Wissenschaftler der TU Berlin beseitigen Uranspuren im Trinkwasser mithilfe neuartiger Adsorptionstechniken

07.04.2006

Uran im Trinkwasser galt lange Zeit als unproblematisch. Die Mengen, in denen das Metallion im Wasser vorkommt, sind so gering, dass die Radioaktivität keine Rolle spielt. Allerdings, so weiß man heute, ist die chemische Toxizität des Schwermetalls keineswegs vernachlässigbar. Noch gibt es keinen gesetzlichen Grenzwert, aber die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat 2004 einen Richtwert von 15 Mikrogramm pro Liter festgesetzt, der nicht überschritten werden sollte. In Teilen Deutschlands werden aber deutlich höhere Werte gefunden (bis 100 Mikrogramm pro Liter). Am Fachgebiet Wasserreinhaltung des Instituts für Technischen Umweltschutz der TU Berlin haben sich Wissenschaftler unter der Projektleitung von Prof. Dr. Martin Jekel dieses Problems angenommen und suchen nach Möglichkeiten, Uranspuren aus Trinkwasser zu entfernen.

Sebastian Schimmelpfennig hat jetzt die Grundlagen für ein Aufbereitungsverfahren geschaffen, das an die erfolgreiche Arsenbeseitigung anknüpft, die ebenfalls an der TU Berlin entwickelt wurde und heute vielfach im Einsatz ist. Grundlage der Aufbereitung ist die Festbettfiltertechnik, wobei Uran an granuliertem Eisenhydroxid (GEH) adsorbiert wird. Dieses besitzt eine ausreichend große innere Oberfläche, an die sich die Uranionen anlagern können.

Die Schwierigkeit sowohl bei der Uranbeseitigung als auch der Urananalytik ist die komplexe Speziation des Metallions in wässrigen Lösungen. Je nach pH-Wert, dem Salzgehalt sowie der Anwesenheit anderer Wasserinhaltsstoffe bilden sich unterschiedliche Uranspezies (Uran(VI)-ionen, Carbonate, Oxide, Phosphate usw.), die an Metalloxiden völlig unterschiedlich adsorbieren. Ist das Wasser zum Beispiel besonders reich an Carbonationen, entstehen stabile Uran-Carbonat-Komplexe, die überhaupt nicht adsorbieren. Sebastian Schimmelpfennig hat deshalb das Adsorptionsverhalten aller löslichen Uranspezies in Abhängigkeit von den verschiedenen Einflussfaktoren untersucht. Er hat zum Beispiel die Komplexbildungskonstanten ermittelt und diese in eine Datenbank integriert, die nun den aktuellen Kenntnisstand zur Uranspeziation in Trinkwasser darstellt. Mithilfe einer photometrischen Messmethode hat er die Urankonzentration sowohl vor als auch nach der Adsorption ermittelt und eine Bestimmungsgrenze von 3 Mikrogramm pro Liter erreicht.

Die Ergebnisse unter Laborbedingungen haben gezeigt, dass das Entfernen von Uranspuren aus dem Trinkwasser auf Grundlage der Adsorption an Metalloxiden prinzipiell möglich ist. Weitere Arbeiten zur Anpassung des Verfahrens an natürliche Bedingungen sind jetzt notwendig. Sie werden am Fachgebiet Wasserreinhaltung des Institutes für Technischen Umweltschutz weitergeführt.

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