UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES PHENOLICHER OH-GRUPPEN AUF DAS KOMPLEXBILDUNGSVERHALTEN VON HUMINSÄUREN MIT URAN(VI)

Huminsäuren (HS) spielen aufgrund ihrer guten Löslichkeit im pH-Bereich natürlicher Wässer sowie aufgrund ihres hohen Komplexierungsvermögens eine entscheidende Rolle innerhalb von natürlichen Wechselwirkungsvorgängen. Dazu gehören Wechselwirkungs-prozesse von HS mit Metallionen, z. B. Actinidionen, welche die Speziation der Actinidionen und daraus folgend das Migrations- bzw. Retardationsverhalten dieser Schadstoffe beeinflussen. Die Untersuchung der Wechselwirkung von HS und Actinidionen ist unbedingt erforderlich, z. B. für die Erstellung von Langzeitsicherheitsabschätzungen potentieller Endlager für nuklearen Abfall sowie für unter- und obertägige Einrichtungen des früheren Uranerzbergbaus in Sachsen und Thüringen. Aufgrund der heterogenen Natur der HS ist jedoch die genaue Beschreibung ihres Komplexbildungsverhaltens mit Metallionen schwierig.
In Fortsetzung unserer früheren Untersuchungen1,2 wollen wir die Kenntnisse zur Wechselwirkung von HS mit Metallionen erweitern. Dazu untersuchten wir den Einfluß phenolischer OH-Gruppen auf das Komplexbildungsverhalten von HS mit Uran(VI). Ausgehend von einer synthetischen HS (Typ M11) und zwei natürlichen HS (Aldrich, Kranichsee3) synthetisierten wir modifizierte HS mit blockierten phenolischen OH-Gruppen. Die partielle Blockierung der phenolischen OH-Gruppen wurde mit einer radiometrischen Methode zur Bestimmung der Huminsäurefunktionalität sowie FTIR-spektroskopisch nachgewiesen. Mittels zeitaufgelöster laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie untersuchten wir in Lösung das Komplexbildungsverhalten der modifizierten HS mit blockierten phenolischen OH-Gruppen mit UO22+-Ionen im Vergleich zu den nicht modifizierten HS. Für die modifizierten HS vom Typ M1 und Aldrich bestimmten wir signifikant kleinere Beladungskapazitäten mit UO22+-Ionen als für die entsprechenden originalen HS. Dieses Ergebnis weist daraufhin, daß die Blockierung der phenolischen OH-Gruppen das Komplexbildungsverhalten der HS in Lösung verändert.
Weiterhin führten wir mittels FTIR- und EXAFS-Spektroskopie Strukturuntersuchungen an festen Uranyl-Humat-Komplexen der modifizierten und nicht modifizierten HS durch. Mit der FTIR-Spektroskopie erbrachten wir den Nachweis für die Komplexierung von UO22+-Ionen durch die HS. Als Ergebnis der EXAFS-Untersuchungen bestimmten wir für die festen Uranyl-Humat-Komplexe Strukturparameter, d.h. axiale und äquatoriale Bindungsabstände zwischen Uran und Sauerstoff.