GEORAD - Geogene Radionuklide in Grundwasserressourcen - Prozessverständnis und Risikobewertung anhand nationaler und internationaler Fallbeispiele
Land / Region: Weltweit
Projektanfang: 01.07.2018
Projektende: 31.12.2022
Projektstand: 31.12.2022
Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) befasst sich im Rahmen ihres Beratungsauftrags u. a. mit der Umweltgefährdung durch geogen erhöhte Radioaktivität (NORM - Naturally Occurring Radioactive Material) in nutzbaren Wasserressourcen. Diese Problematik ist auch außerhalb von Regionen mit aktivem/ehemaligem (Uran-)Bergbau relevant. Auch bei der Erkundung und Erschließung neuer Grundwasservorkommen, z. B. in Burundi sowie in Nordafrika und im Nahen Osten, können erhöhte NORM-Gehalte ein Problem für die Trinkwasserversorgung darstellen.
Vor diesem Hintergrund untersuchte die BGR in Zusammenarbeit mit Radioökologen des Instituts für Radioökologie und Strahlenschutz (IRS) der Leibniz Universität Hannover und des Bundesamts für Strahlenschutz (BfS) das Auftreten und die Ausbreitung von gelösten NORM-Gehalten (insbesondere der Radionuklide von Uran, Radium und Polonium) in Grundwasservorkommen. Weitere Kooperationspartner waren regionale Fachbehörden wie das Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG), der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) und der Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft Sachsen-Anhalt (LHW).
Herkunft der Radium-Isotope
Quelle: Sherif et al. 2018
Die Zerfallsprodukte von Uran-238 und Thorium-232 sind ubiquitär verbreitete Radionuklide, die auch in oberflächennahen Grundwasserleitern weit verbreitet sein können. Im Gegensatz zu Uran (U) und Thorium (Th) können insbesondere die radiotoxischen Nuklide von Radium (Ra) und Polonium (Po) nur mit aufwändigen radiometrischen Methoden bestimmt werden. Daher ist für diese Radionuklide nur wenig über die Mobilisierung und Anreicherung im Grundwasser bekannt. Aus den vorliegenden Daten und internationalen Publikationen ist bekannt, dass die Anreicherung von NORM (insbesondere U bzw. Ra, sowie in Einzelfällen Po-210) die Nutzung des Grundwassers als Trinkwasserressource lokal stark einschränken kann.
Während für gelöstes Uran im Grundwasser eine Vielzahl von Daten/Publikationen vorliegt, untersuchte das Projekt GEORAD das Vorkommen und die Genese weiterer geogener Radionuklide (insbesondere Ra, Po) im Grundwasser anhand nationaler und internationaler Fallbeispiele. Der Schwerpunkt lag dabei auf oberflächennahen und für die Trinkwasserversorgung relevanten Grundwasserleitern. Die Arbeiten umfassten eine Bestandsaufnahme weltweiter Berichte über NORM im Grundwasser, sowie eigene Untersuchungen an nationalen (Niedersachsen, Sachsen-Anhalt) und internationalen (Burundi, Namibia) Fallbeispielen. Ziel war es, die für die NORM-Mobilisierung maßgeblichen Prozesse zu charakterisieren und darauf aufbauend Aussagen darüber zu treffen, inwieweit und unter welchen Bedingungen eine überregionale Ausbreitung geogener radiotoxischer Stoffe im Grundwasser zu befürchten ist.
Bildschirmfoto vom BGR-Geoviewer
Quelle: BGR
Während der Projektlaufzeit konnten trotz pandemiebedingter Einschränkungen mehrere Grundwasser- und Bohrkernproben aus Burundi, Namibia, Niedersachsen und Sachsen-Anhalt gewonnen und analysiert werden. Die Ergebnisse zeigen sowohl national als auch international zum Teil signifikant erhöhte Gehalte an gelöstem NORM in wirtschaftlich genutzten Grundwasservorkommen und erlauben eine Abschätzung der hydrogeologischen und geochemischen Rahmenbedingungen, die zu einer Anreicherung von gelöstem NORM im Grundwasser führen können.
Geoviewer:
Daten:
- Natürliche Radionuklide (NORM) im Grundwasser als SHP-Datei
- Natürliche Radionuklide (NORM) im Grundwasser als Web Map Service
Literatur:
Paper:
- WAGNER, F., MÜHR-EBERT, E.L., KÖHLER, F. & WALTHER, C.: A Global Review on the Occurrence of Radium in Groundwater. - Applied Geochemistry (submitted)
- MÜHR-EBERT, E.L., WAGNER, F. & WALTER, C. (2019): Speciation of uranium: Compilation of a thermodynamic database and its experimental evaluation using different analytical techniques. - Applied Geochemistry, Vol. 100: 213-222. doi: 10.1016/j.apgeochem.2018.10.006
- WAGNER, F., ALTFELDER, S., HIMMELSBACH, T. & JUNG, H. (2019): Uranium mill tailings affecting water resources in Mailuu Suu Valley, Kyrgyzstan. In: Uranium Production Cycle Selected Papers 2012 – 2015. - Proceedings of a Series of Technical Meetings: 55-62. IAEA-TECDOC-1873, IAEA, Vienna.
Tagungsbeiträge:
- HOFMANN, P., WAGNER, F., LUCKS, C. & WITTWER, C. (2021): Occurrence and origin of polonium-210 in a sandstone aquifer in Germany. - EGU 2020, Session EGU21-69, GI6.2, Vienna.
- SCHULTE, V., WAGNER, F., MÜHR-EBERT, E.L., WALTHER, C. & METSCHIES, T. (2019): Evaluation of in-situ immobilisation of Uranium in tailing material on a laboratory scale. Proceedings of WISSYM 2019 (4. Internationales Bergbausymposium), 9.- 11.10.2019: 175-184; Chemnitz.
Partner:
- Bundesamt für Strahlenschutz (BfS)
- Institut für Radioökologie und Strahlenschutz (IRS) der Leibniz Universität Hannover (LUH)
- Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft Sachsen-Anhalt (LHW)
- Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN)
- Niedersächsisches Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG)
