alpha-/Gesamt-beta-Aerosolaktivität, der nuklidspezifischen gamma-Aerosolaktivität und der Aktivität von gasförmigem I-131 durchgeführt. Diese Messungen werden durch Einzelnuklidbestimmungen an Aerosolproben und in Niederschlagsproben ergänzt. Die Überwachung der Radioaktivität in Oberflächengewässern (Bundeswasserstraßen) erfolgt in Hessen an einer Messstation (Rhein) durch kontinuierliche Messung der Gesamt-gamma- und Gesamt-beta-Konzentration. Ergänzt werden diese Messungen durch Gesamt-alpha-Messungen und Einzelnuklidbestimmungen an Wasserproben sowie durch Einzelnuklidbestimmungen an Schwebstoff- und Sedimentproben. Darüber hinaus wird in Hessen mit insgesamt ca. 100 ortsfesten Messeinrichtungen kontinuierlich die Gammaortsdosisleistung gemessen.

    Einen Überblick über die Lage der für den Vollzug des Routinemessprogramms in Hessen festgelegten Probenahme- und Messorte zeigen zwei Karten, die sich auf Lebensmittel und Futtermittel und sonstige Umweltbereiche beziehen; die Lage der Messstationen und ortsfesten Messeinrichtungen des Bundes in Hessen gibt eine weitere Karte wieder.

    Tabelle 1:
    Anzahl der Probenahmen und Messungen pro Jahr zur Bestimmung der Radioaktivität in der Umwelt in Hessen


    Zu beprobendes
    Produkt/Medium
    Anzahl der Probenahmen/Messungen pro Jahr
     
    gamma-Einzel-
    nuklide
    Sr-90
    H-3
    alpha-Einzel-
    nuklide
    Lebensmittel (Summe)
    Freilandgemüse
    Obst
    Getreide
    Kartoffeln
    Fleisch
    Geflügel
    Fisch
    Milch
    Trinkwasser
    Gesamtnahrung
    Säuglings- und
    Kleinkindernährung
     
    280
    66
    15
    35
    5
    30
    12
    10
    48
    21
    26
    12

     
    43
    7
    2
    3
    1
    -
    -
    2
    16
    6
    4
    2

     
    6
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    6
    -
    -

     
    6
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    -
    6
    -
    -

     
    Futtermittel
    33
    8
    -
    -
     
    Lebens- und
    Futtermittel-
    Importe


    37


    -


    -


    -
     
    Boden
    Acker, Weide- und
    Waldboden
    in-situ-Messung


    15
    30


    7
    -


    -
    -


    -
    -
     
    Indikatorpflanzen
    15
    -
    -
    -
     
    Niederschlag
    48
    -
    -
    -
     
    Grundwasser
    8
    4
    4
    4
     
    Oberflächengewässer
    Wasser
    Schwebstoff
    Sediment

    24
    12
    24

    8
    -
    -

    24
    -
    -

    8
    -
    -
     
    Kompost
    6
    -
    -
    -
     
    Kläranlagen
    Abwasser
    Klärschlamm

    20
    20

    4
    4

    -
    -

    4
    4
     
    Hausmülldeponien
    Sickerwasser

    4

    -

    4

    -
     

    Verbrennungsanlagen
    Schlacke, Asche,
    Filterstaub u.a.



    14


    -


    -


    -
     

     

    Intensivmessprogramm

    Das Intensivmessprogramm tritt im Falle von Ereignissen mit erhöhter Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Umwelt an die Stelle des Routinemessprogramms [9]. Im Vordergrund der Maßnahmen zur Überwachung der Umweltradioaktivität stehen jetzt

  • die schnelle Erstellung von Übersichten über die radiologische Lage
  • die Ermittlung von Basisdaten als Grundlage für Empfehlungen und eventuell erforderliche Vorsorgemaßnahmen zur Minimierung der Strahlenexposition
  • die Abschätzung der zu erwartenden ereignisbedingten Strahlenexposition.

    Die Entscheidung über die Auslösung und die Beendigung des Intensivbetriebs liegt beim Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit.
  • Im Intensivfall sind die von den Messstellen der Länder durchzuführenden Probenahmen und Messungen von der Art und dem Ausmaß des Ereignisses und dem Ereignisablauf abhängig. Im Falle eines Ereignisses mit luftgetragenen radioaktiven Freisetzungen wird von einem in 3 Phasen variierenden Programmvollzug ausgegangen.

    Der Zeitraum vor und während Durchzug einer radioaktiven Wolke bildet die Ereignisphase I, in der vorrangig die Messeinrichtungen des Bundes Radioaktivitätsbestimmungen der bodennahen Luft und der freien Atmosphäre, des Niederschlags, der Bodenoberfläche und in Gewässern vornehmen.

    Unmittelbar nach einer Ausbreitung radioaktiver Stoffe werden in der Ereignisphase II zusätzlich durch die Messeinrichtungen der Länder weiter Bestimmungen der am Boden abgelagerten Radioaktivität durchgeführt. Es wird insbesondere die Radioaktivität in Weiden- und Wiesenbewuchs, in Blattgemüse und weiteren pflanzlichen Nahrungsmitteln aus Freilandanbau, in Milch und Fleisch, Trinkwasser, Oberflächenwasser und Fisch und in Reststoffen der Abfall- und Abwasserbehandlung bestimmt.

    Die durchzuführenden Messungen und Probenahmen erfolgen an den im Routinemessprogramm festgelegten Orten und an weiteren Messorten, die entsprechend der zu erwartenden radiologischen Situation zur Verdichtung des Messnetzes festzulegen sind. Gleichzeitig wird auch die Häufigkeit der Messungen und Probenahmen gegenüber dem Routinemessprogramm erheblich verdichtet. Die Messungen erfolgen vorzugsweise unter Einsatz von Schnellmessmethoden.

    Wochen bzw. Monate nach Durchzug einer radioaktiven Wolke, wenn die Anfangskontaminationen in den einzelnen Medien deutlich zurückgegangen sind, geht die Ereignisphase II in die Ereignisphase III über. Die Messungen und Radioaktivitätsbestimmungen orientieren sich im Wesentlichen wieder an den Festlegungen des Routinemessprogramms. Bei hoch kontaminierten und für die Strahlenbelastung des Menschen relevanten Produkten / Medien ist der Aktivitätsverlauf jedoch weiterhin durch eine gegenüber dem Routinemessprogramm räumlich und zeitlich verdichtete Beprobung zu verfolgen.

    Die Messstellen des Bundes führen die Überwachungsmaßnahmen in allen drei Ereignisphasen an den von ihnen betriebenen Messstationen fort. Die Messwertausgabe wird jedoch in den Ereignisphasen I und II von Tagesmittelwerten auf 2-Stunden-Mittelwerte umgestellt. Weiterhin werden die Häufigkeit der kontinuierlichen Probenahmen und Messungen an die jeweilige Ereignisphase angepasst sowie unverzüglich nach Ereigniseintritt gammaspektrometrische in-situ-Messungen aufgenommen.

    Zusätzlich sind Messungen aus der Luft (Messflüge) zur Ermittlung der großräumigen Kontamination der Bodenoberfläche sowie zur Lokalisierung ggf. punktueller Kontaminationen durch gammastrahlende Radionuklide sowie in der Ereignisphase I Messungen und Probenahmen zur Ermittlung der Aktivitätskonzentration in der höheren Atmosphäre vorgesehen.


    Literatur

    [1] Gesetz zur Ergänzung des Gesetzes über den Deutschen Wetterdienst vom 08.08.1955, BGBl I S.506

    [2] Vertrag zur Gründung der Europäischen Atomgemeinschaft (Euratom) vom 25.03.1957

    [3] Vereinbarung des Länderausschusses für Atomkernenergie vom 30.11.1961

    [4] Der Bundesminister für Atomkernenergie und Wasserwirtschaft: Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung, I. Vierteljahresbericht 1961

    [5] Der Bundesminister des Innern: Richtlinie für die Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt, Entwürfe vom 14.03.1983 und vom 20.03.1986 RSII4-515603/8

    [6] Gesetz zum vorsorgenden Schutz der Bevölkerung gegen Strahlenbelastung vom 19.12.1986 (Strahlenschutzvorsorgegesetz - StrVG), BGBl I S.2610

    [7] Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Intergrierten Mess- und Informationssystem nach dem Strahlenschutzvorsorgegesetz (AVV-IMIS) vom 13.12.2006, Banz. 58 Nr. 244a vom 29.12.2006

    hierzu

    [8] Anhang 1, Messprogramm für den Normalbetrieb (Routinemessprogramm)

    [9] Anhang 2, Messprogramm für den Intensivbetrieb (Intensivmessprogramm)

    [10] Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Jugend, Familie und Gesundheit (Hrsg.): Strahlenschutz und Strahlenschutzvorsorge in Hessen - Jahresbericht 1997/98


    © 2014 Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie