Geoinformatik und Geostatistik: Ein Überblick

Uran im Grundwasser, das in reduzierenden Umgebungen durch den Abbau von altem Holz und organischen Abfällen abgelagert wurde

Chenglei Chongkun

Uran (U) ist aufgrund seiner Verwendung in der Energieerzeugung, aber auch aufgrund seiner vermuteten organischen Vorkommen, von großer globaler Bedeutung. Während natürlich vorkommendes U in Konzentrationen von ~ 1 bis 3 ppm in der Erdoberfläche unvermeidlich ist, können auch höhere Konzentrationen gefunden werden, darunter in organischem Material (OM)-reichem Schlamm, was zu wirtschaftlichen Gewinnungsmöglichkeiten führt. Die wichtigsten Determinanten des U-Verhaltens in Mineralsystemen sind pH-Wert, Eh, U-Oxidationszustand (U(IV), U(VI)) und die Menge an CO32-Partikeln. Die Konzentration/Verfügbarkeit und Wechselwirkungen zwischen diesen Determinanten variieren, und die Löslichkeit und Flexibilität von Partikeln, die U aufnehmen (insbesondere als U(VI)), beeinflussen ebenfalls die Haltbarkeit von U. Darüber hinaus kann das Vorhandensein von OM die Flexibilität und das Schicksal von U durch den Grad der OM-Sorption an Mineraloberflächen (z. B. Fe- und Si-Oxide und -Hydroxide) beeinflussen. In fester Phase OM können Mikroorganismen den Oxidationszustand und die Stabilität von U durch direkten enzymatischen Abbau, Biosorption, Biomineralisierung und Bioakkumulation beeinflussen. Das biogene UO2-Produkt ist jedoch als leicht oxidierbar einzustufen und wird daher mit hoher Wahrscheinlichkeit über längere Zeiträume remobilisiert. Daher verbleiben einige Schwachstellen hinsichtlich Faktoren, die zur Ansammlung, Stabilität und (Re-)Mobilisierung von U beitragen. Um diese Schwachstellen anzugehen, untersucht dieser Artikel U-Elemente sowohl auf geografischer als auch auf subatomarer Ebene.