Uran im Trinkwasser Bedeutung und analytische Bestimmung

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2 Kundentag 2010 Uran im Trinkwasser Bedeutung und analytische Bestimmung Team Umweltanalytik

3 Uran: An was denkt man zuerst? Atommülldeponie, Reaktorunfälle und Kernwaffentest?! In unser Trinkwasser kommt das Uran meist auf natürlichem Weg! Team Umweltanalytik

4 Uran - in der Umwelt? Uran ist ein ubiquitäres (=allgemein verbreitetes) Element in der Hydrosphäre und ist auch in der Erdkruste relativ häufig vertreten. Konzentrationen: Erdkruste: Meerwasser: Flüsse: ~ 4mg/kg ~ 3 µg/l 0,3 3 µg/l Uraninit-Foto: Herr Massanek; Team Umweltanalytik

5 Uran Vorkommen Deutschland Natürlich vorkommende Uranmineralien (z.b. Uranpecherz) sind in kleinen Mengen in zahlreichen auf der Erde weit verbreiteten Gesteinen (z.b. Granit) enthalten. Durch Verwitterungsprozesse gelangen sie u.a. über das Grundwasser in das Trinkwasser. Weitere Quellen: uranhaltiger Phosphatdünger Uranbergbau (z.b. Zwickauer Mulde) Nutzung von Kernenergie Mineral- und Heilwässer können eher als Trinkwasser mit Uran belastet sein, da sie in der Regel aus tieferen Grundwasserleitern stammen Team Umweltanalytik

6 Im Wasser ist Uran bei normalen ph-bedingungen nahezu unlöslich. Uran liegt in der Natur überwiegend 4- u. 6-wertig vor. 4-wertiges Uran: erst im Bereich sehr sauerer ph-werte und stark reduzierenden Bedingungen gut löslich 6-wertiges Uran: - unter oxidativen Bedingungen auch im Bereich neutraler ph-werte gut löslich - es bilden sich stabile Karbonatkomplexe z.b. UO 2 (CO 3 ) Im sauren und basischen ph-wert nimmt die Löslichkeit von 6-wertigen Uran extrem zu Team Umweltanalytik

7 Uran - Toxizität Radiotoxizität: gering auf Grund der extrem großen Halbwertzeit! - Uran besteht zu 99,3% aus U 238 und zu 0,7% aus Uran 235 Halbwertzeit: alpha-strahler, U 238 4,4 Milliarden Jahre alpha-strahler, U Millionen Jahre chemische Toxizität: sehr hoch In einer Studie wurde belegt, dass erhöhte Konzentrationen von Uran im Trinkwasser Nierenkrebs verursachen! Team Umweltanalytik

8 Uran im Trinkwasser gesundheitliche Leitwerte (Grenzwerte) Bereits seit 2004 Empfehlung der UBA an die Vollzugsbehörde: (Ein lebenslang gesundheitlich duldbarer Trinkwasserleitwert) von 10 µg/l! Der Leitwert ist weltweit einmalig niedrig und basiert auf den neusten Erkenntnissen zur Nierentoxizität des Urans (WHO empfiehlt15 µg/l). Nach UBA bietet der Leitwert allen Bevölkerungs- und Altersschichten eine lebenslange gesundheitliche Sicherheit vor möglichen Schädigungen der Nieren durch Uran. Dieser Grenzwert wird in der in Kürze gültigen überarbeiteten Trinkwasser-Verordnung neu enthalten sein Team Umweltanalytik

9 Uran Grenzwert für die Zubereitung von Säuglingsnahrung Durch das Bundesinstitut für Risikobewertung wird ein rechtsverbindlicher Grenzwert von: 2 µg/l gefordert. Dieser gilt nur für abgepackte Wässer (Quellwasser, Tafelwasser, natürliche Mineralwasser). Der Wert ist nicht ausschließlich toxikologisch motiviert es ist eine Produktkennzeichnung für den Verbraucher! Team Umweltanalytik

10 Uran Konzentrationen im TW in Sachsen/Thüringen/Brandenburg Sachsen: Anzahl der Proben 994 Werte Mittelwert 12,3 µg/l Werte 2-10 µg/l >40 Werte > 10 µg/l 2 (aus 2 Kreisen) Thüringen: Anzahl der Proben 783 Werte Mittelwert 14,3 µg/l Werte 2-10 µg/l 157 Werte > 10 µg/l 1 Brandenburg: Werte 46 Mittelwert 3,08 µg/l Werte 2-10 µg/l 4 Werte > 10 µg/l Team Umweltanalytik

11 Uran analytische Bestimmung im (Trink-)Wasser Für die Analytik genutzte Verfahren: - ICP-MS (induktiv gekoppeltes Plasma mit Massenspektrometer) - Voltammetrie (mit Quecksilbertropfelektrode) - Messung mit ICP-OES nach vorheriger Anreicherung an Cellulose-Hyphan und Elution Team Umweltanalytik

12 Uran analytische Bestimmung im (Trink-)Wasser Messung mit ICP-OES nach vorheriger Anreicherung an Cellulose-Hyphan und Elution 1. 1l Wasser wird bei definiertem ph-wert mit 0,1 g Cellulose-Hyphan versetzt und gerührt. 2. Das Cellulose-Hyphan wird abfiltriert, daraus wird mit wenig Salzsäure (max. 5 ml) das Uran wieder eluiert. 3. Messung des Uran aus dem Eluat mit ICP-OES möglich (Anreicherung 1:200) Bestimmungsgrenze 1 µg/l Team Umweltanalytik

13 Uran Zusammenfassung - Verunreinigung des Trinkwasser ist überwiegend geogen bedingt - chemisch-toxische Potential deutlich höher als das radiotoxische - in Novellierung der TrinkwV - Grenzwert mit 10 µg/l - Leitwert der WHO 15 µg/l - UBA Leitwert von 10 µg/l - abgepacktes Trink- und Tafelwasser Grenzwert von 2 µg/l (für den Vermerk Geeignet für die Zubereitung von Säuglingsnahrung ) Analytisch ist der Nachweis von Uran problemlos möglich! Team Umweltanalytik

14 Team Umweltanalytik Danke für die Aufmerksamkeit!