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Nahrungsmittel (für eine größere Ansicht auf das Bild klicken)

Zielstellung der Untersuchungen des BfS

Um einen aktuellen Überblick zu gewinnen, wurden im Zeitraum 2001/2002 zunächst in der gesamten Bundesrepublik gewonnene Proben der Gesamtnahrung untersucht, die aus den gesamten Tagesrationen von Gemeinschaftseinrichtungen stammen. Das Programm wurde bis 2004 mit der Untersuchung von Proben einzelner Nahrungsmittel fortgesetzt und die Ergebnisse werden hier zusammenfassend dargestellt.

Grundlagen der Radionuklidaufnahme

Pflanzen und Tieren nehmen zusammen mit den zum Wachstum erforderlichen Nährstoffen infolge ähnlicher chemischer Eigenschaften auch Radionuklide auf. Die Höhe der Radionuklidkonzentrationen in Nahrungsmitteln wird von der Radioaktivität der genutzten Quellmedien (Böden, Wasser), der Verfügbarkeit der Nährstoffe und übrigen Stoffe aus Boden und Wasser und anderen Gegebenheiten am Standort der Pflanzen- oder Tierproduktion bestimmt.

Die aufgenommenen Radionuklide gelangen aus den Quellmedien in Pflanzen und Tiere und sind demzufolge in pflanzlichen und tierischen Erzeugnissen für die menschliche Ernährung enthalten. Mit Ausnahme der Fische erfolgt üblicherweise in der Nahrungskette jeweils eine Verringerung der spezifischen Aktivität. In Abhängigkeit von der Pflanzenart und dem jeweiligen Entwicklungs- und Ernährungszustand der Pflanzen bei der Ernte sind die Mineralstoffe in den Pflanzenteilen unterschiedlich lokalisiert. Diese Elementverteilungen haben Auswirkungen auf die spezifischen Aktivitäten in pflanzlichen Nahrungsmitteln. So weisen Getreidekörner höhere spezifische Aktivitäten der Radium-Isotope Ra-226 und Ra-228 auf als Gemüse oder Obst.

Eine weitere Kontamination von Nahrungsmitteln ist jedoch auch über den Luftweg durch die Folgeprodukte des Radon-222 möglich. Das aus Böden und Gesteinen in die Atmosphäre gelangende gasförmige Radon-222 zerfällt in seine radioaktiven, aber nicht gasförmigen Folgeprodukte, die infolge der Ablagerung auf Blattoberflächen und anteiliger Aufnahme in das Blattinnere in den Pflanzen enthalten sein können. Von Bedeutung sind hierbei die langlebigen Folgeprodukte des Rn-222, die Radionuklide Blei-210 und Polonium-210, die deshalb insbesondere im Blattgemüse in höheren Aktivitätskonzentrationen vorkommen.

Bei tierischen Produkten kommen in Lebern und Nieren im Vergleich zum Fleisch höhere Radionuklidkonzentrationen vor, weil in diesen Organen aufgrund ihrer Funktion als "Schadstofffilter" im Stoffwechsel verschiedene Elemente und Radionuklide am stärksten konzentriert sind. In Fischen und Meeresfrüchten (unter anderem im weichen Gewebe von Muscheln, Garnelen, Hummern und Shrimps) können Anreicherungen von Radionukliden, besonders von Pb-210 und Po-210, auftreten, da gelöste Radionuklide relativ leicht in Organismen des aquatischen Bereichs und in die verschiedenen Glieder der Nahrungskette gelangen. Daher weisen Meeresfische gegenüber anderen Nahrungsmitteln deutlich höhere Polonium-210-Aktivitäten auf.

Beitrag durch Kalium-40

In pflanzlichen Nahrungsmitteln sind Aktivitätskonzentrationen zwischen 50 Bq/kg Frischmasse (FM) im Obst und 380 Bq/kg FM in reifen Erbsen oder Bohnen anzutreffen. Auch Produkte tierischer Herkunft weisen spezifische Aktivitäten für Kalium-40 in diesen Größenordnungen auf, die von circa 50 Becquerel pro Liter (Bq/l) in Kuhmilch bis zu circa 100 Bq/kg (Becquerel pro Kilogramm) FM in Fleisch, Leber und Nieren von Rindern reichen. In Milchpulver und Wurstdauerwaren resultieren auf Grund der technologischen Prozesse höhere Aktivitäten (mehr als 180 Bq/kg FM).

Im menschlichen Körper erfolgt während der Stoffwechselprozesse eine Umsetzung von Nähr- und Mineralstoffen in den einzelnen Körperteilen, bei denen ein bestimmter Bestand dieser Stoffe, zum Beispiel auch von Kalium im Körper vorhanden sein muss, der weitgehend konstant gehalten wird. Der Kaliumbedarf wird vollständig durch die Zufuhr aus Nahrungsmitteln gedeckt. Die Kalium-40-Aktivität des menschlichen Körpers liegt in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht und anderen Einflussgrößen etwa zwischen 40 und 60 Bq pro Kilogramm Körpergewicht. Die effektive Dosis durch Kalium-40 liegt im Mittel bei 0,165 mSv/a (Millisievert pro Jahr) für Erwachsene und 0,185 mSv/a für Kinder.

Beiträge durch Radionuklide der natürlichen Zerfallsreihen

Spezifische Aktivität natürlicher Radionuklide in der Gesamtnahrung (Proben: gemischte Kost aus Gemeinschaftseinrichtungen)
Radionuklid	Babynahrung (für 9 Monate alte Babys)		Gesamtnahrung Erwachsener *
	Mittelwert [Bq/kg]	Wertebereich [Bq/kg]	Mittelwert [Bq/kg]	Wertebereich [Bq/kg]
Uran-238	0,007	0,005 - 0,010	0,008	0,001 - 0,020
Uran-234	0,008 **		0,012	0,004 - 0,036
Thorium-230	0,003	< 0,001 - 0,004	0,001	< 0,001 - 0,004
Radium-226	0,022	0,009 - 0,032	0,021	< 0,006 - 0,042
Blei-210	0,034	0,017 - 0,069	0,028	0,010 - 0,115
Thorium-232	0,001 **		0,001	< 0,001 - 0,004
Radium-228 *	0,020	< 0,013 - 0,031	0,032	< 0,016 - 0,069
Thorium-228 *	0,008 **		0,009	0,007 - 0,013
*  Werte auf das Probenahmedatum korrigiert ** Einzelwert

Die in den untersuchten 236 Einzellebensmitteln ermittelten spezifischen Aktivitäten werden in der folgenden Tabelle angegeben.

Konzentrationen natürlicher Radionuklide in Nahrungsmitteln und in Trinkwasser (in Bq/kg FM beziehungsweise Bq/l) Median-Werte
Produkt	238U	234U	226Ra	228Ra	210Pb	210Po	230Th	232Th
Trinkwasser *	0,005	0,006	0,001	0,003	0,002	0,001
Milch	0,002	0,005	0,004		0,011		0,001	0,001
Fische (Süßwasser)	0,004	0,006	0,007		0,032
Fleisch (Rind)	0,001	0,001	0,008		0,018	0,100
Getreide	0,011	0,011	0,160	0,190	0,365		0,010	0,009
Obst	0,002	0,005	0,014	0,018	0,040		0,001	0,001
Blattgemüse	0,012	0,011	0,037	0,056	0,130		0,006	0,004
Wurzelgemüse	0,005	0,002	0,030	0,045	0,022		0,006	0,004
sonstiges Gemüse	0,002	0,004	0,010	0,020	0,028		0,001	0,001
*  Schätzwerte für Trinkwasser, die sich aus dem Verhältnis der Messwerte aus Gebieten mit erhöhter Radioaktivität (Erzgebirge, Vogtland) zum gesamten Bundesgebiet ergeben

Die Medianwerte liegen in der gleichen Größenordnung (0,001 bis 0,130 Bq/kg FM) und weisen lediglich beim Getreide teilweise höhere Werte auf (0,009 bis 0,365 Bq/kg FM). Auch hier dominieren die Radionuklide Pb-210, Ra-228 und Ra-226. Äußerst niedrige Werte sind für Th-232 und Th-230 in Nahrungsmitteln zu finden. Aufgrund der starken Bindung des im Boden vorhandenen Thoriums kommen Thorium-Isotope in äußerst geringen Konzentrationen in Pflanzen, Tierprodukten und Wässern und folglich in der Nahrung vor. Die bisher untersuchten Nahrungsmittel wiesen im Mittel spezifische Aktivitäten unter 0,003 Bq/kg FM auf. Meist wurden Aktivitätskonzentrationen im Bereich der messtechnischen Nachweisgrenzen ermittelt.

Dosisbeitrag durch Ingestion

Die zu erwartende Strahlenexposition in einer bestimmten Zeit lässt sich abschätzen, indem die mit dem Nahrungsmittel aufgenommene Aktivität eines Radionuklides mit dem für das Radionuklid geltenden Dosiskoeffizienten umgerechnet wird. Diese Koeffizienten geben die effektive Dosis im Körper pro Becquerel aufgenommener Aktivität eines Radionuklides in Bq/Sv (Becquerel pro Sievert) in Abhängigkeit vom Alter der Personen an. Die mit den Nahrungsmitteln aufgenommene Aktivität pro Jahr lässt sich gemäß der Berechnungsgrundlagen Bergbau aus den ermittelten spezifischen Aktivitäten in den Einzelnahrungsmitteln (in Bq/kg) und den in Tabelle 3 angegebenen durchschnittlichen Verzehrsraten verschiedener Nahrungsmittel der Referenzperson im Jahr (in Kilogramm pro Jahr (kg/a)) oder aus den entsprechenden Werten in der Gesamtnahrung errechnen.

Mittlere Verzehrsraten der Referenzperson in kg/a *
Lebensmittel	Altersgruppe
	<= 1 Jahr	> 1 - 2 Jahre	> 2 - 7 Jahre	> 7 - 12 Jahre	> 12 - 17 Jahre	> 17 Jahre
Trinkwasser (in l/a)	55	100	100	150	200	350
Muttermilch, Milchfertigprodukt mit Trinkwasser 1,2)	145
Milch, Milchprodukte	45	160	160	170	170	130
Fisch 3)	0,5	3	3	4,5	5	7,5
Fleisch, Wurst, Eier	5	13	50	65	80	90
Getreide, Getreideprodukte	12	30	80	95	110	110
Obst 4), Säfte	25	45	65	65	60	35
Kartoffeln, Wurzelgemüse, Säfte	30	40	45	55	55	55
Blattgemüse	3	6	7	9	11	13
Gemüse, Gemüseprodukte, Säfte	5	17	30	35	35	40

*	aus Bundesgesetzblatt Jahrgang 2001 Teil I Nummer 38, ausgegeben zu Bonn am 26. Juli 2001, Seite 1808 bis 1809
1)	Zur jährlichen Trinkwassermenge des Säuglings von 55 Liter pro Jahr (l/a), wenn angenommen wird, dass der Säugling nicht gestillt wird, sondern nur Milchfertigprodukte erhält, die überregional erzeugt werden und als nicht kontaminiert anzusetzen sind. Dann wird angenommen, dass 0,2 kg Konzentrat (entspricht 1 l Milch) in 0,8 l Wasser aufgelöst werden.
2)	Ernährungsvarianten sind alternativ zu berücksichtigen; je nach Ergebnis der Expositionsberechnung ist die ungünstigste Ernährungsvariante zugrunde zu legen.
3)	Der Anteil von Süßwasserfisch am Gesamtfischverzehr beträgt im Mittel circa 17 Prozent und ist den regionalen Besonderheiten anzupassen.
4)	einheimisches Frischobst und Obstprodukte

Mittlere effektive Ingestionsdosis durch Radionuklide der natürlichen Zerfallsreihen und Kalium-40 in Gebieten mit durchschnittlicher natürlicher Radioaktivität in mSv/a
Lebensmittel	Altersgruppe
	<= 1 Jahr	> 1 - 2 Jahre	> 2 - 7 Jahre	> 7 - 12 Jahre	> 12 - 17 Jahre	> 17 Jahre
Trinkwasser		0,005	0,003	0,004	0,006	0,003
Gesamtnahrung (ohne Trinkwasser)	0,271*	0,181	0,141	0,138	0,160	0,041
effektive Dosis (ohne Kalium-40)	0,271	0,186	0,144	0,142	0,166	0,044
effektive Dosis durch Kalium-40-Aktivität im Menschen **	0,185	0,185	0,185	0,185	0,185	0,165
effektive Dosis-Summe	0,456	0,371	0,329	0,327	0,351	0,209

*	einschließlich Trinkwasser
**	nach UNSCEAR-Report 2000

Bei der Strahlenexposition durch Ingestion handelt es sich um eine geogen verursachte Gegebenheit, die sich nur geringfügig regional unterscheidet, in ihrem Niveau aber weitgehend unveränderlich ist. Sie kann daher nicht verringert werden, verdient jedoch als Vergleichsmaßstab mit anderen Kontaminationen, zum Beispiel durch künstliche Radionuklide aus Kernwaffentests oder Reaktorunfällen, und zur Dokumentation Beachtung.