Säulenexperimente zur Untersuchung des Einflusses von Huminstoffen auf das Migrationsverhalten von Uran(VI) in einem sandigen Sediment

Die Untersuchung des Ausbreitungsverhaltens von Actinidionen in wäßrigen Systemen ist unabdingbar zur Erstellung von Risikoabschätzungen zur Langzeitsicherheit von ober- und untertägigen Einrichtungen des ehemaligen Uranerzbergbaus sowie von Endlagern für radioaktiven Abfall. Das Migrationsverhalten von Actinidionen in einem natürlichen Aquifer wird stark von den vorherrschenden Bedingungen beeinflußt. Dabei können Huminstoffe als ubiquitäre, organische Komplexbildner einen entscheidenden Einfluß auf die Immobilisierung bzw. Mobilisierung der Actinidionen ausüben.
Die vorliegende Arbeit zeigt Ergebnisse von Säulenexperimenten zur Untersuchung des Einflusses aquatischer Huminstoffe auf das Migrationsverhalten von Uran(VI) in einem sandigen Grundwasserleiter. Für die Untersuchungen wurden ein Grundwasser (GoHy-532, DOC: 30 mg C/l) sowie pleistozäner Flugsand aus dem Gebiet Gorleben verwendet. Der in Säulen (Länge 25 cm und 50 cm; Durchmesser 5 cm) eingebaute Sand wurde unter Inertgasbedingungen (Ar + 1 % CO₂) mit dem Grundwasser konditioniert. Zur Bestimmung der hydraulischen Parameter der Säulen wurde tritiertes Wasser als Tracer verwendet. Die Migrationsuntersuchungen erfolgten in Abhängigkeit von der Kontaktzeit des Grundwassers mit Uran(VI) (²³²UO₂Cl₂) bis zur Injektion auf die Säule, der Grundwasserfließgeschwindigkeit sowie der Säulenlänge.
Die Uran-Durchbruchskurven der Säulenexperimente zeigen, daß ein Teil des Urans ungehindert, an Huminstoffe gebunden und dabei bis zu 5 % schneller als das Wasser durch das Sediment transportiert wird. Der Wiedererhalt an Uran liegt für die durchgeführten Experimente im Bereich zwischen 2 % und 9 %.
Der ungehinderte, huminstoffgetragene Urantransport ist von der Kontaktzeit des Grundwassers mit Uran(VI) abhängig und steigt mit Erhöhung der Konditionierungszeit. Darüber hinaus nimmt der Wiedererhalt mit abnehmender Grundwasserfließgeschwindigkeit sowie zunehmender Säulenlänge, d.h. mit Erhöhung der Kontaktzeit mit dem Sediment, ab. Dieses Ergebnis deutet auf eine kinetisch kontrollierte Wechselwirkung des huminstoffgebundenen Urans mit der Sandoberfläche hin.