Winzige Mikroorganismen könnten künftig eine wichtige Rolle bei der Sanierung ehemaliger Urangruben spielen. Umweltingenieure untersuchen seit vielen Jahren, wie sich natürliche Prozesse nutzen lassen, um Uran im Grubenwasser dauerhaft zu binden und so eine Ausbreitung des Schadstoffs zu verhindern.
Bekannt ist, dass Mikroorganismen in nahezu allen Umweltbereichen vorkommen. Sie passen ihren Stoffwechsel an ihre Umgebung an und können dadurch chemische Stoffe verändern. Diesen Effekt machen sich Umweltwissenschaftler zunutze: Durch die gezielte Zugabe bestimmter Nährstoffe lässt sich die Aktivität der Mikroorganismen beeinflussen. Ziel ist es, gelöstes Uran in eine schwer lösliche Form umzuwandeln, sodass es im Gestein verbleibt und nicht mehr mit dem Wasser transportiert wird.
Die Wismut untersucht diese Methode seit rund 20 Jahren. Dabei stehen zwei Fragen im Mittelpunkt: Lässt sich die Bildung stabiler Uranminerale gezielt fördern? Und bleiben diese Mineralien auch über lange Zeit erhalten, wenn die Behandlung beendet ist?
Am Standort Königstein wird die entwickelte Methode bereits praktisch angewendet. Dort kommt eine Injektionsanlage zum Einsatz, mit der geeignete Stoffe in das geflutete Bergwerk eingebracht werden, um die gewünschten mikrobiellen Prozesse anzuregen. Gleichzeitig wird untersucht, wie dauerhaft die gebildeten Uranminerale sind. Frühere Versuche an anderen Standorten weltweit haben gezeigt, dass sich gebundenes Uran unter bestimmten Bedingungen später wieder lösen kann.
Neue Erkenntnisse liefert nun eine gemeinsame Studie des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Wismut, die in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde. Im Labor untersuchten die Forschenden Grubenwasser aus Schlema. Durch die Zugabe von Glycerol, einer leicht verfügbaren Kohlenstoffquelle für Mikroorganismen, konnten rund 95 Prozent des zuvor gelösten Urans in festen Mineralen gebunden werden.
Besonders bemerkenswert ist, dass diese Uranverbindungen auch nach einer vierwöchigen Behandlung unter sauerstoffreichen Bedingungen weitgehend stabil blieben. Mithilfe hochmoderner Röntgenuntersuchungen konnten die Forschenden nachweisen, dass neben den erwarteten Uranmineralen auch bisher unbekannte Uranverbindungen entstanden sind. Diese könnten entscheidend dazu beitragen, dass das gebundene Uran widerstandsfähiger gegenüber einer erneuten Freisetzung ist.
Warum diese Verbindungen so stabil sind, ist bislang noch nicht vollständig geklärt. Weitere Untersuchungen sollen nun zeigen, ob sich die Ergebnisse bestätigen lassen.
Für die Wismut ist diese Forschung Teil eines langfristigen Engagements. Die Sanierung der ehemaligen Uranbergbaustandorte ist kein abgeschlossener Akt, sondern ein fortlaufender Prozess, der kontinuierlich neue wissenschaftliche Erkenntnisse erfordert. Deshalb arbeitet die Wismut gemeinsam mit Forschungseinrichtungen daran, die natürlichen Abläufe im Untergrund immer besser zu verstehen und innovative Verfahren für die Sanierung weiterzuentwickeln. Mit ihrer Forschung verfolgt die Wismut das Ziel die natürlichen Reinigungsprozesse im Untergrund zu beschleunigen. Damit sollen, die über viele Jahrzehnte andauernden langfristigen Belastungen der ehemaligen Uranbergbaustandorte für kommende Generationen so weit wie möglich reduziert werden.
Weitere Informationen:
Wismut GmbH
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