[ziesell]

Tiefseebergbau: Manganknollen vom Meeresgrund sind radioaktiv

Forscher haben Werte weit über den zulässigen Grenzwerten gemessen. Transport und Verarbeitung der Rohstoff-Knollen sind gefährlich.



Sie enthalten neben Eisen und Mangan wertvolle Metalle wie Kobalt, Kupfer oder Platin. Deshalb sind Manganknollen vom Meeresgrund begehrt. Der Abbau ist umstritten, weil er die Umwelt schädigt. Neue Forschungen zeigen, dass die Manganknollen auch die Gesundheit gefährden können.

Ein Team des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven hat Manganknollen untersucht, die bei zwei Expeditionen in die Clarion-Clipperton-Zone 2015 und 2019 an die Oberfläche geholt worden waren. Dabei stellte das Team um Jessica Volz hohe Strahlungswerte fest.

"Unsere Studie zeigt nun, dass die äußere Schicht der extrem langsam wachsenden Knollen für bestimmte Alphastrahler Werte des Hundert- bis Tausendfachen einiger Grenzwerte erreichen kann, die im Rahmen von Strahlenschutzregelungen gesetzt sind", sagte die Biogeochemikerin Volz. Es sei bekannt gewesen, dass die äußere Schicht der Knollen radioaktive Stoffe wie Thorium-230, Radium-226, Protactinium-231 und Radon-222 enthalte. "Allerdings wurden diese Werte bisher noch nicht im Kontext der Strahlenschutzgesetzgebung betrachtet."

Manganknollen liegen auf dem Meeresboden

Manganknollen sind kartoffel- bis salatkopfgroße Brocken, die in 4.000 bis 6.000 Metern Tiefe auf dem Meeresgrund liegen. Sie bestehen zum größten Teil aus Eisen und Mangan. Außerdem enthalten sie wertvolle Metalle wie Kobalt, Kupfer, Nickel oder Titan. Andere begehrte Stoffe wie Metalle der Seltenen Erden, Platinmetalle oder Wolfram kommen in sehr geringem Maß auch vor – all das macht die Knollen für den Abbau attraktiv.

Die Metalle aus dem Umgebungswasser sammeln sich um einen Kern und wachsen etwa 5 bis 20 Millimeter in einer Million Jahre. An bestimmten Metallen, vor allem an Eisenmanganoxid, lagern sich die radioaktiven Stoffe an. Diese entstehen durch den Zerfall von natürlich vorkommendem Uran-235 und Uran-238 im Wasser und im Sediment. Es sind sich hauptsächlich Alphastrahler, also Teilchenstrahler, die Heliumkerne abgeben.

Für den Tiefseebergbau oder Deep Sea Mining sind die Knollen begehrt, da sie auf dem Sediment liegen und relativ einfach abgeerntet werden können. Allerdings schädigt der Abbau das Ökosystem des Meeresbodens für einen langen Zeitraum.

Die Strahlenmesswerte waren überraschend hoch

Hinzu kommt jetzt, dass die Knollen gefährlich sind. "Obwohl wir aus früheren Studien wussten, dass wir in den Knollen mit einer beträchtlichen Radioaktivität rechnen müssen, hat uns die tatsächlich gemessene Höhe doch überrascht", sagte Walter Geibert, AWI-Forscher und Mitglied des Teams. So wurden für Protactinium-231 bis zu 0,55 Becquerel pro Gramm gemessen, für Thorium-230 7 Becquerel und für Radium-226 sogar bis zu 9 Becquerel pro Gramm.

Laut Strahlenschutzverordnung gilt für eine uneingeschränkte Freigabe ein Höchstwert von 0,01 Becquerel pro Gramm. Beim Umgang mit Altlasten aus dem Uranerzbergbau muss bei gemessenen Höchstwerten von 0,2 beziehungsweise 1 Becquerel pro Gramm eine genaue Gefährdungsprüfung erfolgen.

"Damit kann der ungeschützte Umgang mit Manganknollen ein Gesundheitsrisiko darstellen. Und das nicht nur beim Einatmen der bei ihrer Verarbeitung entstehenden Stäube, sondern auch durch die hohen Radon-Konzentrationen, die sich beim Lagern in schlecht belüfteten Räumen bilden. Auch in den angestrebten Produkten aus Manganknollen dürften sich einige radioaktive Stoffe anreichern, so zum Beispiel Actinium-227 in den Seltenen Erden", sagte Geibert.

Daneben geben die Knollen durch die Zerfall von Radium-226 radioaktives Radongas ab. Das AWI-Team maß für eine zehn Zentimeter große Manganknolle nach sechs Stunden Aufbewahrung in einem Zwei-Liter-Behälter eine Radioaktivität von fünf Becquerel pro Liter Luft. Im Frachtraum eines Schiffes könnten Werte von 200 bis 1.000 Becquerel pro Liter Luft auftreten. Für Radon-222 beträgt die mittlere Hintergrundbelastung in Innenräumen 0,05 Becquerel und in der Atmosphäre bei 0,01 Becquerel pro Liter. Der Grenzwert beim Strahlenschutz liegt bei 0,2 bis 0,3 Becquerel pro Liter.

"Unsere neue Studie zur Radioaktivität von Manganknollen zeigt nun, dass sich neben den Folgen für die Meeresökosysteme auch potenzielle Gesundheitsgefahren für Menschen im Zusammenhang mit der Förderung und Verarbeitung von Manganknollen sowie der Nutzung der daraus gewonnenen Produkte ergeben können", resümierte Volz. "Diese müssen bei den weiteren Planungen dringend berücksichtigt werden."

Die Ergebnisse veröffentlichte das Team in der Fachzeitschrift Scientific Reports.

[ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]