Sorption von Se(VI) an γ-Al2O3

Im Hinblick auf die Wirksamkeit von Barriensystemen potentieller Endlager wurden Sorptionsprozesse von Selenationen an γ-Aluminiumoxid untersucht.
Zunächst wurden Untersuchungen zur Charakterisierung der Mineralphase durch Einsatz von Zeta-Potential-Messungen und Röntgenbeugungsspektroskopie durchgeführt. Dabei wurde bestätigt, dass es sich bei dem eingesetzten Feststoff um eine reine Oxidphase handelt, und es wurde widerlegt, dass es beim Kontakt des Minerals mit Wasser zur Bildung von Hydroxiden kommt. Zusätzlich zu diesen Ergebnissen konnte für das verwendete Oxid ein isoelektrischer Punkt bei pH = 9,5...9,6 ermittelt werden.
Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt dieser Arbeit bestand darin, Erkenntnisse zur Sorption von Selenationen am γ-Al2O3 durch die Anwendung von Batch-Experimenten zu gewinnen. Im Zuge dieser Experimente sollte die Abhängigkeit der Sorption vom pH-Wert und der Konzentration der Hintergrundelektrolyten Natriumchlorid und Magnesiumchlorid untersucht werden. Dies geschah durch den Einsatz von Zeta-Potential-Messungen und spektroskopischen Daten, welche über ICP-MS ermittelt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Sorption sowohl mit steigendem pH-Wert als auch mit steigender Konzentration der Hintergrundelektrolyten verringert wird. Dabei deuten beide Methoden darauf hin, dass es sich bei den durch Sorptionsprozesse gebildeten Komplexen um outersphärische Komplexe handelt.
Eine äußerst wichtige Frage im Hinblick auf die Immobilisierung der Selenationen durch Sorption war die ihrer Reversibilität. Nur, wenn die Sorption irreversibel verläuft, können austretende Kontaminanten immobilisiert und somit ihre Freisetzung in die Umwelt verhindert werden. Die Ergebnisse der IR Spektroskopie weisen darauf hin, dass die stattfindenden Sorptionsprozesse vorwiegend zu relativ schwach gebundenen Selenationen an der Mineraloberfläche führen. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass γ Aluminiumoxid im Hinblick auf die Immobilisierung von radioaktivem Selen-79 im Endlager nur geringe Rückhalteeigenschaften besitzt.