Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser in ...

Aktivitätsverhältnis von Rn-222 und Pb-210 nach vollständigem Zerfall des Rn-222 dem Verhältnis der Halbwertszeiten
der beiden Nuklide umgekehrt proportional; das bedeutet, 1 Bq Pb-210 entsteht aus 2130 Bq Rn-222. Ein weiteres,
im Strahlenschutz relevantes Folgenuklid des Rn-222 ist Po-210, ein Alpha-Strahler mit einer Halbwertszeit von 138
Tagen.
Für das Auftreten von Pb-210 und Po-210 im Grundwasser kommt sowohl das durch zirkulierendes Wasser bedingte
Auswaschen aus dem Untergrundgestein als auch der radioaktive Zerfall des im Wasser gelösten Rn-222 in Betracht.
Von Blei- und Poloniumverbindungen in natürlichen Wässern wird allgemein eine geringe Löslichkeit angenommen.
Beide Radionuklide sind häufig an organische oder anorganische Kolloide gebunden. Während Pb-210 auch lösliche
Verbindungen mit organischen Komplexen bildet und dadurch Mobilität erhält, wird Po-210 wegen der bevorzugten
Adsorption an Oberflächen hauptsächlich partikelgebunden transportiert oder dem Wasser entzogen [7].
1.2 Strahlenexposition durch natürliche Radioaktivität im Trinkwasser (Literaturwerte)
Die Strahlenexposition der Bevölkerung durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser setzt sich im Wesentlichen zusammen
aus der Summe der Ingestions-Folgedosen (kurz auch Folgedosis oder Ingestionsdosis), die durch die dosisrelevanten
natürlichen Nuklide Ra-228, Ra-226, Po-210, Pb-210 sowie Rn-222 hervorgerufen werden, und der Inhalations-Folgedosis,
die durch Inhalation von Rn-222 bedingt ist. Während die Ingestionsdosis direkt durch die Aktivitätszufuhr
der im Trinkwasser enthaltenen Radionuklide verursacht wird, ist die Inhalations-Folgedosis auf die Erhöhung
der Rn-222-Konzentration der Raumluft infolge der Nutzung radonhaltigen Leitungswassers (z. B. Duschen) zurückzuführen.
Die altersabhängige Ingestionsdosis ergibt sich aus der Multiplikation der Größen Radionuklidkonzentration,
Trinkwassermenge und Ingestions-Folgedosiskoeffizient. Die altersunabhängige radonbedingte Inhalations-
Folgedosis kann aus der Rn-222-Aktivitätskonzentration im Trinkwasser bei Berücksichtigung der Expositionszeit, des
Inhalations-Folgedosiskoeffizienten und des Rn-222-Transferfaktors Luft/Wasser abgeschätzt werden [15]. Der Transferfaktor
berücksichtigt u. a. typische Werte für die Luftwechselrate des Raumes, die täglich pro Person verbrauchte
Wassermenge und das Wohnraumvolumen.
Mit den Aktivitätskonzentrationen aus einer Reihe von Untersuchungsprogrammen in verschiedenen Ländern [7, 10,
16, 17] lassen sich bei Berücksichtigung aller dosisrelevanten natürlichen Radionuklide mittlere Werte der Ingestions-
Folgedosis für Säuglinge und Erwachsene von ca. 20 – 50 µSv/a bzw. 5 – 10 µSv/a abschätzen, wenn man von einer
jährlichen Trinkwassermenge von 350 Liter für Erwachsene und von 170 Liter für Säuglinge ausgeht. Das radioaktive
Edelgas Rn-222 verursacht bei mittleren Konzentrationen von 4 – 10 Bq/l neben der Ingestionsdosis zusätzlich eine
mittlere Inhalations-Folgedosis von 14 – 35 µSv/a. In Regionen erhöhter natürlicher Radioaktivität können sich Maximalwerte
der Ingestionsdosis oberhalb von 500 µSv/a und 100 µSv/a für Säuglinge bzw. Erwachsene ergeben. Die
durch Rn-222 bedingte altersunabhängige Inhalationsdosis kann auf Werte oberhalb von 3000 µSv/a ansteigen.
Eine Reduzierung der Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide in Trinkwasser erfordert insbesondere bei größeren
Wasserwerken einen hohen technologischen Aufwand zur Verringerung der Gehalte von Ra-228, Ra-226, Po-210
und Pb-210 [18, 19, 20, 21]. Demgegenüber kann der Radon-Gehalt durch Belüftungsprozesse im Wasserwerk vergleichsweise
kostengünstig herabgesetzt werden [22,79].
1.3 Supranationale und nationale Regelungen über natürliche Radioaktivität im Trinkwasser
Ein international einheitliches Konzept zum Schutz der Bevölkerung vor dem aus dem Konsum von Trinkwasser resultierenden
Strahlenexposition durch künstliche und natürliche Radionuklide existiert bisher nicht. Den rechtlichen Rahmen
für nationale Regelungen bilden folgende Regelwerke:
WHO-Trinkwasserempfehlung
Mit den „WHO Guidelines for drinking water quality, second edition (1993), Vol. 1, 4. Radiological aspects“ (WHO-
Trinkwasserempfehlung) [23a] wurde erstmals eine Empfehlung zur Begrenzung radioaktiver Stoffe im Trinkwasser
eingeführt. Auf der Grundlage einer Dosisempfehlung („committed effective dose“) von 0,1 mSv pro Jahr für den Erwachsenen
und eines angenommenen Trinkwasserverzehrs von 730 l pro Jahr werden Aktivitätskonzentrationen künstlicher
und einiger natürlicher Radionuklide abgeleitet; in diesem Zusammenhang werden Kalium-40 und Radon nicht
betrachtet. Radiologische Grundlage ist die Akzeptanz eines Lebenszeitrisikos von etwa 10 -4 über den Trinkwasserverzehr
bei einem angenommen Risiko einer Krebsmortalität von 5 % pro Sievert.
Als Screening-Parameter für die praktische Trinkwasserüberwachung werden 0,1 Bq/l Gesamt-α- und 1 Bq/l Gesamt-β-
Aktivitätskonzentration eingeführt (ohne Beitrag von Tritium). Die WHO-Guidelines wurden 2004 überarbeitet (third
edition) [23]: Die Grundprinzipien blieben unverändert, der Parameterwert für die Gesamt-α-Aktivität wurde auf
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