Radiocäsium Kontamination von Elaphomyces – Hirschtrüffel speichern Cäsium-137

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

Wir haben 2018 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 angegeben.

Tab. 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. granulatus 127
E. granulatus 225
E. granulatus 260
E. granulatus 286
E. granulatus 314
E. granulatus 325
E. granulatus 339
E. granulatus 364
E. granulatus 394
E. granulatus 490
E. granulatus 526
E. granulatus 680
E. granulatus 694 91,4 7,6
E. granulatus 719
E. granulatus 826 84,8 9,7
E. granulatus 865
E. granulatus 983
E. granulatus 1.314 88,5 14,8
E. granulatus 1582
E. muricatus 98,7
E. muricatus 219
E. muricatus 877 111 7,9
E. muricatus 991 120 8,3
E. muricatus 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. granulatus 213
E. granulatus 395 130 3
E. granulatus 398 63,7 6,3
E. granulatus 478
E. granulatus 610
E. granulatus 638
E. granulatus 669
E. granulatus 841
E. granulatus 1.160 94,5 12,3
E. granulatus 1.194 75,4 15,8
E. granulatus 1.446
E. granulatus 1.527
E. granulatus 1.626
E. granulatus 1.648 57,3 28,8
E. granulatus 1.780
E. granulatus 1.806 18,2 99,2
E. granulatus 1.865
E. granulatus 1.919
E. granulatus 2.093
E. granulatus 2.575
E. granulatus 2.584
E. granulatus 2.647 76,2 34,7
E. granulatus 2.841
E. granulatus 2.863
E. muricatus 228
E. muricatus 712
E. muricatus 887 75,4 11,8
E. muricatus 2.384 94,5 25,2
E. muricatus 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. granulatus 353
E. granulatus 585
E. granulatus 593
E. granulatus 614
E. granulatus 632
E. granulatus 702
E. granulatus 780 167 4,7
E. granulatus 972
E. granulatus 1.038
E. granulatus 1.283 338 3,8
E. granulatus 1.536
E. granulatus 1.832
E. granulatus 1.847 230 8
E. granulatus 1.863 40,5 46
E. granulatus 1.957
E. granulatus 1.983
E. granulatus 2.830
E. granulatus 3.995
E. granulatus 4.838
E. granulatus 5.520
E. granulatus 6.655
E. muricatus 217
E. muricatus 1.323 143 9,3
E. muricatus 1.585 131 12,1
E. muricatus 2.041
E. muricatus 2.424 227 10,7
E. muricatus 2.353
E. muricatus 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 1 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. 1: 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).

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