Natürliche Radionuklide in Mineralwässern

Natürliche Wässer wie Grund- und Quellwässer enthalten neben anderen Mineralien in Spuren stets auch natürliche radioaktive Stoffe. Dies gilt für Trinkwässer und für Mineralwässer, die häufig aus sehr tief liegenden Wasservorkommen gefördert werden und damit einen höheren Mineralisierungsgrad aufweisen.

Aktivitätskonzentrationen variieren

In Abhängigkeit von den örtlichen hydrogeologischen Gegebenheiten und unterschiedlichen Gehalten der Untergrundgesteine an Uran und Thorium variieren die Aktivitätskonzentrationen der im Mineralwasser enthaltenen natürlichen Radionuklide der radioaktiven Uran- und Thorium-Zerfallsreihen, wie zum Beispiel

• Uran-238, Uran-235, Uran-234,
• Radium-226, Radium-228,
• Blei-210, Polonium-210 und Actinium-227,

jeweils in weiten Grenzen.

Charakteristisch ist daher eine sehr hohe Bandbreite der Messwerte für verschiedene Mineralwässer. Höhere Radioaktivitätswerte treten oftmals in Wässern aus granitisch geprägten Gebieten auf, zum Beispiel im Erzgebirge, Vogtland, Fichtelgebirge, Bayerischen Wald und Schwarzwald.

Mineralwässer unterliegen der Mineral- und Tafelwasserverordnung

Natürliche Mineralwässer unterliegen nach der Mineral- und Tafelwasserverordnung von 1990 (Mineralwasserverordnung) einer amtlichen Anerkennung, sie müssen von ursprünglicher Reinheit sein und dürfen in ihren wesentlichen Bestandteilen nicht verändert werden. Die natürliche Radioaktivität wurde lange nicht regelmäßig untersucht, da sie naturgegeben ist. Dementsprechend wurden auch keine Grenz- oder Richtwerte festgelegt.

Entwicklung des Mineralwasserkonsums in Deutschland

Entwicklung des Mineralwasserkonsums in Deutschland im Zeitraum 1970 bis 2014

Der Mineralwasserkonsum ist in den zurückliegenden 40 Jahren in Deutschland ständig gestiegen. Der Verbraucher kann gegenwärtig zwischen etwa 500 amtlich anerkannten deutschen Mineralwässern auswählen. Zusätzlich sind auch ausländische Mineralwässer unter anderem aus Frankreich, Italien, Österreich und der Schweiz auf dem Markt.

Im statistischen Mittel trinkt jeder Bundesbürger pro Jahr circa 143,6 Liter natürliches Mineralwasser und circa 42,2 Liter Mineralbrunnen-Erfrischungsgetränke. Daraus folgt, dass ein erheblicher Teil des Trinkwasserbedarfes der deutschen Bevölkerung durch den Konsum von Mineralwasser gedeckt wird.

BfS-Studie: Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser in der Bundesrepublik Deutschland

Bis zum Jahr 2000 lagen keine Angaben über die Strahlenexposition der Bevölkerung infolge des Konsums von Mineralwasser vor. Andererseits wurde die Öffentlichkeit durch Berichte in den Medien über erhöhte Gehalte von natürlichen Radionukliden in Mineralwässern aus einigen Quellorten sensibilisiert. Daher war die Durchführung einer Studie dringend erforderlich, um zum einen die Gehalte natürlicher Radionuklide in Mineralwässern zu bestimmen und zum anderen die für deren Bewertung erforderliche, durch den Konsum von Mineralwässern resultierende, Strahlendosis zu berechnen. Ziel der Untersuchungen war

• die Bestimmung der Aktivitätskonzentrationen der natürlichen Radionuklide Radium-226, Radium-228, Uran-234, Uran-235, Uran-238, Polonium-210, Blei-210 und Actinium-227,
• die Ermittlung der Strahlenexposition durch den Konsum von Mineralwasser,
• die Erarbeitung von Vorschlägen über zulässige Konzentrationen natürlicher Radionuklide im Rahmen der Neufassung der Mineralwasserverordnung.

Vorgehensweise

Im Zeitraum September 2000 bis November 2001 wurden nach dem Zufallsprinzip in mehr als 150 Getränkemärkten und Filialen bekannter Einzelhandelsketten in der gesamten Bundesrepublik Deutschland insgesamt 401 Mineralwässer eingekauft und die Aktivitätskonzentrationen der oben genannten Radionuklide in Laboratorien des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) bestimmt.

Von den untersuchten Mineralwässern wurden 366 in Deutschland produziert - die restlichen 35 Mineralwassermarken waren Importwässer aus zehn europäischen Staaten.

Strahlendosis durch natürliche Radionuklide in Mineralwässern

Durch die Aufnahme von Nahrung gelangen die darin enthaltenen natürlichen Radionuklide in den menschlichen Organismus und bewirken dadurch eine Strahlenexposition des Verbrauchers. Diese "innere" Strahlenexposition (Ingestionsdosis) ist abhängig von den Strahlungseigenschaften der Radionuklide, den Aktivitätskonzentrationen in der Nahrung, der Menge der konsumierten Nahrungsmittel sowie vom Lebensalter. Sie beträgt in Deutschland im Mittel 0,3 Millisievert pro Jahr. Der durch das Trinken von Mineralwasser hervorgerufene Anteil an der natürlichen Strahlenexposition ist gering.

Die durch den Konsum von Mineralwasser verursachte Strahlungsdosis (Ingestionsdosis) wurde für Kinder und Erwachsene auf der Grundlage der ermittelten Aktivitätskonzentration berechnet (Ergebnis-Tabelle), wobei angenommen wurde, dass der jährliche Trinkwasserbedarf ausschließlich durch den Konsum von Mineralwasser gedeckt wird.

Betrachtet wurden Personen der Altersgruppen 0 bis 1, 1 bis 2, 2 bis 7, 7 bis 12, 12 bis 17 Jahre sowie Erwachsene, für die gemäß Anlage VII Teil B der Strahlenschutzverordnung ein mittlerer jährlicher Mineralwasserverzehr von 170, 100, 100, 150, 200 beziehungsweise 350 Litern zugrunde gelegt wird.

Die so ermittelten Werte wurden mit dem Dosisrichtwert der Weltgesundheitsorganisation (WHO) für Trinkwasser verglichen, der 0,1 Millisievert pro Jahr beträgt.

Bei keinem der untersuchten Mineralwässer wurde für den Erwachsenen der Dosisrichtwert der WHO überschritten. Lediglich bei zwei ausländischen Wässern ergaben sich höhere Werte.

Strahlendosis bei Säuglingen

Verteilung der Ingestionsdosis für Säuglinge infolge des Konsums von Mineralwasser als Trinkwasser und zur Zubereitung von Fertignahrung

Die höchsten Dosiswerte wurden für Säuglinge in einem Alter bis zu einem Jahr ermittelt, für die Mineralwasser zur Zubereitung von Fertignahrung und als Trinkwasser verwendet wird. Deshalb wurde in der Abbildung die statistische Verteilung der Ingestionsdosiswerte für Säuglinge (Alter 0 bis 1 Jahr) grafisch dargestellt. Angegeben ist der prozentuale Anteil der Mineralwässer mit einer Klassenbreite von 0,005 und 0,05 Millisievert pro Jahr im Dosisbereich unterhalb beziehungsweise oberhalb 0,2 Millisievert pro Jahr.

Der Median der Dosis beträgt mit 0,046 Millisievert pro Jahr etwa 50 Prozent des Dosisrichtwertes der WHO für Trinkwasser von 0,1 Millisievert pro Jahr. Der Median entspricht der Dosis, für die die Dosiswerte jeweils bei der Hälfte der Mineralwässer unterhalb und oberhalb dieses Wertes liegen.

Die Betrachtung der Ingestionsdosis für Säuglinge war insofern von Interesse, da einige Mineralwässer gemäß Paragraph 9 Absatz 3 der Mineralwasserverordnung den Zusatz "Geeignet für die Zubereitung von Säuglingsnahrung" tragen. Bis zum Jahr 2003 wurde dieser Zusatz unabhängig von dem Gehalt natürlicher Radionuklide im Mineralwasser verwendet.

Für circa 20 Prozent der untersuchten Mineralwässer ergaben sich für Kleinkinder bei einem angenommenen jährlichen Konsum von 170 Litern Dosiswerte oberhalb von 0,1 Millisievert pro Jahr. Der Maximalwert von 6,5 Millisievert pro Jahr resultierte für ein portugiesisches Produkt.

Das Radionuklid Radium-228 ist aufgrund seiner hohen Radiotoxizität dosisbestimmend. Andere natürliche Nuklide wie Radium-226, Uran-234, Uran-235, Uran-238, Polonium-210, Blei-210 und Actinium-227 spielen eine geringere Rolle.

Änderung der Mineral- und Tafelwasserverordnung

Der WHO-Dosisrichtwert und die Ergebnisse der BfS-Untersuchungen wurden in der Änderung der Mineral- und Trinkwasserverordnung berücksichtigt. Gemäß "2. Verordnung zur Änderung der Mineral- und Tafelwasserverordnung" ist die Angabe "Geeignet für die Zubereitung von Säuglingsnahrung" auf dem Flaschenetikett nur noch dann zulässig, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

"Bei Abgabe an den Verbraucher darf in natürlichem Mineralwasser die Aktivitätskonzentration von Radium-226 den Wert 125 Millibecquerel pro Liter und von Radium-228 den Wert 20 Millibecquerel pro Liter nicht überschreiten. Sind beide Radionuklide enthalten, darf die Summe der Aktivitätskonzentrationen, ausgedrückt in Vonhundertteilen der zulässigen Höchstkonzentration, 100 nicht überschreiten."

Durch die Einhaltung dieser Bedingung wird sichergestellt, dass bei einer Trinkwassermenge von 170 Liter pro Jahr eine Folgeingestionsdosis für Säuglinge von 0,1 Millisievert pro Jahr durch die Radionuklide Radium-226 und Radium-228 nicht überschritten wird.

Mineralwasserhersteller informiert

Das BfS hat die Hersteller der Mineralwässer über die Ergebnisse ihrer jeweiligen Produkte informiert. Eine Reihe von Mineralwasserherstellern haben Maßnahmen zur Reduktion der radioaktiven Inhaltsstoffe vorgenommen und neuere Messwerte von unabhängigen Messlaboratorien zur Verfügung gestellt. Diese Werte wurden nach Plausibilisierung durch das BfS berücksichtigt.