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Nach der Wiedervereinigung Deutschlands waren in den neuen Bundesländern Landesmessstellen zum Vollzug des Strahlenschutzvorsorgegesetzes (StrVG) aufzubauen, da die Überwachung der Umweltradioaktivität in der DDR zentral durch das Staatliche Amt für Atomsicherheit und Strahlenschutz in Berlin wahrgenommen wurde. Das Thüringer Ministerium für Umwelt und Landesplanung beauftragte die TLU im August 1991, zwei Landesmessstellen für Umweltradioaktivität einschließlich einer Landesdatenzentrale aufzubauen.
Eine Messstelle war hinsichtlich der Raum-, Messtechnik- und Personalanforderungen für Messaufgaben im Rahmen des StrVG , die andere schwerpunktmäßig für die Überwachung der natürlichen, vor allem bergbaubedingten Radioaktivität auszustatten. Beide Messstellen waren in das "Integrierte Mess- und Informationssystem zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt - IMIS" einzugliedern und im Falle eines großräumigen radiologisch relevanten Ereignisses auf eine gemeinsame Durchführung der Messungen zur Bewertung der radiologischen Situation in Thüringen zu orientieren.
Beim Aufbau der Überwachung der natürlichen und bergbaubedingten Umweltradioaktivität im Wismutgebiet musste Grundlagenarbeit geleistet werden, da Daten und Erfahrungen nur innerhalb der Sowjetisch-Deutschen Aktiengesellschaft vorhanden und dem Land bis dato kaum zugänglich waren.
Die Landesmessstelle für Umweltradioaktivität Jena nahm am 1. Januar 1992 ihre Tätigkeit auf. Wegen der besonderen Anforderungen an die Auslegung der Räume eines Radionuklidlaboratoriums, die das TLU- Verwaltungsgebäude nicht erfüllte, musste die Messstelle zunächst im Isotopenlaboratorium eines ehemaligen Akademieinstitutes in Jena-Zwätzen eingerichtet werden. Mittelfristig war ein Neubau geplant, da einige Mängel hinsichtlich des geforderten sicherheitstechnischen Standards und die zu geringe Arbeitsfläche den Leistungsumfang zunehmend begrenzten. Am 1. Januar 1992 begannen sieben Mitarbeiter des ehemaligen Instituts für Pflanzenernährung und Ökotoxikologie der Akademie der Landwirtschaftswissenschaften der DDR mit dem Aufbau der Messstelle. Mit insgesamt neun Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern war Mitte 1992 der personelle Aufbau der Landesmessstelle Jena einschließlich der IMIS-Landes-Datenzentrale abgeschlossen. Die notwendige Mess- und Gerätetechnik zum Vollzug der Aufgaben nach § 3 StrVG wurde für die neuen Länder vom Bundesamt für Strahlenschutz zentral beschafft und und vom Bund finanziert.
Mitarbeiterin bei der Herstellung eines Messpräparates für die Alphaspektrometrie
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Nach Inbetriebnahme der Technik und einer Einarbeitungszeit von wenigen Monaten wurden im Herbst 1992 die ersten gammaspektrometrisch ermittelten Überwachungsergebnisse im Rahmen der Bundesauftragsverwaltung an das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit übergeben. Bis 1995 wurde das gesamte Aufgabenspektrum (gamma- und alphaspektrometrische Analysen wie auch Strontium-89/90- und Tritiumbestimmungen) systematisch erschlossen und ausgeführt (Abbildung 34). Parallel dazu wurden im Auftrag des TMLNU landeseigene Messprogramme aufgebaut. Dazu gehören ein automatisches Messnetz zur Überwachung der Gamma-Ortsdosisleistung an Orten mit hoher Bevölkerungsdichte und Messprogramme zur Überwachung der Radioaktivität in Talsperren zur Trinkwassergewinnung und in Waldökosystemen. Im gleichen Jahr wurde mit dem Umbau eines Gebäudes im Gewerbepark Jena-Göschwitz begonnen. Mitte 1996 wurde die neue Radioaktivitäts-Messstelle mit modernen Aufbereitungs-, Labor- und Messräumen, in denen sowohl Analysen von Radionukliden im Spurenbereich als auch von Stoffen mit höheren Kontaminationen möglich sind, bezogen.
Messraum beim Aufbau der Messstelle Gera
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Die Landesmessstelle für Umweltradioaktivität Gera nahm am 1. Mai 1992 mit einem Mitarbeiter ihre Tätigkeit auf. Als Arbeitsort wurde wegen der räumlichen Nähe zum Aufgabenschwerpunkt, der fachwissenschaftlichen und fachtechnischen Unterstützung der Genehmigungs- und Aufsichtsbehörden bei der Überwachung der Wismutsanierung, Gera bestimmt. Im August 1992 konnten Räume eines ehemaligen Technikums der Jenoptik GmbH bezogen werden, die aber weder über die für Radioaktivitätsmessungen notwendige Infrastruktur noch über geeignete Laboreinrichtungen verfügten. Der Messstellenbetrieb beschränkte sich auf Beratungsleistungen für Landesbehörden und Vor-Ort-Messungen. Der weitere Personalausbau erfolgte stufenweise. 1994 war die Personalbesetzung mit insgesamt vier Mitarbeitern vorerst erreicht.
Bis Ende 1992 waren die Messverfahren zur Bestimmung von Radium und Uran im Wasser erprobt und in die Routine überführt. Parallel dazu erfolgte die Inbetriebnahme der vom Bund bereitgestellten Mess- und Gerätetechnik zum anteiligen Vollzug der Messungen gemäß StrVG. Ende 1992 begannen die Planungsarbeiten für den Ausbau einer modernen Messstelle im Bereich der Außenstelle des Wasserlabors Ost der TLU in der Hermann-Drechsler-Straße. Im Zeitraum Dezember 1993 bis Februar 1994 fand der Umzug in die neu eingerichteten Räume statt. Sie erfüllen weitgehend die Anforderungen einer Radioaktivitäts-Messstelle. Zu diesem Zeitpunkt konnte der Anteil der Messstelle am IMIS-Messprogramm bereits vollständig abgedeckt werden. Auch die Basis zum weiteren Aufbau der im Rahmen der Umweltüberwachung und Betreiberkontrolle bei der Wismutsanierung notwendigen Messmethoden war gegeben.
Bis 1997 wurde die Methodik der Messungen zur Betreiberkontrolle und Umgebungsüberwachung in enger Zusammenarbeit zwischen den zuständigen Genehmigungs- und Aufsichtsbehörden Thüringens und der Landesmessstelle abgestimmt und durchgeführt. Ende 1997 wurde die, unter Mitwirkung der Messstelle verfasste, "Richtlinie zur Emissions- und Immissionsüberwachung bei bergbaulichen Tätigkeiten" (REI-Bergbau) durch den BMU verabschiedet. Sie bildet die Basis für eine einheitliche Durchführung der Kontroll- und Überwachungsmessungen für alle Beteiligten. Im Jahre 1998 bestimmte das Bergamt Gera die TLU als unabhängige Messstelle im Sinne der genannten Richtlinie. Die Messstelle Gera nimmt diese Fachaufgabe wahr und führt das vorgegebene Messprogramm durch. Dazu war z. B. auch die Anpassung einiger Messverfahren an die Anforderungen der REI-Bergbau notwendig.
Blick in den neuen Messraum der Messstelle Gera
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Heute ist die Messstelle in der Lage, einen Großteil der Messungen gemäß REI-Bergbau durchzuführen und Qualitätssicherungs- und Kontrollaufgaben zur Messung der natürlichen Radioaktivität in Thüringen wahrzunehmen. Hierzu verfügt sie über langjährige Erfahrungen, moderne Geräte- und Analysenmesstechnik sowie über umfangreiche Möglichkeiten zu Vor-Ort-Messungen, welche die hohen Anforderungen zum Nachweis von Radioaktivität bis zum Niveau der natürlichen Untergrundstrahlung erfüllen.
Alle Maßnahmen der Überwachung der Umweltradioaktivität zielen darauf ab, den Umgang mit radioaktiven Stoffen zu kontrollieren sowie Mensch und Umwelt vor Schaden durch ionisierende Strahlung zu bewahren. Angesichts der kontroversen Diskussionen zur Nutzung der Radioaktivität ist für die Landesmessstellen sehr wichtig, nicht nur exakte Analysen- und Messergebnisse, sondern auch objektive, fachlich fundierte und nachvollziehbare Bewertungen abzugeben.
Die Landesmessstellen führen die Überwachung der Radioaktivität in allen für die Strahlenexposition des Menschen relevanten Umweltbereichen durch. Bei der Überwachung nach Strahlenschutzvorsorgegesetz wird zwischen dem Routinemessbetrieb und - dem im Falle eines radiologischen Ereignisses mit Freisetzung von Radioaktivität - vom BMU angeordneten Intensivmessbetrieb unterschieden. Nach einem zwischen Bund und Land abgestimmten Mengengerüst obliegt den Messstellen die Organisation der Probenahmen, die Aufbereitung und Messung sowie die Weitergabe der geprüften Messwerte über die IMIS- Landesdatenzentrale an die Zentralstelle des Bundes. Die Proben werden nach einem jährlich zu aktualisierenden Probenentnahmeplan durch das Personal der Messstellen bzw. amtliche Probenehmer anderer Behörden entnommen und den Messstellen zur Analyse übergeben. Die Probenahmenetze sind so konzipiert, dass die erzeugerorientierte Entnahme repräsentativer Umweltproben für Thüringen möglichst flächendeckend und über das ganze Jahr verteilt möglich ist.
Alle entnommenen Proben werden gammaspektrometrisch untersucht. Weitere Untersuchungen (z. B. Alphaspektrometrie zur Bestimmung von Plutonium- und Uranisotopen oder Strontium-89/90-Bestimmung) werden nur an ausgewählten Proben durchgeführt, da sie einer sehr zeit- und personalintensiven Probenaufbereitung bedürfen. Auswahl der Methoden und Proben erfolgt auf der Basis der Relevanz für die Strahlenexposition des Menschen. Zur nuklidspezifischen Messung der auf dem Erdboden abgelagerten Radioaktivität wird ein mobiles insitu-Gammaspektrometer eingesetzt. Für alle Messmethoden steht hochempfindliche Messtechnik zur Verfügung.
Die Untersuchungsmethoden werden von den Leitstellen des Bundes erarbeitet und verbindlich vorgegeben, um eine bundesweite Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Mit ständiger interner Qualitätskontrolle wird garantiert, dass geprüfte, belastbare Ergebnisse die Messstellen verlassen. Eine weitere Qualitätsprüfung erfolgt durch die Teilnahme an nationalen und internationalen Ring- und Vergleichsuntersuchungen.
Der derzeit in Thüringen vorhandene Pegel an künstlichen Radionukliden (Cäsium-137, Strontium-90) ist auf die oberirdischen Kernwaffenversuche in den 50er- und 60er-Jahren und den Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl im Jahre 1986 zurückzuführen. Die Auswirkungen dieser radiologischen Ereignisse sind zwar noch nachweisbar, jedoch hinsichtlich der Strahlenbelastung der Bevölkerung ohne Relevanz. Die Strahlenexposition durch künstliche Radioaktivität resultiert fast ausschließlich aus der Strahlung des Cäsium-137, die von Böden, Sedimenten und Schwebstoffen der Oberflächengewässer und von Abfall- und Reststoffen ausgeht. Sie ist im Vergleich zur Strahlenexposition durch natürliche Radioaktivität sehr gering. Durch Umgang mit radioaktiven Stoffen in der Medizin und in der Industrie können mitunter niedrige Kontaminationen mit Iod-131, Technetium-99m oder Tritium in einigen Kläranlagen bzw. Sickerwässern der Deponien auftreten. Diese sind wegen des schnellen Zerfalls der Radionuklide (I-131, Tc-99m) bzw. der geringen Radiotoxizität (Tritium) aus radiologischer Sicht für Mensch und Umwelt unbedeutend.
Der Boden ist ein sehr wichtiger Bestandteil der Überwachungskonzepte, da er die meisten Expositionspfade für die menschliche Ernährung beeinflusst. Als Basis für die pflanzliche Produktion kann er Ursache für Kontaminationen der pflanzlichen und tierischen Nahrungsmittel sein. Anhand der Abbildungen 37 und 38 wird der zeitliche Verlauf der Kontamination mit Cäsium-137 in Weideböden und in Ackerböden von 1992 bis 2000 gezeigt. Der Unterschied in der Höhe der Kontamination der Weide- und Ackerböden ergibt sich aus der landwirtschaftlichen Bearbeitung der Ackerböden, wodurch eine Vermischung (Verdünnungseffekt) eingetreten ist. Der zeitliche Trend zur leichten Abnahme der Jahresmittelwerte der Cäsiumkontamination ist sowohl bei Weide- als auch Ackerböden erkennbar. Das radioaktive Cäsium ist mittlerweile so fest in den landwirtschaftlich genutzten Böden (Ackerböden) gebunden, dass es durch Nahrungs- und Futtermittelpflanzen praktisch nicht mehr aufgenommen werden kann.
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| Zeitlicher Verlauf der Kontamination mit Cäsium-137 in Weideböden |
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| Zeitlicher Verlauf der Kontamination mit Cäsium-137 in Ackerböden |
Bei in Thüringen produzierten Grundnahrungsmitteln liegen die meisten Werte für Cäsium-137 unterhalb der Nachweisgrenze. Nur wenige Proben enthielten niedrige Cäsium-137- Aktivitäten, die jedoch in keinem Fall radiologische Relevanz aufwiesen. In Wildpilzen, insbesondere Maronenröhrlingen, die nur saisonal in geringen Mengen verzehrt werden, wurde dagegen immer eine geringe Anreicherung von Cäsium-137 gemessen. Der bisher von der Messstelle gefundene höchste Messwert von thüringischen Maronenröhrlingen beträgt 350 Becquerel pro Kilogramm Frischmasse. Daraus lässt sich beim Verzehr von 200 Gramm eine Strahlendosis von 1 Mikrosievert ableiten. Im Vergleich zur Strahlenexposition durch die natürliche Radioaktivität von durchschnittlich 2.400 Mikrosievert pro Jahr ist die durch den Pilzverzehr bedingte Strahlenbelastung bedeutungslos.
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| Jahresmittelwerte für Radium-gesamt und Uran im Oberflächenwasser (Messort: Einmündung der Wipse in die Weiße Elster bei Gera-Liebschwitz) |
Im Intensivmessbetrieb erhöht sich der Probenumfang auf ein Vielfaches, deshalb werden die Messstellen mit Einsatzkräften aus der TLU, anderen Behörden und Einrichtungen personell verstärkt. Dazu müssen Alarmierungs- und Einsatzpläne erstellt werden. Außerdem ist mit dem Einsatzpersonal in regelmäßigen Abständen ein Aufgabentraining durchzuführen. In bundesweiten Übungen des Intensivmessbetriebs wurden Organisation und Durchführung der Probenahmen und Messungen, der Datenerfassung und -weiterleitung an den Bund unter ähnlichen zeitlichen Bedingungen wie in einem radiologischen Ereignisfall getestet.
An der bundesweiten Übung im Juni 1999 nahmen aus Thüringen das TMLNU als oberste Strahlenschutzvorsorgebehörde, die TLU mit der Landesdatenzentrale im System IMIS und den beiden Landesmessstellen sowie zehn Probenahmeinstitutionen und vier Probensammelstellen teil. Zirka 60 Personen von verschiedenen Behörden und Einrichtungen waren direkt in den Übungsbetrieb eingebunden, der unter der fachlichen Leitung der Landesmessstelle Jena stand.
In der REI-Bergbau sind Art und Umfang der behördlichen Kontroll- und Überwachungsmessungen im Zusammenhang mit der Sanierung der Hinterlassenschaften des Uranerzbergbaus festgeschrieben. Das Überwachungsprogramm wird der TLU jährlich als Rahmenprogramm vom Bergamt Gera übergeben.
Die Schwerpunkte in der Umweltüberwachung im Wismutgebiet liegen im Bereich Wasser und Luft. An den meisten Messpunkten sind im Verlaufe der Sanierungsarbeiten deutliche Abnahmen der durch den Uranerzbergbau in die Umwelt eingetragenen Radioaktivität zu verzeichnen. Als Beispiel wird im nachfolgenden Diagramm der Radioaktivitätsverlauf an einem Oberflächenwassermesspunkt gezeigt. Die Messungen wurden 1985 bis 1991 vom Bundesamt für Strahlenschutz vorgenommen und ab 1992 von der Landesmessstelle weitergeführt.
Im ehemaligen Bergbaugebiet in Ostthüringen unterscheidet sich die natürliche Radioaktivität in der Umwelt großräumig nicht von anderen Bereichen ohne Uranerzbergbau. Einflüsse des Uranerzbergbaus sind auf die unmittelbare Umgebung der Bergbauanlagen begrenzt. Es gibt allerdings auch noch Bereiche in den Sanierungskernzonen, in denen an einer weiteren Verbesserung der radiologischen Situation durch die zuständigen Behörden hinzuwirken ist.
Neben den Arbeiten im Rahmen der REI-Bergbau werden durch die Messstelle Gera auch Messungen und Bewertungen von bergbaulichen Hinterlassenschaften, welche nicht der Wismutsanierung unterliegen, durchgeführt. Hier sind zum Beispiel Flächen mit Verdacht auf radioaktive Kontamination zu nennen, bei denen der radiologische Status durch die Messstelle bestimmt wird, und für deren weitere Nutzungsmöglichkeiten Bewertungen erarbeitet werden.