Der Pilze-Messthread

[Henri]

Da im Moment ja sowohl die Pilze aus dem Boden sprießen, wie auch die "Cizizen Science" Projekte hier im Forum, kam mir die Idee, mal einen eigenen Thread nur für selbstgesammelte Pilze aufzumachen.

Ein mögliches Ziel könnte sein, irgendwann eine eigene Pilzkarte zu erstellen, wenn ausreichend Daten zusammenkommen.

Dies erfordert eine gewisse Standardisierung/Vergleichbarkeit. Mein konkreter Vorschlag wäre:

1. Herkunft
Nur selbst gesammelte Pilze werden hier eingestellt, denn nur bei diesen kennt man die Herkunft zweifelsfrei. Also keine Pilze vom Wochenmarkt oder aus dem Lebensmittelgeschäft.

2. Pilzsorten
Es werden nur Speisepilze aufgeführt. Am interessantesten ist der Maronen-Röhrling und der Semmelstoppel-Pilz, weil beide stark Cs-137 anreichern.
Es gibt keine Mischproben, sondern es wird nur sortenrein vermessen.
Allerdings können Pilze aus einem oder benachbarten Waldgebieten zusammengefasst werden, da man sonst oft nicht auf ausreichende Probenmengen kommt.

Die Pilze werden sauber über dem Boden abgeschnitten, keinesfalls ausgerissen.
Bei mir hat sich sehr die Verwendung eines Zahnarzt-Spiegels bewährt. Man kann unter den Pilz schauen, ohne ihn abschneiden zu müssen, und die Röhren etwas eindrücken und schauen, ob sie blauen. Das schont den Rücken, das Zeit-Budget, und - ganz klar - auch die Natur!
In Naturschutzgebieten wird nur gesammelt, wo es erlaubt ist (ggf. Wege-Gebot).

Man benötigt für einen 60 ml Probenbecher ca. 400 g Frisch-Pilze!

Man sollte sich auch zutrauen, die Pilzsorte sicher bestimmen zu können. Sonst besteht bei der nachfolgenden Probenaufbereitung eine ernsthafte Vergiftungsgefahr  , da die Pilzgifte erheblich aufkonzentriert werden! Bei Röhrenpilzen ist man, soweit ich weiß, relativ auf der sicheren Seite. Bei Lamellenpilzen sollte man extrem vorsichtig sein.

3. Probenaufbereitung
Beprobt wird der ganze Pilz, so wie man ihn essen würde, also mit Kappenhaut und Stiel. Die Röhren/Lamellen werden nicht entfernt.

Die Pilze werden abgeputzt und danach das Frischgewicht bestimmt. Anschließend werden sie in Scheiben geschnitten, bei 105°C im Ofen getrocknet, bis sie wasserfrei sind und das Trockengewicht bestimmt. Danach werden sie in der Kaffeemühle pulverisiert und homogenisiert und schließlich in die eigene Standard-Messgeometrie abgefüllt.

4. Messung
Bestimmung des Cs-137 ausschließlich mit quantitativer Gammaspektrometrie. Hier können auch alle RadiaCode-Besitzer mitmachen!

Für den RadiaCode sind die Effizienzen für vorgegebene Proben-Geometrien bereits einprogrammiert. Wer eine andere Spektrometrie-Vorrichtung verwendet, kann die Effizienzbestimmung mittels der Lutetium-Kalium-Aktivitäts-Kalibrierung vornehmen (LuKa-Kal.pdf).
 Dort gibt es auch ein Excel-Sheet, das einem bei der Kalibrierung hilft und dann auch direkt die Cs-137 Aktivität von anschließend gemessenen Proben berechnen kann.

Die Auswertung der Peak-Fläche geht sehr gut mit der Freeware Interspec.

Da wir an der Trockenmasse messen, müssen wir die Cs-137 Aktivität am Ende noch auf Bq/kg Frischmasse umrechnen. Pilze enthalten 90-95% Wasser, also muss hier eine präzise Waage verwendet werden und präzise eingewogen werden.

Beim Messergebnis wird auch der Messfehler mit angegeben. Welchen Messfehler gibt Interspec an? Und welcher Fehler entsteht durch Toleranzen bei der Einwaage?

Nach Möglichkeit sollte der Hintergrund ausreichend lange bestimmt und dann abgezogen werden. Je nach Gerät ist eine Messdauer von jeweils mindestens 24 Stunden sinnvoll.

5. Angabe der Messdaten
Die "Veröffentlichung" des Messwerts erfolgt dann hier in einem "standardisierten" Format:
Bundesland:
Probennahme-Ort:
Boden-Art (Mischwald, Laubwald, Nadelwald, Ackerboden, usw.):
Bodenbelastung 1996 laut BMU-Karte:
Geo-Koordinaten:

Datum der Probennahme:
Datum der Messung:
Pilzsorte:
Frischgewicht:
Trockengewicht:

Verwendetes Messgerät:
Proben-Geometrie (bes. RadiaCode):
Proben-Einwaage:
Messzeit (s):

Bestimmte Aktivität der Probe (Bq):
Statistischer Fehler bei der Messung:
Bestimmte spezifische Aktivität der Probe (Bq/kg):
Berechnete spezifische Aktivität des Frisch-Pilzes (Bq/kg): (in Grün, wenn < 600 Bq/kg Frischgewicht. Ab 600 Bq/kg in Rot)
Einwaage-Fehler (Toleranz der Waage):

Falls vorhanden: Fotos von den Pilzen und vom Spektrum

Also, wer hat Lust und macht mit? 

Viele Grüße!

Henri

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[Henri]

Bundesland: Niedersachsen
Probennahme-Ort: Fuhrberg bei Celle
Boden-Art (Mischwald, Laubwald, Nadelwald, Ackerboden, usw.): Mischwald
Bodenbelastung 1996 laut BMU-Karte: 8.000-10.000 Bq/m²
Geo-Koordinaten: N 52.58974 E 009.88117

Datum der Probennahme: 09/2023
Datum der Messung: 10/2023
Pilzsorte: Maronen-Röhrling
Frischgewicht: 562 g
Trockengewicht: 46,9 g

Verwendetes Messgerät: 2,5" NaI(Tl) in 25 mm Bleiburg
Proben-Geometrie (bes. RadiaCode): Petri-Schale 78 ml
Proben-Einwaage: 38,4 g
Messzeit (s): 67926 s

Bestimmte Aktivität der Probe (Bq): 30,0
Statistischer Fehler bei der Messung: 0,574%
Bestimmte spezifische Aktivität der Probe (Bq/kg): 782,1
Berechnete spezifische Aktivität des Frisch-Pilzes (Bq/kg): 65
Einwaage-Fehler (Toleranz der Waage): 0,05 g


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[Henri]

Bundesland: Niedersachsen
Probennahme-Ort: Fuhrberg bei Celle
Boden-Art (Mischwald, Laubwald, Nadelwald, Ackerboden, usw.): Mischwald
Bodenbelastung 1996 laut BMU-Karte: 8.000-10.000 Bq/m²
Geo-Koordinaten: N 52.58974 E 009.88117

Datum der Probennahme: 09/2023
Datum der Messung: 10/2023
Pilzsorte: Butter-Röhrling
Frischgewicht: 376 g
Trockengewicht: 19,0 g

Verwendetes Messgerät: 2,5" NaI(Tl) in 25 mm Bleiburg
Proben-Geometrie (bes. RadiaCode): Petri-Schale 78 ml
Proben-Einwaage: 18,8 g
Messzeit (s): 86406 s

Bestimmte Aktivität der Probe (Bq): 39,2
Statistischer Fehler bei der Messung: 0,454%
Bestimmte spezifische Aktivität der Probe (Bq/kg): 2084,0
Berechnete spezifische Aktivität des Frisch-Pilzes (Bq/kg): 105
Einwaage-Fehler (Toleranz der Waage): 0,05 g
Sonstiger Fehler: Aufgrund der geringen Probenmenge war die Standard-Geometrie nur zur Hälfte gefüllt


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[Flipflop]

Hallo Henri, gefällt mir! 
Eigentlich wollte ich noch Lärchenröhrlinge sammeln, da habe ich viele gesehen. Leider hat die Zeit nicht mehr gereicht.
Hier bei uns ist es im Moment wieder zu Trocken. (Bis auf Hirschtrüffel habe ich nichts gefunden)
Kein Regen, keine Pilze.

[madu]

Tscha
Bei uns hier in BaWü (Ulm) ist seid Juni ohne Unterbrechung Hochsommer.
Die aktuelle Woche immer über 25°C, und seit 4 Wo. keinen Regen.

Normalerweise hat es um die Jahreszeit bei uns hier massig Pilze.
Zur Zeit absolut nichts!

Bin mal gespannt wie das Jahr so weiter geht. Werden wohl noch ein paar Rekorde purzeln.

[Henri]

Ich habe eine PM zu dem von mir verwendeten Probengefäß bekommen und antworte jetzt mal für alle.

Anscheinend wurden bislang von einigen 45 mm Münzkapseln verwendet.

Für ein Präparat für die Analyse von Vegetation und Böden ist das Volumen so einer Münzkapsel jedoch viel zu gering.

Idealerweise ist das Probengefäß relativ flach und minimal kleiner als der Durchmesser des Detektors.

Das läßt sich gut realisieren, wenn man "professionelle" Präparate für die Aktivitätskalibrierung hat. Da uns diese nicht zugänglich sind, verwenden wir für den oberen "Stützpeak" Kaliumsalze. Für Details schaut bitte in den Thread zur Lu-K-Kalibrierung.

Mein Detektor hat einen Durchmesser von 2,5", also etwa 5 cm,  und zählt im Hobbybereich sicherlich zu den größeren. Die Menge K-40 in einer 50 mm Petrischale ist aber zu gering, um eine gute Stützstelle für die Kalibrierung zu bieten. Gleiches gilt für die Messung von Proben, wenn man auch hier den Kaliumgehalt bestimmen möchte.

Deshalb verwende ich Probenbehälter mit 90 mm Durchmesser. Wichtig ist, dass der Inhalt dann auch gut homogenisiert ist. Ich habe eine 300 ml Schraubdeckeldose und eine 90 mm Petrischale. Die Effizienz ist bei der Petrischale deutlich höher, dafür ist die Probenmenge in der Dose größer.

Wegen der Geometrie ist es wichtig, dass das Probenbehältnis immer randvoll ist und der Inhalt auch möglichst gut kompaktiert wird. Denn KCl mit etwas Lu2O3 hat eine Schüttdichte von ca. 1,2 g/cm³, getrocknete und gemahlene Pilzproben aber nur ca. 0,5 g/cm³. Ideal ist das nicht, aber Alternativen gibt es nicht wirklich wegen der geringen Aktivität des K-40. Und der Fehler ist auch nicht so extrem groß, gerade bei der flachen Petrischale. Für den Hobbybereich definitiv zu akzeptieren. Wenn man die Pilze aber nicht fein mahlt, wird die Schüttdichte extrem gering, und man kann nur sehr wenig Masse dicht an den Detektor bringen. Deshalb, und auch weil die Homogenität der Probe wichtig ist, ist das pulverfeine Mahlen unverzichtbar. Meine eletrische Kaffee-/Gewürzmühle hat unter 30,- gekostet und wird natürlich nicht mehr für Lebensmittel verwendet. Man kann sicherlich auch auf Flohmärkten günstig eine bekommen.

"Randvolles Probengefäß" heißt aber auch, dass man die entsprechende Menge Pilze sammeln muss, sonst kann man nicht messen. Für meine 90 mm Petrischale brauche ich schon knapp 500 g Frisch-Pilze. Bei einigen Sorten habe ich diese nicht zusammenbekommen. Dann ist die Schale nur halb voll geworden. Das wirkt sich natürlich auf die Genauigkeit aus.

Was jedoch nicht geht, ist das Auflegen einer Münzkapsel voll Lu2O3 auf den Detektor, da sich die dann unterschiedliche Messgeometrie viel deutlicher auswirkt als z.B. Dichteunterschiede. Wenn es halbwegs genau sein soll, muss man etwas Lu2O3 "opfern" und mit KCl sehr sorgfältig mischen, so dass das gesamte Probengefäß mit der Mischung gefüllt werden kann.
Mehr als 5 g Lu2O3 benötigt man nicht, es ist ja relativ teuer. Vor einiger Zeit hatten es viele hier bei https://onyxmet.com/ gekauft.

Für meine 90 mm Petrischale benötigte ich 90 g KCl und 5 g Lu2O3. Somit liegen die Emissionsraten bei 202 keV und 1460 keV exakt bei 157/s. Das ist natürlich sehr praktisch, weil die Zählratenunterschiede dann nur noch durch die Detektoreffizienz zustande kommt.

Man muss also für sein Spektrometer einen Kompromiss finden zwischen ausreichendem Probenvolumen, um die Aktivitätskalibrierung mit Kaliumsalz durchführen zu können, und nicht zu großem Probenvolumen, damit man das Gefäß später auch gefüllt bekommt.

Letztendlich ist es egal, welches Probengefäß man nun genau nimmt, solange man auch die Aktivitätskalibrierung mit diesem durchgeführt hat. Natürlich spielt die Größe der Bleiburg eine Rolle. Wenn man nur einen kleinen Kristall und eine enge Bleiburg hat, empfielt sich die Verwendung einer Ringschale (Marinelli), die man sich auch selber bauen kann. Ich habe Gefäße ausgewählt, die man in dieser Form wahrscheinlich noch lange wird kaufen können. Die Petrischalen sind welche ohne Nocken (!) und von einem Markenhersteller (Sarstedt). Ich kann für jede Probe einfach eine neue nehmen.

Es ist aber wichtig, dass die Vorgehensweise zur Kalibrierung einheitlich ist, denn dann entsteht bei allen Messungen ein Fehler in der selben Richtung, und man kann sie vergleichen. Wenn jeder sein eigenes Süppchen kocht, ist nichts gewonnen.

Und wer mit dem RadiaCode arbeitet, der hat es sowieso einfacher, weil nur die vorgegebenen Messgeometrien verwendet werden müssen. Die Aktivitätskalibrierung entfällt hier. Vermutlich ist der Messfehler deshalb auch um einiges höher. Deshalb habe ich auch vorgeschlagen, so viele Details anzugeben. Man kann dann später die Zuverlässigkeit des Ergebnisses besser beurteilen und ggf. nachträglich korrigieren.



Letztendlich geht es auch darum, quantitative Analysen mal gemacht zu haben und regelmäßig zu üben, wenn man das entsprechende Equipment eh bei sich herumstehen hat. Als die Idee mit der Lu-K-Kalibrierung aufkam, haben sich viele das Lu2O3 bestellt, aber quantitative Messungen habe ich seitdem kaum hier gesehen. Dabei warten überall Pilze und Böden darauf, dass man ihnen ihr Geheimnis entreißt. Und es bringt ja auch Spaß (finde ich) und sorgt für Bewegung in der Natur 

Viele Grüße!

Henri

[Henri]

Tscha
Bei uns hier in BaWü (Ulm) ist seid Juni ohne Unterbrechung Hochsommer.
Die aktuelle Woche immer über 25°C, und seit 4 Wo. keinen Regen.

Normalerweise hat es um die Jahreszeit bei uns hier massig Pilze.
Zur Zeit absolut nichts!

Bin mal gespannt wie das Jahr so weiter geht. Werden wohl noch ein paar Rekorde purzeln.

Tscha, als ich im Bayrischen Wald war, war ich auch erstaunt, wie wenig da steht. Pilze gab es zwar, hier und dort, aber weder Maronen noch Semmelstoppel. Ob die mir jemand vor der Nase weggesammelt hat?    In meiner Not (ich wollte nicht nur Erde mitbringen) habe ich dann zwei Kleinfamilien Rotfuß-Röhrlinge eingepackt. Die sind gerade im Spektrometer. Leider ist die Meßschale nicht ganz voll geworden 

[Prospektor]

Hallo Henri!

Tolle Arbeit und eine schöne Vorgehensweise, die Du da erarbeitet hast.
Ich würde durchaus auch gerne etwas beitragen, wie erwähnt ist es pilztechnisch dieses Jahr im Süden aber bisher sehr mau. Aber evtl. tut sich da ja noch was.

Was die Bestimmung der Aktivität solcher Proben angeht, habe ich ja vor einiger Zeit schon diverse Experimente mit gekauften Pfifferlingen durchgeführt, siehe https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php?msg=9936

Damals habe ich noch nicht mit der Lu-K-Kal. gearbeitet, sondern habe es mit meiner Hirschgraben Referenz berechnet (nur Cs-137). Es stellte sich heraus, dass der Einfluss der Matrix von getrockneten Pilzen vs. Referenzerde schon vorhanden ist, weshalb ich über die Krücke mit der Pilzerde gegangen bin und so einen Korrekturfaktor von ca. 0,86 bekommen habe (den Einfluss der Probengeometrie habe ich so klein wie möglich gehalten). Theoretisch könnte man einen ähnlichen Faktor dann auch mal näherungsweise bestimmen, wenn man mit der Lu-K-Kal. statt dem Direktvergleich des Cs-137-Peaks arbeitet.
Ich habe mich dann letztendlich dazu entschlossen, die Lu-K-Kal. mit der Referenzerde, d.h. mit Cs-137 und Am-241 als weitere Stützstellen, aufzubohren. Bernd hat mir ja dann freundlicherweise einen guten Polynom-Fit generiert, der an die Jäckel-Westmeier-Funktion angelehnt ist. Das ganze funktioniert relativ gut, speziell bei Nukliden, für die man keine direkte Referenz hat, wie z.B. Be-7. Es gibt aber eben auch die auch von Dir schon beschriebenen Einschränkungen der Probengeometrie + Matrix-Effekt (z.B. Dichte) der Kal. Proben im Vgl. zum Messgut.

In diesem konkreten Fall hier muss man es aber nicht zwangsläufig so kompliziert machen. Wenn Cs-137 das Nuklid von Interesse ist, dann würde ja eine in der Community verbreitete Standard-Referenz reichen, mit der man dann direkt vergleichen kann (ggf. mit Matrix-Korrektur). Der Vorteil läge speziell in der frei wählbaren Probengeometrie, deren Fehler sonst schnell richtig übel werden, wenn man nicht aufpasst. Auch die restlichen Fehler der Lu-K-Kal. würde man nicht verschleppen.
Für die Realisierung bräuchte man einige kg homogenisierte Referenzerde (könnte ich besorgen), würde sich die Aktivitätskonzentration zur Absicherung von 3 kleinen Sub-Proben im akkreditierten Labor bestimmen lassen (z.B. am KIT, kostet dann etwas) und könnte die Probe dann, sofern homogen, an die Community verteilen. Wir hatten sowas ja beginnend mit einem Ringversuch mal angestrebt, die Resonanz war aber nicht wirklich vorhanden. Liegt glaube ich schon auch daran, dass im Forum ein nicht unerheblicher Teil eher Hardware-/Gerätefokussiert unterwegs ist (was ja nicht schlecht ist) und solche Themen hier ja schon eher in den radiochemisch-analytischen Messbereich abdriften    Ich persönlich sehe mein - zugegebenermaßen auch weiter wachsendes - Equipment gerne auch in der Anwendung. Entweder im Feld, oder eben mit spannenden Experimenten 

Anyway, ich finde es sehr schön, dass Du hier auch nochmal den Versuch startest und Dich diesem spannenden Thema mit der nötigen Gründlichkeit widmest 

Zum Schluss auch nochmal der Hinweis auf eine in diesem Zusammenhang durchaus interessante Arbeit:

https://nuklearchemie.uni-koeln.de/fileadmin/einrichtungen/nuclearchemie/Diverses/Cs-137_Standards_rev.pdf

[DL8BCN]

Ich habe gestern eine Tüte Violetter Lacktrichterlinge eingesammelt.
Nach dem trocknen war absolut nichts zu messen in meinem Gammaspektrometer mit 63mm NaI(TI) Kristall in der Bleiburg.
Der Violette Lacktrichterling war wohl 1986 sehr stark belastet.
Da das Mycel von dieser Art aber nur relativ flach wurzelt, akkumuliert er heute so gut wie gar nichts mehr.
Auch an Maronenröhrlingen und dem Semmelstoppelpilz war nichts zu messen!
Ich werde nun mal demnächst eine Bodenprobe aus dem Wald testen.
Wenn da auch nichts ist, bestätigt sich die Karte vom BfS die hier bei mir zwischen Bremen und Hamburg praktisch weiß ist.

[Henri]

Hier kommen noch Rotfuß-Röhrlinge aus dem Bayrischen Wald bei Zwieselerwaldhaus. Interessant ist, dass sie kaum Cs-137 enthalten, obwohl ich im dortigen Waldboden 745 Bq/kg Cs-137 gefunden habe...
Bundesland: Bayern
Probennahme-Ort: Zwieselerwaldhaus
Boden-Art (Mischwald, Laubwald, Nadelwald, Ackerboden, usw.): Mischwald
Bodenbelastung 1986 laut BMU-Karte: 80 - 120 kBq/m²
Geo-Koordinaten: N 49.0936, E 13.2450

Datum der Probennahme: 09/2023
Datum der Messung: 10/2023
Pilzsorte: Rotfuß-Röhrling
Frischgewicht: 252 g
Trockengewicht: 25,7 g

Verwendetes Messgerät: 2,5" NaI(Tl) in 25 mm Bleiburg
Proben-Geometrie (bes. RadiaCode): Petrischale 78 ml
Proben-Einwaage: 25,7 g
Messzeit (s): 108522 s

Bestimmte Aktivität der Probe (Bq): 5,0
Statistischer Fehler bei der Messung:
Bestimmte spezifische Aktivität der Probe (Bq/kg): 196
Berechnete spezifische Aktivität des Frisch-Pilzes (Bq/kg): 20
Einwaage-Fehler (Toleranz der Waage): 0,05 g

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[Henri]

Ich habe gerade gesehen, dass in der Vorlage für die Messdaten ein Fehler ist. Natürlich soll die Bodenbelastung 1986 laut BMU-Karte angegeben werden. Weiter oben kann ich leider den Beitrag nicht mehr bearbeiten.
Bundesland: 
Probennahme-Ort: 
Boden-Art (Mischwald, Laubwald, Nadelwald, Ackerboden, usw.): 
Bodenbelastung 1986 laut BMU-Karte: 
Geo-Koordinaten: 

Datum der Probennahme: 
Datum der Messung: 
Pilzsorte: 
Frischgewicht: 
Trockengewicht: 

Verwendetes Messgerät: 
Proben-Geometrie (bes. RadiaCode): 
Proben-Einwaage: 
Messzeit (s): 

Bestimmte Aktivität der Probe (Bq): 
Statistischer Fehler bei der Messung: 
Bestimmte spezifische Aktivität der Probe (Bq/kg): 
Berechnete spezifische Aktivität des Frisch-Pilzes (Bq/kg): (in Grün, wenn < 600 Bq/kg Frischgewicht. Ab 600 Bq/kg in Rot)
Einwaage-Fehler (Toleranz der Waage): 

Falls vorhanden: Fotos von den Pilzen und vom Spektrum

[Henri]

Radioaktive Belastung von Waldpilzen aus der Region Heilbronn
Prof. Dr. Kurt Rauschnabel, Labor Strahlungsmesstechnik in Zusammenarbeit mit dem Pilzverein Heilbronn e.V.

19.11.2013, Pilzverein Heilbronn

https://s98dc7ea272388899.jimcontent.com/download/version/1687206692/module/7589278886/name/Radioaktive%20Belastung%20Waldpilze.pdf

Dieser Thread war eigentlich ausschließlich dafür Gedacht, die Ergebnisse eigener und nach einem standardisierten Schema durchgeführter Messungen zusammenzutragen. Für Hintergrundinformationen und allgemeine Diskussionen gibt es die Rubrik https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/board,50.0.html