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Welche Radionuklide kommen in Nahrungsmitteln vor?
- Alle Nahrungsmittel enthalten natürliche Radionuklide.
- In Europa führten darüber hinaus insbesondere der Reaktorunfall von Tschornobyl und die oberirdischen Kernwaffentests zu künstlichen Radionukliden in Nahrungsmitteln.
- Die natürliche Radioaktivität in Nahrungsmitteln ist hauptsächlich durch das Kaliumisotop Kalium-40 und die langlebigen Radionuklide der Uran-Radium-Zerfallsreihe und der Thorium-Zerfallsreihe bedingt.
- Von den künstlichen Radionukliden ist heute in Deutschland vor allem Cäsium-137 für die Strahlendosis des Menschen wichtig.
Die natürliche Radioaktivität in Nahrungsmitteln, die zur Strahlendosis des Menschen beiträgt, ist hauptsächlich durch das Kaliumisotop Kalium-40 und die langlebigen Radionuklide der Uran-Radium-Zerfallsreihe und der Thorium-Zerfallsreihe bedingt. Von Bedeutung sind
- Uran-238,
- Uran-234,
- Radium-226,
- Radium-228,
- Blei-210,
- Polonium-210 und
- die Thorium-Isotope Thorium-230, Thorium-232 und Thorium-228.
Von den künstlichen Radionukliden spielt insbesondere Cäsium-137 bei Nahrungsmitteln aus dem Wald eine wichtige Rolle.
Wie nehmen Pflanzen und Tiere Radionuklide auf?
Radionuklide haben zum Teil ähnliche chemische Eigenschaften wie Nährstoffe. Pflanzen und Tiere nehmen deshalb mit den Nährstoffen, die sie zum Wachstum benötigen, auch radioaktive Substanzen auf. Die Höhe der spezifischen Aktivitäten in Nahrungsmitteln hängt
- vom Radioaktivitätsgehalt der genutzten Quellmedien (Böden, Wasser),
- von der Verfügbarkeit der Nährstoffe und übrigen Stoffe aus Boden und Wasser und
- von anderen Gegebenheiten am Standort der Pflanzen- oder der Tierproduktion ab.
Bestimmte Pflanzen oder deren Teile, wie etwa Paranüsse und manche Pilzarten (zum Beispiel der Semmelstoppelpilz) reichern bestimmte Radionuklide in hohem Maße an.
Nahrungsmittel können auch über die Luft radioaktiv kontaminiert werden. Zum Beispiel gelangt Radon-222 aus Böden und Gesteinen in die Atmosphäre und zerfällt in seine radioaktiven Folgeprodukte, die sich an Schwebstoffe anlagern. Diese können sich auf Blattoberflächen ablagern und in die Blätter aufgenommen werden. Hier spielen vor allem die langlebigen Folgeprodukte des Radon-222, die Radionuklide Blei-210 und Polonium-210 eine Rolle, die insbesondere im Blattgemüse in höheren spezifischen Aktivitäten vorkommen.
Nach dem Reaktorunfall von Tschornobyl und den oberirdischen Kernwaffentests wurden in Deutschland künstliche Radionuklide aus der Atmosphäre auf Nahrungs- und Futtermitteln abgelagert.
Innereien, vor allem Lebern und Nieren, weisen im Vergleich zum Muskelfleisch höhere Gehalte natürlicher Radionuklide auf, denn diese Organe filtern beim Stoffwechsel die Schadstoffe heraus.
Wo lagern sich die Radionuklide ab?
Auch in Fischen und Meeresfrüchten (unter anderem im weichen Gewebe von Muscheln, Garnelen, Hummern und Shrimps) können sich natürliche Radionuklide anreichern, vor allem Blei-210 und Polonium-210.
Je nach Pflanzenart und dem jeweiligen Entwicklungs- und Ernährungszustand der Pflanzen bei der Ernte sind die Mineralstoffe in den Pflanzenteilen unterschiedlich verteilt. Diese Verteilungen beeinflussen die spezifischen Aktivitäten in pflanzlichen Nahrungsmitteln. Beispielsweise sind die spezifischen Aktivitäten der Radium-Isotope Radium-226 und Radium-228 in Getreidekörnern höher als in Gemüse oder Obst.
Über Pflanzen und Tiere gelangen die Radionuklide in die menschliche Nahrungskette. Dabei sinkt in der Regel die spezifische Aktivität in der Nahrungskette – außer bei Fischen.
Kalium: Motor für den menschlichen Stoffwechsel
Im menschlichen Körper muss ständig ein konstanter Anteil Kalium vorhanden sein, damit der Stoffwechsel funktionieren kann. Der Kaliumgehalt wird daher im Körper ständig reguliert. Den Kaliumbedarf können wir vollständig durch unsere Ernährung decken.
Das Element Kalium enthält von Natur aus 0,0117 Prozent Kalium-40 mit einer Aktivität von 31,6 Becquerel pro Gramm Kalium. Da dieser Anteil immer gleich ist, kann man die Kalium-40-Aktivität aus dem Kaliumgehalt berechnen.
Je nach Alter, Geschlecht und anderen Faktoren liegt die Kalium-40-Aktivität des menschlichen Körpers etwa zwischen 40 und 60 Becquerel pro Kilogramm Körpergewicht. Die effektive Dosis durch Kalium-40 liegt im Mittel bei 0,165 Millisievert pro Jahr für Erwachsene und 0,185 Millisievert pro Jahr für Kinder.
Kalium ist für alle Organismen lebenswichtig und in ihnen meist in beträchtlichen Mengen vorhanden:
- In pflanzlichen Nahrungsmitteln sind spezifische Aktivitäten zwischen 50 Becquerel pro Kilogramm Frischmasse im Obst und 380 Becquerel pro Kilogramm Frischmasse in reifen Erbsen oder Bohnen anzutreffen.
- Bei Produkten tierischer Herkunft sind die Werte ähnlich (circa 50 Becquerel pro Liter in Kuhmilch bis circa 100 Becquerel pro Kilogramm Frischmasse in Muskelfleisch, Lebern und Nieren von Rindern).
- Milchpulver und Wurstdauerwaren enthalten aufgrund ihrer Herstellungsprozesse höhere Aktivitäten (mehr als 180 Becquerel pro Kilogramm Frischmasse).
- Der Gehalt in Speisepilzen variiert zwischen knapp 10 und über 1.000 Becquerel pro Kilogramm Frischmasse.
Cäsium-137: Erbe des Reaktorunfalls von Tschornobyl und der oberirdischen Kernwaffentests
Von den Folgen des Reaktorunfalls von Tschornobyl (russ.: Tschernobyl) wurde vor allem Süddeutschland stark betroffen. Schon früher führten die oberirdischen Kernwaffentests zu einer großflächigen radioaktiven Kontamination Deutschlands. Heute weisen Nahrungsmittel, die in Deutschland erzeugt werden, Gehalte an Cäsium-137 von nur wenigen Becquerel pro Kilogramm Frischmasse und darunter auf.
Einige Arten wild wachsender Speisepilze und Wildbret, insbesondere Wildschweine, können jedoch deutlich höher belastet sein.
Stand: 01.09.2023