Radiocäsium Kontamination von Elaphomyces – Hirschtrüffel Cäsium-137 Messwerte

Eine Hirschtrüffel wird im Labor für eine Messung auf Cäsium-137 präpariert
Abb. 1: Eine Warzige Hirschtrüffel, noch von der Wurzelhülle ummantelt, wird für eine Cs-137 Messung vorbereitet.

Die Nuklearkatastrophe von Tschernobyl ereignete sich am 26. April 1986. In den folgenden Tagen wurde auch über Deutschland Radioaktivität durch den Tschernobyl Fallout verteilt. Heute findet sich aufgrund seiner Halbwertszeit von ca. 30 Jahren immer noch Cäsium-137 in der Umwelt. Aufgrund der besonderen Ökologie von Waldböden im Vergleich zu Ackerböden finden sich noch heute erhöhte Cs-137 Kontaminationen in einigen Biomedien des Waldes, insbesondere in Hirschtrüffel und Wildschweinen.

Wir von Umweltanalysen untersuchen im Rahmen von Auftragsforschung und auch in eigener Sache seit 20 Jahren die Radiocäsiumkontamination von Hirschtrüffel in ausgewählten Gebieten in Deutschland. Untersuchungsgegenstand ist dabei die mit Abstand häufigste Art Elaphomyces granulatus.

Die Abbildung 1 zeigt eine noch in der Wurzelhülle eingeschlossene Warzige Hirschtrüffel. Bei den herausragenden hellen Fäden handelt es sich um Myzel des Pilzes.

Cäsium-137 Messwerte von Hirschtrüffel aus 2018 und 2019

Wir haben zuletzt 2018 und 2019 Hirschtrüffel aus einem besonders durch den Tschernobyl-Fallout betroffenen Gebiet im Nationalpark Bayerischer Wald (s. a. Karte Cs-137 Bodenkontamination) auf Cäsium-137 Aktivität untersucht. Die gammaspektrometrischen Messungen erfolgten am Labor für Radioisotope der Georg-August-Universität Göttingen. Der Messfehler betrug <10%. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 und Tabelle 1.1 angegeben.

Tab. 1: Cäsium-137 Aktivität von Hirschtrüffel Sporen und Peridie.  Fundort Zwieseler Waldhaus (Nationalpark Bayerischer Wald). Entnahmedatum 08.08.2019

Cs-137 [Bq/kg FS] Cs-137 [Bq/kg TS]
11.777 29.370
8.600 22.280
5.593 12.540
5.825 14.860

Tab. 1.1: Cäsium-137 Aktivität von Elaphomyces granulatus aus dem Nationalpark Bayerischer Wald. Funddatum 18.09.2018

Cs-137 [Bq/kg FS] Cs-137 [Bq/kg TS]
45.497 101.200
38.754 83.930
23.714 52.020
19.909 43.070
15.918 38.070
14.997 33.430
14.874 30.120
14.233 28.290
12.505 26.050
7.934 17.750

Die Cs-137 Aktivität reichte bezogen auf das Frischgewicht von 7.934 Bq/kg bis 45.497 Bq/kg.
Zeitreihen zeigen als Trend eine Abnahme der Radiocäsium-Kontaminationen (Beispiel in Abbildung 2). Offenbar macht sich die Halbwertszeit von 30,17 Jahre bemerkbar. Wurde die Cs-137 Kontamination von Hirschtrüffel in den ersten 2 Jahrzehnten nach dem Reaktorunfall vermutlich besonders durch chemisch-physikalische Verlagerungs- und biotische Transportvorgänge bestimmt, könnte jetzt der radioaktive Zerfall dominieren.

Entwicklung der Cäsium-137 Aktivität in Hirschtrüffel auf der Probefläche B1

Abb. 2: Entwicklung der Cäsium-137 Aktivität von Hirschtrüffel auf der Probefläche B1, Bodenmais mit linearer Regressionsgeraden

Messdaten aus Forschungsvorhaben von 2000 – 2010

In mehreren Forschungsvorhaben wurde die Radiocäsiumkontamintion von Hirschtrüffel bestimmt. In der Tabellen 2 -6 sind Messdaten aus verschiedenen Untersuchungsgebieten angegeben.

Tab. 2: Cs-137-Messwerte von Hirschtrüffeln und Boden, Untersuchungsgebiet Arnsberg (Nordrhein-Westfalen),  Entnahme 2009 – 2010. Quelle: Fielitz und Richter 2013

Hirschtrüffel Art Trüffel Boden      TF
C-137 C-137
[Bq/kg FS] [Bq/kg FS]
E. granulatus 108
E. g. 127
E. g. 225
E. g. 260
E. g. 286
E. g. 314
E. g. 325
E. g. 339
E. g. 364
E. g. 394
E. g. 490
E. g. 526
E. g. 680
E. g. 694 91,4 7,6
E. g. 719
E. g. 826 84,8 9,7
E. g. 865
E. g. 983
E. g. 1.314 88,5 14,8
E. g. 1582
E. muricatus 98,7
E. m. 219
E. m. 877 111 7,9
E. m. 991 120 8,3
E. m. 1.307 110 11,9

Tab. 3: Cs-137-Messwerte von Hirschtrüffeln und Boden, Untersuchungsgebiet Göhrde (Niedersachsen),  Entnahme 2009 – 2010. Quelle: Fielitz und Richter 2013

Hirschtrüffel Art Trüffel Boden TF
C-137 C-137
[Bq/kg FS] [Bq/kg FS]
E. granulatus 80,9
E. g. 213
E. g. 395 130 3
E. g. 398 63,7 6,3
E. g. 478
E. g. 610
E. g. 638
E. g. 669
E. g. 841
E. g. 1.160 94,5 12,3
E. g. 1.194 75,4 15,8
E. g. 1.446
E. g. 1.527
E. g. 1.626
E. g. 1.648 57,3 28,8
E. g. 1.780
E. g. 1.806 18,2 99,2
E. g. 1.865
E. g. 1.919
E. g. 2.093
E. g. 2.575
E. g. 2.584
E. g. 2.647 76,2 34,7
E. g. 2.841
E. g. 2.863
E. muricatus 228
E. m. 712
E. m. 887 75,4 11,8
E. m. 2.384 94,5 25,2
E. m. 3.099 76,2 40,7

Tab. 4: Cs-137-Messwerte von Hirschtrüffeln und Boden, Untersuchungsgebiet Harz (Niedersachsen),  Entnahme 2009 – 2010. Quelle: Fielitz und Richter 2013

Hirschtrüffel Art Trüffel Boden TF
C-137 C-137
[Bq/kg FS] [Bq/kg FS]
E. granulatus 31,1
E. g. 353
E. g. 585
E. g. 593
E. g. 614
E. g. 632
E. g. 702
E. g. 780 167 4,7
E. g. 972
E. g. 1.038
E. g. 1.283 338 3,8
E. g. 1.536
E. g. 1.832
E. g. 1.847 230 8
E. g. 1.863 40,5 46
E. g. 1.957
E. g. 1.983
E. g. 2.830
E. g. 3.995
E. g. 4.838
E. g. 5.520
E. g. 6.655
E. muricatus 217
E. m. 1.323 143 9,3
E. m. 1.585 131 12,1
E. m. 2.041
E. m. 2.424 227 10,7
E. m. 2.353
E. m. 2.553 97,3 26,2

 

Tab. 5: Cs-137-Messwerte von Hirschtrüffeln und Boden, Untersuchungsgebiet Ohrdruf (Thüringen),  Entnahme 2009 – 2010. Quelle: Fielitz und Richter 2013

Hirschtrüffel Art Trüffel Boden TF
C-137 C-137
[Bq/kg FS] [Bq/kg FS]
E. granulatus 96
E. granulatus 183
E. granulatus 381 116 3,3
E. granulatus 873 188 4,6
E. granulatus 370
E. granulatus 570
E. muricatus 588 222 2,7
E. granulatus 595
E. granulatus 644
E. granulatus 661
E. granulatus 677
E. granulatus 734
E. granulatus 758
E. granulatus 765
E. granulatus 847
E. granulatus 888
E. granulatus 903
E. granulatus 946 118 8
E. granulatus 1.202
E. granulatus 1.597
E. muricatus 301
E. muricatus 558
E. muricatus 678 156 4,3
E. muricatus 745 244 3,2
E. granulatus 1.513 401 3,8

 

Tab. 6: Cs-137-Messwerte von Hirschtrüffeln und Boden, Untersuchungsgebiet Schönbrunn (Thüringen),  Entnahme 2009 – 2010. Quelle: Fielitz und Richter 2013

Hirschtrüffel Art Trüffel Boden TF
C-137 C-137
[Bq/kg FS] [Bq/kg FS]
E. granulatus 290
E. granulatus 386
E. granulatus 390
E. granulatus 396
E. granulatus 403
E. granulatus 411
E. granulatus 507
E. granulatus 510
E. granulatus 588
E. granulatus 781
E. granulatus 863
E. granulatus 1.051
E. granulatus 1.208
E. granulatus 1.558
E. granulatus 1.748
E. granulatus 2.480 163 15,2
E. granulatus 2.587
E. muricatus 2.834 255 11,1
E. granulatus 3.814 216 17,7
E. muricatus 509 144 3,5
E. muricatus 738 115 6,4
E. muricatus 2.147 280 7,7
E. muricatus 2.680 204 13,1
E. granulatus 3.128 213 14,7

Verteilung der Cs-137 Aktivität in  der Hirschtrüffel

Die Verteilung der Cs-137 Aktivität im Fruchtkörper einer Hirschtrüffel wurde mit einem Phosphor Imager (Fa. Raytest) ermittelt. Dabei wird die Aktivitätsverteilung in ein farbintensives Bild umgesetzt. Zu diesem Zweck wurde eine 2 mm dicke Scheibe aus der Mitte einer Hirschtrüffel geschnitten und für 24 Stunden auf einem Phosphor Imager exponiert (Abbildung 3).

Verteilung der Cäsium-137 Aktivität in einem Hirschtrüffel Fruchtkörper

Abb. 3: „photostimulated luminescence“ Bild der Cs-137 Verteilung einer 2 mm dicken Scheibe einer Hirschtrüffel (linkes Bild) und der reinen Sporenmasse (rechtes Bild) durch einen Phosphor Imager (Erklärungen siehe Text)

Das Messprinzip beruht auf der Anregung von Phosphor Atomen (P-32) durch radioaktive Strahlung, in diesem Fall überwiegend Cs-137 („photostimulated luminescence“ PSL).
Auf dem linken Bild ist das „photostimulated luminescence“ Bild der ganzen Scheibe Hirschtrüffel zu sehen. Dabei entspricht die Fläche zwischen den mit 1 bzw. 2 bezeichneten Linien der Rinde. Die rechte Abbildung zeigt eine Scheibe von derselben Hirschtrüffel, ohne Rinde. Es ist deutlich zu sehen, dass die höchste Aktivität in der Rinde ist (orange Farbbelegung), die Sporenmasse im Inneren enthält deutlich weniger Cs-137 (rechte Abbildung). Das Farbmuster außerhalb der Rinde kommt durch Streustrahlung zu Stande. Die Cs-137 Aktivität dieser Hirschtrüffel (Gewicht 11 g) wurde zusätzlich im Bohrlochdetektor bestimmt. Die Rinde enthielt 17.560 Bq Cs-137/kg (Frischgewicht), die Sporenmasse 2.050 Bq/kg.

Radioaktivität stammt aus dem Tschernobyl-Fallout

Besonders hohe Radiocäsium Aktivitäten finden sich in einigen Gebieten Süddeutschlands in Wildschweinen und Pilzen. Unter den Pilzen reichern Hirschtrüffel (Elaphomyces) Cäsium-137 in besonderem Maße an. In mehreren Forschungsvorhaben wurden die mit Abstand höchsten Cäsium-137 Aktivitäten aller untersuchten Pflanzen und Pilze in Elaphus granulatus, der warzigen Hirschtrüffel gefunden (Fielitz 2005, Hohmann und Huckschlag 2004, Steiner und Fielitz 2009). In Abbildung 4 ist die Cs-137 Aktivität für verschiedene Pilzarten aus einem besonders vom Tschernobyl-Fallout betroffenen Gebiet im Bayerischen Wald aufgetragen. Zu beachten ist die logarithmische Darstellung der Messdaten. Die Zahlen in den Säulen entsprechen den untersuchten Proben. Die Untersuchungen wurden von 2001 – 2004 durchgeführt.

Hirschtrüffel reichern mehr Radioaktivität (Cs-137) als andere Pilzarten an
Abb. 4: Mittelwerte der Cäsium-137 Aktivität in verschiedenen Pilzarten pro kg Frischgewicht aus dem Bayerischen Wald. Quelle: Fielitz 2005

Hirschtrüffel haben im Vergleich zu anderen Pilzarten einen hohen Anteil an Trockensubstanz (Hirschtrüffel ca. 40-50%, Maronen ca. 15-20%). Wird die Cs-137 Aktivität auf Trockensubstanz bezogen, wird der Unterschied in der Kontamination von Maronen zu Hirschtrüffel geringer.

Hirschtrüffel sind die dominierende Quelle der Radiocäsium-Kontamination von Wildschweinen

In einigen Regionen Deutschlands bleibt die Radiocäsium Kontamination von Wildschweinen (Sus scrofa) auf einem relativ hohen Niveau und weist gleichzeitig eine außergewöhnliche Variabilität auf.

Die Gründe für dieses besondere Kontaminationsmuster wurden von 2002 bis 2004 in einem Gebiet im Bayerischen Wald untersucht. Die mikroskopischen Analysen von 70 Mägen gaben detaillierte Informationen über die Nahrungsmittelzusammensetzung. Potenzielle Nahrungsmittel, die im Untersuchungsgebiet entnommen wurden, wurden auf ihren Radiocäsiumgehalt hin untersucht. Eine entscheidende Rolle spielte die Hirschtrüffelart Elaphomyces granulatus, eine bevorzugte Wildschwein-Delikatesse. Dieser Pilz zeigte Kontaminationsniveaus, die diejenigen von essbaren Pilzen und anderen Nahrungsmittelbestandteilen um eine Größenordnung und mehr überstiegen. Trotz ihres geringen Gewichtsanteils von durchschnittlich! etwa 6% des Mageninhaltes können mehr als drei Viertel der Radiocäsiumaufnahme auf Hirschtrüffel zurückgeführt werden. Ihr unregelmäßiger Verbrauch und die Dynamik von Cs-137 im Waldboden erklären das besondere Kontaminationsmuster von Wildschweinen. Bei der prädiktiven Modellierung der Cs-137 Kontamination von Wildschweinen sollten immer auch Hirschtrüffel berücksichtigt werden (Steiner und Fielitz 2009).

Österreich

Der Zusammenhang der Cs 137 Kontamination von Wildschweinen und Hirschtrüffel ist bei offiziellen Stellen wie der Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) bekannt (Z. B. „Endbericht „Erhebung der radioaktiven Belastung von Wildbret“ oder  .  https://www.salzburg.gv.at/gesundheit_/Documents/033_rmls_bericht_1.7.2013_bis_31.12.2013.pdf . Auch bei den letzten Screening Untersuchungen im Projekt „Radioökologische Evaluierung der Radionuklidkontamination in Waldökosystemen 30 Jahre nach Tschernobyl““ wurden keine Proben von Elaphomayces entnommen. Messwerte zur radioaktiven Kontamination von Hirschtrüffel liegen aus Österreich bisher daher nicht vor.

Schweden

Fritzson untersuchte bei der Ursachenforschung über die Cäsiumkontamiantion von Wildschweinen in Schweden auch Hirschtrüffel. Er ermittelte als Mittelwert 31.036 Bq/kg Trockensubstanz (n=3, Min. = 20.673 Bq/kg, Max. = 46743 Bq/kg). Die Proben hatten einen Wassergehalt von 34,4% und stammten aus dem Landkreis Västmanland nördlich von Västerås. Er stellte fest: Elaphomyces spec. wiesen die höchsten Werte den untersuchten Nahrungsbestandteile von Wildschweinen auf und sollten daher als signifikante Quelle der Wildschweinkontamination mit Cs 137 angesehen werden.

Schweiz

In der Schweiz wurden 2003 vom Bundesamt für Gesundheit (BAG) Fruchtkörper von Elaphomyces Gamma-spektrometrisch untersucht. Es handelte sich um Proben von Elaphomyces asperulus, Elaphomyces muricatus und Elaphomyces granulatus. Die Messergebnisse der Cäsium 137 Aktivität sind in der Abbildung 5 dargestellt.

Elaphomyces Radioaktivität Messwerte aus der Schweiz

Abb. 5: Cäsium 137 Aktivität von Hirschtrüffel aus der Schweiz, bezogen auf Trockensubstanz. Probenahme Juni 2002. Quelle: BAG Jahresbericht 2003 der Abteilung Strahlenschutz

Die Cäsium-Aktivität wurde ihrer Herkunft nach getrennt nach Tschernobyl-Fallout und oberirdischer Bomben-Fallout angegeben. In Malvaglia (Tessin) wurde mit rund 18.000 Bq/kg Trockengewicht die höchste Aktivität in Hirschtrüffel festgestellt.

Italien

Bisher liegen keine Messwerte über die radioaktive Kontamination von Elaphomyces-Arten vor.

Literatur

Fielitz U., 2005: Untersuchungen zum Verhalten von Radiocäsium in Wildschweinen und anderen Biomedien des Waldes.
Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben StSch4324 im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und
Reaktorsicherheit

Fielitz U., Richter K., 2013: Bundesweiter Überblick über die Radiocäsiumkontamination von Wildschweinen. Ressortforschungsberichte zur kerntechnischen Sicherheit und zum Strahlenschutz. Vorhaben 3607S0456

Hohmann U., Huckschlag D. 2004: Forschungsbericht – Grenzwertüberschreitende Radiocäsiumkontamination von Wildschweinfleisch in Rheinland-Pfalz – Eine Mageninhaltsanalyse erlegter Wildschweine aus dem westlichen Pfälzerwald.

Steiner M., Fielitz U., 2009: Deer truffles – the dominant source of radiocaesium contamination of wild boar. Radioprotection,vol.44,n◦5 (2009) 585–588