Radioaktivität
Radon in der bodennahen Atmosphäre
(Quelle: BfS Infoblatt 06/2003 vom 10. Juli 2003)

Seit der Entstehung der Erde enthalten die Böden und Gesteine natürliche Radionuklide, die in den verschiedenen geologischen Formationen der Erdkruste in unterschiedlichen Konzentrationen auftreten. Die von ihnen ausgehende ionisierende Strahlung wird als terrestrische Strahlung bezeichnet und verursacht einen Teil der natürlichen Strahlenexposition des Menschen.

Eines der natürlichen Radionuklide ist das Uran-238. Es wandelt sich in einer Zerfallsreihe in ebenfalls radioaktive Tochternuklide um. Ein Tochternuklid ist das Radium-226, das in unterschiedlichen Konzentrationen in allen Böden und Gesteinen enthalten ist und sich in einem weiteren Zerfallsschritt zu Radon-222 umwandelt. Radon ist ein radioaktives Edelgas, das einzige gasförmige Radionuklid in der Zerfallsreihe. Aufgrund seiner Mobilität gelangt es durch Erd- und Gesteinsspalten und den durchlässigen Untergrund in die frei Atmosphäre und kann dort durch Inhalation zu einer Strahlenexposition des Menschen führen (siehe auch Infoblatt 1/96: Radon - ein natürliches Radionuklid).

Das natürliche Niveau der Radonkonzentration in der bodennahen Luft eines Gebietes wird hauptsächlich durch die Radiumkonzentration in der jeweils anstehenden geologischen Formation bestimmt. Es ist ferner abhängig von der Überdeckung der geologischen Schichten und deren Beschaffenheit (Klüftigkeit, Porosität), der Oberflächengestalt (flach, gebirgig) und den meteorologischen Verdünnungsverhältnissen. Aufgrund dieser Einflußfaktoren ist die Radonkonzentration keine konstante Größe, sondern variiert zeitlich und regional in einem weiten natürlichen Schwankungsbereich.

Das Konzentrationsniveau des Radons in der bodennahen Luft einer bestimmten Region kann deshalb nur in Langzeitmessungen bestimmt werden, bei denen ein Mittelwert über alle meteorologischen und jahreszeitlichen Schwankungen gebildet wird. De ermittelte Konzentrationswert kann dann auf die geologischen Verhältnisse und die gleichbleibenden Einflußfaktoren zurückgeführt werden. Die Ergebnisse werden in der Regel als Jahresmittelwert in Becquerel pro Kubikmeter Luft (Bq/m3) angegeben.

Spezifische Aktivität von Radium 226 in Gesteinen und Böden in Bq/kg
  Mittelwert (Bereich)
Granit 100 (30 ... 500)
Gneis 75 (50 ... 157)
Basalt 26 (6 ... 36)
Kies, Sand 24 (1 ... 39)
Boden (10 ... 200)

Die Jahresmittelwerte der Radonkonzentration der bodennahen Luft in den Bundesländern Deutschlands überdecken einen Bereich von ca. 8 bis 30 Bq/m3. Radonkonzentrationen im unteren Teil des natürlichen Schwankungsbereiches liegen besonders in ebenen Küstenregionen vor, deren Böden und Sande einen geringen Radiumgehalt aufweisen. Radonkonzentrationen im oberen Teil des Schwankungsbereiches treten bevorzugt in Regionen mit besonderen geologischen Bedingungen auf, wie sie z.B. oberflächennah anstehenden Granitformationen im Schwarzwald, im Thüringer Wald und im Erzgebirge vorliegen. Natürliche Gegebenheiten können die Ursache für Radonkonzentrationen sein, die lokal deutlich vom regionalen Durchschnittswert abweichen.

Erhebungsmessungen für die Gebiete der alten Bundesländer ergaben einen Jahresmittelwert der Radonkonzentration im Freien von ca. 15 Bq/m3.

In den neuen Bundesländern richtete sich die Aufmerksamkeit zunächst auf Regionen mit geologischen Besonderheiten. Die Untersuchungen führten zu Erkenntnissen über den Einfluß des geologischen Untergrundes auf die Radonkonzentration in der bodennahen Atmosphäre. Höhere Radium-Konzentrationen in den Graniten des Erzgebirges und anderen geologischen Formationen sind die Ursache erhöhter Radon-Freiluftpegel. Für die Bundesländer Sachsen und Thüringen wurde ein Jahresmittelwert der Radonkonzentration im Freien von ca. 30 Bq/m3 bestimmt. Langfristig werden die Erhebungsmessungen zur Bestimmung der Radon-Freiluftkonzentration auf die übrigen neuen Bundesländer ausgedehnt.

Das natürliche Niveau der Radon-Freiluftkonzentration kann durch zivilisatorische Einflüsse verändert werden. Charakterisch hierfür sind Bergbaugebiete, in denen bergbauliche Anlagen (z.B. Abwetterschächte, Tagebaurestlöcher) und Ablagerungen (z.B. Halden, Absetzanlagen) zusätzliche Radonquellen darstellen können. Im Haldenmaterial oder in den in Absetzanlagen abgelagerten Rückstände aus der Erzaufbereitung liegt der Gehalt an natürlichen Radionukliden aus der Uran-Radium-Zerfallsreihe in der Regel oberhalb des regional anzutreffenden natürlichen Konzentrationsniveaus. Dadurch können in unmittelbarer Nähe bergbaulicher Anlagen und Ablagerungen Radonkonzentrationen auftreten, die über dem regionalen Mittelwert liegen. Diese Situation trifft besonders für die Hinterlassenschaften des Uranerzbergbaus in Sachsen und Thüringen zu. Messungen des BfS ergaben, daß auf Halden und Absetzanlagen des Uranbergbaus bzw. In unmittelbarer Nähe von Abwetterschächten deutlich erhöhte Radonkonzentrationen auftreten, die in Einzelfällen bis zu 1000 Bq/m3 erreichen.

Grenzwerte für die durch Radon in der bodennahen Luft verursachte Strahlenexposition der Bevölkerung existieren weltweit nicht, da es sich entweder um eine "reine" natürliche Strahlenexposition handelt oder aber, sofern zivilisatorische Einflüsse vorliegen, diese vom natürlichen Radon-Freiluftpegel meßtechnisch nicht unterscheiden und somit nicht limitiert werden können.

Die deutsche Strahlenschutzkommission (SSK), ein unabhängiges Beratungsgremien des Bundesumweltministeriums, hat sich deshalb mit dem Problem der Radon-Emissionen aus bergbaulichen Hinterlassenschaften befaßt und die durch Inhalation des Radons verursachte Strahlenexposition bewertet. Die SSK orientiert sich dabei am natürlichen Variationsbereich (Normalbereich) der Radonkonzentration im Freien. Der Normalbereich wird aus Messungen in einer dem Bergbaugebiet geologisch ähnlichen Region, in der jedoch kein bergbaulicher Einfluß auf die Radonkonzentration vorliegt, abgeleitet. Aus den Messungen ergibt sich als oberes Ende des Normalbereiches ein Wert von 80 Bq/m3. Liegen in den einer bergbaulichen Hinterlassenschaft nächstgelegenen ständigen Aufenthaltsbereichen von Menschen die langzeitigen Mittelwerte der Radonkonzentration im Freien innerhalb des Normalbereiches, werden Maßnahmen zur Reduzierung dieser Konzentration, unabhängig von deren Ursachen, als nicht gerechtfertigt erachtet. Wird der Wert von 80 Bq/m3 langzeitig überschritten, ist zu überprüfen, ob diese Erhöhung gegenüber dem Normalbereich auf Bergbauhinterlassenschaften zurückzuführen ist und die Notwendigkeit von Sanierungsmaßnahmen besteht.

Mittelwerte der Radon-Freiluftkonzentrationen in Abhängigkeit vom geologischen Untergrund in Bq/m3
Oberrotliegendes 26
Phylitt 27
Zechstein 27
Sandstein 28
Kontakthof zum Granit 37
Granite des Erzgebirges 35
Gneis 25
Glimmerschiefer 30
Lausitzer Schiefer 22

Die SSK empfiehlt, die Exposition durch Radon in der freien Atmosphäre nicht gesondert, sondern in Zusammenhang mit der Exposition durch Radon in der Raumluft von Häusern zu beurteilen. Der wesentliche Grund dafür ist, daß eine innere Exposition durch Inhalation von Radon hauptsächlich durch den Aufenthalt in Gebäuden zustande kommt, da das Radon mit der Außenluft in die Gebäude gelangt und sich der Mensch wesentlich länger in Gebäuden als im Freien aufhält. Das Radon über die Außenluft ist aber nur ein geringer Beitrag zu dem in den Gebäuden ohnehin vorhandenen Radon, das aus dem Bauuntergrund in das Gebäude eindringt. Die Beurteilung der gesamten Radon-Konzentration in Wohnungen erfolgt - unabhängig von den einzelnen Ursachen - ebenfalls anhand eines Normalbereiches, der aufgrund von Ergebnissen bundesweiter Messungen in Wohnungen festgelegt wurde. In der Bundesrepublik Deutschland liegt die Obergrenze des Normalbereichs für die Radon-Konzentration in Wohnungen bei 250 Bq/m3 (siehe auch Infoblatt 2/96: Radon in Häusern).

 


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