Uranverbindungen sind natürlicher Bestandteil von Mineralen und Gesteinen, von Böden, Wässern und auch von Luft. Spuren von Uran sind deshalb auch in vielen Lebensmitteln und in verschiedenen Trink- und Mineralwässern enthalten. Bisher war es in diesen niedrigsten Konzentrationsbereichen nur möglich, den Gehalt von Uran zu bestimmen, nicht aber die Art der Uranverbindung. Mit einer besonders empfindlichen Nachweismethode gelang im Forschungszentrum Rossendorf (FZR) jetzt erstmalig der direkte Nachweis des chemischen Zustands von Uran in Trinkwässern.
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Gegenwärtig ist die Diskussion zu den tolerierbaren Mengen von Uran in
Trink- und Mineralwässern, auch im Hinblick auf die Mineralwässer, die mit dem Zusatz „Geeignet für die Zubereitung von Säuglingsnahrung“ versehen sind, in vollem Gange. Aus aktuellen Unterlagen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist ersichtlich, dass eine Belastung von 15 Mikrogramm Uran pro Liter für Erwachsene gesundheitlich tolerierbar ist. Säuglinge sollten, da Uran die Nieren schädigen kann, so wenig wie möglich Uran aufnehmen. Zur Bereitung von Säuglingsnahrung sollten aus diesem Grund Trink- und Mineralwässer verwendet werden, deren Gehalt nach Angaben des Berliner Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) unter 0,2 Mikrogramm Uran pro Liter liegt.
Chemische Verbindung entscheidend
Das Umweltverhalten und die Giftwirkung eines Schwermetalls hängen jedoch nicht nur von seinem Gehalt im Trinkwasser oder in Lebensmitteln ab, sondern auch von der Art der chemischen Verbindung, in der das Schwermetall vorliegt. Forschern des Instituts für Radiochemie ist es mit einer speziellen laserspektroskopischen Methode erstmalig gelungen, in diesem niedrigsten Konzentrationsbereich die chemische Form des Urans in Trink- und Mineralwässern direkt und ohne eine chemische Veränderung der Proben zu bestimmen.
Die Wasserproben werden auf eine Temperatur von etwa -200 Grad Celsius abgekühlt und anschließend mit Laserpulsen einer bestimmten Wellenlänge angeregt. Unter diesen Bedingungen senden die vorliegenden Uranverbindungen ein charakteristisches fluoreszierendes Licht aus, welches ein Spektrograph in seine wellenlängenabhängigen Anteile zerlegt. Das daraus resultierende Spektrum wird anschließend mit einem hochempfindlichen Kamerasystem aufgenommen.
Impulse für Wasseraufbereitung
Durch Auswertung dieses Spektrums können Gerhard Geipel, Abteilungsleiter Aquachemie im Institut für Radiochemie, und sein Team auf die konkret vorliegende Uranverbindung schließen. SO zeigt beispielsweise das Uran- Fluoreszenzspektrum einer Mineralwasserprobe eines sächsischen Herstellers, dass das Uran hier in Form eines Calciumuranyltricarbonatkomplexes vorliegt.
Der Forscher ist sicher, dass „die im Institut für Radiochemie erreichten Ergebnisse ein wichtiger Meilenstein bei der weiteren Aufklärung der Chemie des Urans in Böden, Wässern und Organismen auch vor dem Hintergrund der Erarbeitung spezieller Wasserreinigungstechnologien und der Sanierung der Hinterlassenschaften des ehemaligen Uranerzbergbaus in Thüringen und Sachsen sind“.
(Forschungszentrum Rossendorf, 22.07.2005 – NPO)
