Radioaktivität: Umweltradioaktivität

Radonexposition

Das radioaktive Edelgas Radon entsteht als Zerfallsprodukt aus den natürlichen Zerfallsreihen der Elemente Uran und Thorium und kommt in jedem Gestein und Boden vor. Als Edelgas ist Radon chemisch inert und nicht an seinen Entstehungsort gebunden. Es diffundiert durch den Boden, wird in Wasser gelöst oder tritt an der Erdoberfläche in die Atmosphäre aus.
Radon und seine Folgeprodukte (FP) gelangen über die Atemluft in den menschlichen Körper und tragen wesentlich zur Strahlenexposition der Bevölkerung bei (Abb. 1).

strahlenexposition.png

Im Freien ergibt sich eine Verdünnung mit der Atmosphärenluft auf typischerweise einige zehn Bq/m3, in geschlossenen Räumen können sich jedoch um Größenordnungen höhere Konzentrationen des Radons ergeben. Die Radonkonzentration in Gebäuden unterliegt einer Vielzahl von Parametern, so dass eine Vorhersage alleine aufgrund der geologischen Struktur nicht ohne weiteres möglich ist.

Zunächst ist die geologische Verfügbarkeit des Radons in Abhängigkeit von der Konzentration der Mutternuklide (insb. Th-232, Ra-226, Uran) im Boden und dessen Durchlässigkeit gegenüber Radon zu berücksichtigen [2]. Einen besonderen Einfluss haben geologische Störungen, Verwerfungen und Risse, entlang deren sich Radon bevorzugt ausbreitet. Dies kann zu starken räumlichen Variationen der Radonkonzentration führen. Der Übertritt in Gebäude hängt wiederum von einer Vielzahl von Faktoren ab, wie z. B. der Gründung, der Beschaffenheit der Bodenplatte, dem Anschluss an Kanalisation usw. Außerdem beeinflusst Bauart, Baumaterial und Beschaffenheit des Gebäudes, Belüftung, Lüftungs- und Lebensgewohnheiten der Bewohner den Gehalt an Radon in der Raumluft. Generell finden sich in Kellern höhere Werte als in darüber liegenden Geschossen [5].

Als Maß für die Radonverfügbarkeit dient die Radonaktivitätskonzentration in der Bodenluft. Sie wurde im Rahmen einer bundesweiten Übersichtserhebung in 1 m Tiefe gemessen und zur flächenhaften Darstellung zwischen den Messorten abstandgewichtet linear auf Rasterbasis innerhalb generalisierter geologischer Einheiten interpoliert (Karte 1) [3]. Die Radonaktivitätskonzentration in der Bodenluft variiert in Hessen zwischen Werten von < 10 und 156 kBq/m3, wobei die höchsten Werte über Graniten und Rhyolithen des Odenwaldes auftreten (Karte 1 und 3). Die Böden über diesen Gesteinen weisen etwas erhöhte Gehalte (bis 6 ppm) an Uran, dem Mutternuklid des Radon, auf. Mittlere Werte wurden über den gefalteten devonisch-karbonischen Sedimentgesteinen des Rheinischen Schiefergebirges im Westen und dem Buntsandstein im Norden des Landes gemessen. Generell niedrige Konzentrationen weisen die Böden der Basalte des Vogelsberges auf, wo Werte < 10 kBq/m3 typisch sind. Diese räumlichen Strukturen lassen sich sowohl in der Karte der Geologie Hessens (Karte 3), als auch in der des geogenen Radonpotenzials erkennen. Eine enge Korrelation ist allerdings aufgrund des generell niedrigen Radonniveaus nicht erkennbar. Insgesamt kann das geogene Radonpotenzial in Hessen im Vergleich zu anderen Bereichen des Bundesgebietes (z. B. Oberpfalz, Fichtelgebirge, Vogtland, Thüringer Wald und Erzgebirge) als gering bis mittel eingeordnet werden [4].

Karte 2 gibt einen Eindruck über die räumliche Verteilung der auf Gemeindeebene gemittelten Messungen der Radonkonzentration in Gebäuden. Für diese Darstellung wurden in Hessen unter Berücksichtigung der Bevölkerungsdichte 473 Wohnungen ausgewählt und der Radongehalt über einen Zeitraum von 3 Monaten ermittelt. Ausführliche Information zu den Details der Untersuchungen finden sich in [5]. Werte innerhalb des von der Strahlenschutzkommission für Gebäude definierten Normalbereiches (< 250 Bq/m3) sind im Landesgebiet die Regel. Die Karten 1 und 2 zeigen eine generelle übereinstimmung mit niedrigen Werten in den zentralen Teilen des Landes. Die höchsten Werte für die Radonkonzentration in Gebäuden treten im Schiefergebirge im Westen (Karte 1) bei mittleren Bodenluftkonzentrationen auf. Dagegen finden sich im Bereich des Odenwaldes keine erhöhten Innenraumkonzentrationen, was aufgrund des dort erhöhten geogenen Radonpotenzials eigentlich zu vermuten wäre. Dies dürfte daran liegen, dass die Ermittlung der Radonkonzentrationen in Gebäuden als Übersichtserhebung unter Gewichtung der Bevölkerungsdichte konzipiert war und so der Odenwald wegen seiner geringen Bevölkerungsdichte nicht so beprobt werden konnte wie es seiner kleinräumigen Struktur entspräche. Hinzu kommt die Schwierigkeit, Radonkonzentrationen in Wohnräumen allein aus Übersichtsmessungen der Bodenluft herzuleiten, da eine Vielzahl von nicht ohne weiteres quantitativ erfassbaren Faktoren (bauliche Gegebenheiten, Lebensgewohnheiten der Bewohner) die Radonkonzentration beeinflusst. Diese Faktoren dominieren insbesondere in Gebieten wie Hessen mit einem relativ geringen geogenen Radonpotenzial. Um eine engere Korrelation zwischen Bodenluftaktivitätskonzentration und Gebäudeaktivitätskonzentration zu ermitteln, müsste in unmittelbarer Nähe der betroffenen Gebäude die Radonkonzentration der Bodenluft gemessen werden.

Wegen des geringen bis mittleren geogenen Radonpotenzials in Hessen ist nicht mit wesentlichen Überschreitungen der Richtwerte zu rechnen. In Einzelfällen können aufgrund ungünstiger Randbedingungen allerdings erhöhte Radonkonzentration auftreten.

Literatur

[1] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung, Jahresbericht 2014, Bonn, 2016

[2] Kemski, J., Klingel, R., Siehl, A. (1996): Das geogene Radon-Potential.- in: Siehl, A. (Hrsg.): Umweltradioaktivität.- S. 179-222, Reihe Geologie und ökologie im Kontext, Ernst & Sohn, Berlin

[3] Kemski, J., Siehl, A., Stegemann, R., Valdivia-Manchego, M. (1998): Mapping the geogenic radon potential in Germany using GIS-techniques.- in: Barnet, I., Neznal, M. (Hrsg.): Radon investigations in Czech Republic VII and the fourth International Workshop on the Geological aspects of radon risk mapping.- S. 45-52

[4] Kemski, J., Siehl, A., Valdivia-Manchego, M. (1998): Das geogene Radon-Potential in Deutschland.- in: Winter, M., Henrichs, K., Doerfel, H. (Hrsg): Radioaktivität in Mensch und Umwelt, FS-98-98-T, 297-403, Verlag TÜV-Rheinland, Köln

[5] M. Urban, A. Wicke, H. Kiefer: Bestimmung der Strahlenbelastung der Bevölkerung durch Radon und dessen kurzlebige Zerfallsprodukte in Wohnhäusern und im Freien, KfK-Bericht 3805, 1985, Karlsruhe

 

© 2013 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie