Bienen als Bioindikatoren bei der Umweltdiagnostik im radioaktiv belasteten Uranabbaugebiet um Ronneburg (Wismut – Gera)
Projektdurchführung
Friedrich-Schiller-Universität JenaBiologisch-Pharmazeutische FakultätInstitut für Ernährung und UmweltApidologie und Angewandte Zoologie
Am Steiger 3
07743 Jena
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens
Die Eignung der Honigbiene als Bioindikator für Umweltschäden unterschiedlichster Genese ist bekannt. Untersuchungen mit natürlich vorkommenden Radionukliden, wie sie in verstärktem Maße im ehemaligen Uranabbaugebiet der Wismut vorkommen, sind bis jetzt nicht erfolgt. Ziel des Vorhabens war es deshalb, die Eignung der Honigbiene als Bioindikator für Umweltschäden, verursacht durch natürliche Radionuklide im Zusammenhang mit dem Uranbergbau, zu untersuchen.
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1. Entwicklung der Bienenvölker unter dem Einfluss der radioaktiven Belastung im Wismutgebiet im Vergleich zu Kontrollvölkern; makroskopische Beurteilung des Gesundheitszustands, Populationsschätzung, statistische Auswertung
2. Ermittlung bodenabhängiger Transferfaktoren für die natürlichen Radionuklide U-235, U-238, Ra-226, Th-232, Pb-210, K-40 in Boden, Pflanze (Raps) und Honig; Probennahme aus verschiedenen deutschen Regionen mit unterschiedlicher Bodenbeschaffenheit (Boden, Pflanzen, Honig); Pollenanalytik im Honig; Bestimmung der radioaktiven Nuklide mittels Gammaspektrometrie in Boden, Pflanze, Honig (Universität Marburg);
3. Ermittlung pflanzenspezifischer Eigenschaften auf die Transferfaktoren; Probennahme (Boden, Pflanzen, Honig) bei gleicher Bodenbeschaffenheit (Ronneburg/Seelingstädt) mit unterschiedlichen Trachtpflanzen (Sonnenblume, Ackerbohne, Phacelia, Raps, Kamille, Rotklee); Pollenanalytik im Honig; Bestimmung der radioaktiven Nuklide mittels Gammaspektrometrie in Boden, Pflanze, Honig (U-niversität Marburg)
4. Ermittlung des Radionuklidgehalts in Abhängigkeit von der Entfernung zum Haldengebiet; Entnahme von Erd-, Pflanzen- (Raps) und Honigproben in der gesamten Region Ronneburg/Seelingstädt; Sammlung von Mischhonigen der Region und von Honigen direkt von der Absetzanlage Trünzig; Pollenanalytik im Honig; Bestimmung der radioaktiven Nuklide in den Proben mittels Gammaspektrometrie
Ergebnisse und Diskussion
Die Entwicklung der Bienenvölker in der Wismutregion wurde insgesamt über 2 Jahre verfolgt. Die radioaktive Belastung der Region hatte keinen Einfluss auf den Gesundheitszustand und die Entwicklung der Völker. Der Transfer der radioaktiven Nuklide unterschiedlicher Bodenarten in die Pflanze (Raps) und in den Honig zeigte keinen Einfluss der Bodenbeschaffenheit. Die ermittelten Transferraten lagen bei 0,04-0,12 beim Transfer Boden-Pflanze und bei 0,01-0,06 beim Transfer Pflanze-Honig. Auch der pH-Wert der Erdproben hatte keinen Einfluss auf Aktivitätsgehalt bzw. Transfer. Auffallend sind dagegen die höheren Boden- und Pflanzenwerte einzelner Nuklide in der Ronneburger Region im Vergleich zu den ermittelten Werten anderer Regionen Deutschlands. Der höhere Wert beinhaltet aber keinen erhöhten Transfer. Auch die untersuchten Pflanzenarten scheinen keinen Einfluss auf den Transfer der radioaktiven Nuklide zu haben. Allerdings ist die untersuchte Pflanzenzahl zu gering, um eine detaillierte Aussage zu machen. Bei Phacelia schwankt der Transfer Boden-Pflanze zwischen 0,07 und 0,25; für Rotklee liegt der Wert bei 0,05; für Ackerbohne bei 0,04; ebenso für Raps. Der Transfer in den Honig ist äußerst gering (z. B. Pha-celia 0,01-0,04). Auch hier sind die erhöhten U-238-Werte in fast allen Boden- und z. T. auch Pflanzen-proben der Wismutregion auffällig, bsd. direkt auf dem Gelände der Absetzanlage Trünzig.
Die Untersuchungen zur Ermittlung des Radionuklidgehalts in Abhängigkeit von der Entfernung zum Hal-dengebiet zeigen im wesentlichen keine Abweichungen von den Messungen in anderen Regionen. Lediglich eine Erd- und zwei Pflanzenproben unterscheiden sich hinsichtlich der Aktivitätswerte. Äußerst gering und dementsprechend schwer nachweisbar waren die Werte im Honig. Der Transfer von Ra-226 vom Boden in die Pflanze schwankt zwischen 0,01 und 0,05; von der Pflanze in den Honig zwischen 0,05 und 0,17. Auch die direkt an der Absetzanlage Trünzig gewonnenen Honige sowie die Mischhonige aus der Region zeigten äußerst geringe Aktivität. Untersuchungen an Bienen selbst ergaben höhere U-238- und Ra-226-Werte als im Honig. Es könnte sein, dass sich Bienen selbst als besseres Testsubstrat erweisen.
Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation
Poster auf dem 2. Jenaer Bienenkundlichen Symposium, März 1993
Poster auf der 87. Jahresversammlung der Dtsch. Zoolog. Ges. 1994 in Jena
Veröffentlichung in:
Die Altlasten des Uranbergbaus und der Uranerzaufbereitung, Naturwissenschaftl. Reihe des Museums für Naturkunde der Stadt Gera, Heft 20, 1993
Diplomarbeit an der Universität Marburg, 1994
Veröffentlichung für Zeitschrift Apidologie eingereicht
Fazit
1. Die Honigbiene eignet sich auch für natürlich vorkommende Radionuklide als Bioindikator. Trotz geringer Belastung der Region waren in den meisten Honigproben messbare Aktivitäten zu finden, wenn auch oftmals im Bereich der Nachweisgrenze. Unter Zugrundelegung des Transferfaktors für Boden/Pflanze bzw. für Pflanze/Honig können somit aus den Honigproben Rückschlüsse auf den Gehalt in Boden bzw. Pflanze gezogen werden
2. Die Belastung des Honigs mit natürlichen Radionukliden ist sehr gering. Es besteht somit keine Gefahr beim Verzehr von Honig.
3. Die Belastung der Wismutregion mit natürlich vorkommenden Radionukliden ist nicht schädlich für die Entwicklung der Bienenvölker (stellvertretend für andere Insekten).
4. Der Gehalt an natürlichen Radionukliden in den Bienen selbst war höher als im Honig. Es kann sein, dass die Bienen besser geeignet sind für derartige Untersuchungen als der Honig. Dies müsste jedoch mit einer größeren Probenzahl belegt werden.