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Uran in Trinkwasser (Leitungswasser, Mineralwasser, Tafelwasser, Heilwasser)
Uran tritt in der Natur überwiegend +4 oder +6 wertig auf. Vierwertiges Uran verhält sich geochemisch sehr ähnlich wie Thorium und ist in Wasser unter normalen pH/EH-Bedingungen nahezu unlöslich. Erst ab pe-Werten von 2 und sehr sauren pH-Werten sind Species des 4-wertigen Urans dominant und es können dann auch erhebliche Konzentartionen aufterten. Das sechswertiges Uran ist dagegen unter oxidierenden Bedingungen auch im Bereich neutraler pH-Werte gut löslich, weil es sehr stabile Komplexe wie z.B. UO2(CO3)22- bildet. Sind die pH-Werte zudem sauer oder basisch, nimmt die Löslichkeit des 6-wertigen Urans extrem zu. Als Folge dieser Komplexbildung ist Uran ein ubiquitäres Element in der Hydrosphäre. In der Erdkruste ist Uran mit einem Vorkommen von 4 mg/kg relativ häufig vertreten. Im Gegensatz zu Thorium, daß überwiegend gleich verteilt vorliegt, tritt Uran in Uranlagerstätten angereichert auf. Die Urankonzentration von ca. 3,3 µg/l in Meerwasser gegenüber den zum Teil deutlich geringeren Konzentrationen in den Flüssen (0.03 ... 3 µg/L) zeigt, daß Uran ein sehr mobiles Element ist, dass im Meer angereichert wird. Von den ca. 200 bekannten Uranmineralen haben lediglich 10 eine wirtschaftliche Bedeutung. Zu den wichtigsten Uran - Mineralen gehören Pechblende, Autunit, Coffinit und Kasolit. Solange Sauerstoff im aquatischen System vorhanden ist, bleibt die Löslichkeit von Uran auch bei Anwesenheit von Carbonat und pH-Werten von 7 sehr hoch (einige hundert µg/L). Zudem neigt Uran zur Komplexbildung nicht nur mit anorganischen Liganden (insbesondere Carbonatokomlexe) sondern auch zur Bildung von stabilen Komplexen mit organischen Liganden. Hierdurch kann je nach der Mobilität der organischen Substanzen Uran fixiert oder aber auch mobilisiert werden. Es gibt Hinweise auf einen verstärkten Abbau von Huminstoffen unter radioaktiver Bestrahlung hin zu kleineren Molmassen, so daß hiermit verstärkt mobile Huminkolloide erzeugt würden. Aus Uran entsteht ständig eine Reihe von kurzlebigen Töchternukliden, von denen einige sehr mobil sind wie das Edelgas Radon. Andere Töchternuklide neigen dazu, weniger mobil zu sein (Thorium, Radium, Polonium, Blei). Unter stark reduzierenden Bedingungen ist U(IV) die dominierende Spezies. Diese ist in Wasser ähnlich unlöslich wie Thorium und somit sehr immobil. Die Konzentrationen von Uran in Oberflächengewässern variieren zwischen 0,03 µg/l (Amazonas) und 3,9 µg/l (Ganges). Deutsche Flüsse weisen in der Regel Uran-Konzentrationen zwischen ca. 1 und 3 µg/l auf. Die Quelle für das Uran liegt in dem geogenen Aufbau der durch die Flüsse entwässerten Gebiete, in uranhaltigen Phosphatdünger und in besonderen Fällen im Uranbergbau (Zwickauer Mulde: ca. 10 µg/L) bzw. der Nutzung der Kernenergie begründet. Uran findet sich in Deutschland im unbeeinflußten Grundwasser in Konzentratiuonen von kleiner 1 bis über 100 µg pro Liter. Während die Radiotoxizität von Uran auf Grund der extrem großen Halbwertzeit vergleichsweise gering ist, ist die chemische Toxizität von Uran wie die vieler anderer Schwermetalle und Metalloide sehr hoch. Durch Studien ist belegt, dass es durch die Einnahme von Trinkwasser mit erhöhten Urangehalten nachweislich zu einem Auftreten von Nierenkrebs kommen kann. Aus diesem Grund empfiehlt die Weltgesundheitsbehörde (WHO) für Trinkwasser einen Grenzwert von 15µg/L (war zunächst mit 2 µg/L und später auf Grund eines Berechnungsfehlers auch mit 9 µg/L in der Liste der WHO). Im Gegensatz dazu ist die EPA zur Zeit der Meinung, dass erst oberhalb eines Grenzwertes von 30 µg/L (bis 1990: 20 µg/L) Probleme bestehen. In Deutschland gibt es unverständlicherweise in der Trinkwasserverordnung keinen Wert für das Element Uran. Bayerischen Wasserbehörden diskutieren einen Empfehlungswert von 5 µg/L. Verantwortungsvolle Wasserwerke untersuchen aber ihr Wasser unabhängig davon auf Uran und leiten ggf. Maßnahmen ein. Diese können darin bestehen, bestimmt geologische Formationen zu meiden. Es ist aber auch möglich, Uran durch geeignete Aufbereitungstechniken aus dem Wasser nahezu vollständig zu entfernen. Tafelwasser, Mineralwasser und Heilwasser kann erhöhte Uran- und Radiumgehalte enthalten, weil diese Wässer in der Regel aus tieferen Grundwasserleitern stamman und damit größere Verweilzeiten aufweisen, die wiederum zu erhöhter Aufnahme führen können. Mehr Informationen zum Thema Uran gibt es hier hier.
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© B. Merkel, 03.05.2005 http://www.geo.tu-freiberg.de/~merkel/uran_index.htm |
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