Projektdetails

BMLFUW101204
06.03.2017
24.01.2020
beendet
Uran im Grundwasser
-
196.823,55
BBK Bund-Bundesländer Kooperation Pfeil 15
nein

beteiligte Personen/Organisationen

RolleLfnrName
Auftraggeber1Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (bis 07.01.2018)
Auftraggeber2Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus (bis 9.1.2020)
Auftraggeber3Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus (bis 17.07.2022)
Auftragnehmer1Umweltbundesamt GmbH

zugeordnete Wissenschaftszweige

Wissenschaftszweige
LAND- U. FORSTWIRTSCHAFT, VETERINÄRMEDIZ

Abstract deutsch

Ausgehend von den 2013 und 2014 bundesweit durchgeführten Untersuchungen der Urangehalte im Grundwasser im Rahmen der GZÜV 2006 i.d.g.F. gibt es massive punktuelle Überschreitungen v.a. in den Bundesländern Burgenland, Niederösterreich, Kärnten, Steiermark und Tirol. Im Burgenland und in Niederösterreich treten sogar regional Häufungen von Urangehalten > 15 μg/l auf. Es sind v.a. auch Trinkwasserversorgungsanlagen betroffen. Im niederösterreichischen Retz muss das Trinkwasser seit Jahren über eine Uranentfernungsanlage aufbereitet werden. Der im burgenländischen Seewinkel befindliche Brunnen der Trinkwasserversorgungsanlage Frauenkirchen musste mittlerweile gesperrt werden, da die Grenzwerte für Uran erheblich überschritten wurden. Damit besteht lokal ein Problem für die Versorgung der Bevölkerung und somit Handlungsbedarf für die wasserwirtschaftliche Planung. Hinsichtlich der Herkunft von Uran im Grundwasser ist eine Reihe potenzieller Eintragspfade denkbar. Es ist durchaus möglich, dass geogene Einträge in das oberflächennahe Grundwasser zum einen aufgrund aufsteigender uranhaltiger Tiefengrundwässer erfolgen können, zum anderen ist auch eine Mobilisierung des Urans durch den im Wasser gelösten Sauerstoff aus Matrixkomponenten des Aquifers selbst vorstellbar. Hinsichtlich anthropogener Quellen liegt der Fokus auf dem Einsatz von Phosphatdüngern in der Landwirtschaft und dem damit verbundenen potenziellen Eintrag von Uran in das Grundwasser. Eine Zwischenstellung nimmt eine mögliche Überlagerung anthropogener und geogener Prozesse ein. Uran kann auch in Folge von menschlicher Tätigkeit eingetragener Oxidationsmittel (z.B. Nitrat aus Wirtschaftsdüngern) aus dem Untergrund gelöst werden. Komplexe hydrochemische Prozesse steuern die Spezifizierung und damit die Mobilität von Uran, das in jedem Umweltkompartiment ein anderes Verhalten aufweist. Anzunehmen ist ein komplexes System mit verschiedenen Eintragspfaden, in dem sich natürliche und anthropogene Prozesse überlagern, die gegenwärtig nicht differenziert werden können, die in ihrer Gesamtheit jedoch offensichtlich zu einer (zumindest temporären) Mobilisierung von Uran aus der Feststoffphase beitragen und langfristig dessen Akkumulation bewirken. Redoxfronten nahe der Oberfläche können aufgrund wechselnder Mobilisierungs- und Festsetzungsprozesse erhöhte Konzentrationen bzw. Peaks und letztlich eine Akkumulation von Uran bewirken. So können auch niedrige Urangehalte im Wasser über längere Zeiträume hinweg in einer deutlichen Anreicherung von Uran resultieren. Denkbar ist aber auch, dass über Phosphatdünger lediglich sehr geringe Mengen Uran eingetragen werden, deren Gehalte im Boden sich im Rahmen natürlicher Hintergrundgehalte bewegen, aufgrund spezieller, natürlich ablaufender Prozesse jedoch eine Anreicherung in bestimmten Zonen des Untergrundes stattfindet. In jenen Gebieten, in denen erhöhte Urankonzentrationen im Grundwasser festgestellt wurden, gibt es nur wenige oder gar keine Daten zur mineralogischen Zusammensetzung bzw. zum Gesteinchemismus, aufgrund dessen eine Beurteilung möglich wäre, ob bzw. wo Verhältnisse vorherrschen, die den Eintrag von Uran ins Grundwasser begünstigen. Außerdem gibt es keine Informationen über die Urangehalte in unterschiedlichen Tiefenbereichen der jeweiligen Grundwasserleiter oder allfällige jahreszeitliche Schwankungen der Urankonzentrationen im Grundwasser. Die derzeitige Datenlage reicht letztlich nicht aus, um seriös feststellen zu können, ob Uran geogener oder anthropogener Herkunft ist bzw. welche Konzentrationen auf die beiden möglichen Quellen zutreffen.

Abstract englisch

Results of a nationwide measurement programme within the framework of the Ordinance on the Monitoring of the Quality of Water Bodies (“Gewässerzustandsüberwachungsverordnung”, “GZÜV”) in 2013 revealed that in some areas in Austria uranium occurs in groundwater. Exceedances of the parameter value of 15 µg/l of the Drinking Water Ordinance are, however, essentially limited to individual cases. However, since drinking water supply facilities are also affected, there is a local problem for the supply of the population and therefore need for action in water management planning. In some regions, increased uranium concentrations in groundwater may have natural causes due to the geological underground. In porous groundwater areas, however, increased uranium concentrations in groundwater cannot directly attributed to natural causes. What reasons and other open questions, such as whether and where conditions prevail which facilitate the input into groundwater, should be estimated in this research project. This should provide the basis for any necessary measures. For this purpose selected spring waters were sampled for one year at crystalline sites in Carinthia, Styria and Tyrol and were analyzed for environment-specific parameters, major ions, metals and ultratrace elements. In the catchment areas of the springs rock samples were taken and their mineralogy and geochemistry were determined with the aim of identifying the geogenic sources of uranium in groundwater. In porous groundwater areas in Burgenland and Lower Austria groundwaters with the same temporal resolution were analysed for the same parameters and a number of different rock and mineral chemical investigations were carried out on selected sediments. In addition, column experiments were conducted to model the relevant processes for the behaviour of uranium in subsoil, which can lead to higher concentrations in groundwater. The rock and mineral chemical measurements showed that the location of naturally occurring uranium minerals in the grain structure and their condition are of utmost importance for whether uranium can escape from the rock into the groundwater. In none of the investigated sites significant seasonal variations of uranium were be observed, uranium occurs essentially in dissolved form. Based on this, there is no need to adapt the national GZÜV monitoring programme. The experimental column tests showed that increased uranium concentrations in groundwater can be linked to certain physicochemical environments (e.g. redox fronts), whereby even small, inconspicuous uranium concentrations in the soil/unsaturated zone are sufficient to cause limit value exceedances in groundwater. Since uranium oxidation is particularly efficiently linked to nitrate reduction, nitrate in groundwater can play a special role in the formation of such local uranium enrichments.