Neue Befunde zur Herkunft von Uran in Grund- und Leitungswässern aus Phosphatdüngern

Autor/innen

  • Friedhart Knolle

Abstract

Zusammenfassung

Um einen bundesweiten Überblick zu Vorkommen und Herkunft des toxischen Schwermetalls Uran (U) in deutschen Heil-, Mineral- und Tafelwässern (summarisch Mineralwässer) sowie Leitungswässern zu gewinnen, wurden die Gehalte von U und weiteren 65 chemischen Elementen sowie die Radioaktivität in 307 Mineralwasser-Marken und 476 Leitungswasserproben deutscher Herkunft ausgewertet. Der mittlere U-Gehalt der Mineralwässer betrug 3,08 μg/L U, derjenige der Leitungswässer 0,43 μg/L U. Der Median lag in beiden Wassergruppen gleichermaßen bei 0,13 μg/L U und in beiden Wässern wiesen 82 % der Proben Gehalte < 2 μg/L U auf. Die Mineral- und Leitungswässer mit Gehalten von > 2 μg/L U konnten überwiegend geogenen Ursachen zugeordnet werden. Die Mineralwässer mit Gehalten > 2 μg/L U befinden sich fast vollständig innerhalb bzw. am unmittelbaren Verbreitungsrand von permotriassischen Sedimentkomplexen. Die wichtigsten Lieferaquifere sind Gesteine des Buntsandsteins und Keupers, nur untergeordnet permische und Kristallin-Aquifere. Anthropogene U-Einträge sind in den untersuchten Mineralwässern bisher ohne Bedeutung. Für die untersuchten Leitungswässer sind sie jedoch bereits ein realer Belastungsfaktor, der prioritär über mineralische Phosphatdünger in oberflächennahe Grundwässer und Trinkwässer gelangen kann. Ein Indiz dafür liefert der mit 19 % hohe Beitrag der B-Gehalte in einer multiplen Regressionsrechnung von 15 Elementen in Leitungswässern auf den U-Gehalt, denn in der Landwirtschaft eingesetzte mineralische Phosphordünger tragen neben U auch B in signifikanten Mengen in Ökosysteme ein und B weist wie U eine hohe Mobilität im Boden auf. Ein ähnliches Verhalten zeigen in der multiplen Regressionsrechnung K und Mg.

Stichwörter: Phosphatdünger, Grundwasser, Mineralwasser, Leitungswasser, Uran, Geologie

 

Abstract

The exposure of humans to U is mainly determined through uptake by drinking waters. The objective of the research was to contribute to the knowledge on distribution and origin of U in German mineral and tap waters. U and the content of 65 other chemical elements, radioactivity in 307 mineral water brands and 476 tap water samples of German origin were evaluated at the former FAL-PB, recently JKI-PB in Braunschweig. The mineral water brands (natural spa, mineral and table waters) were collected between 2000 and 2007, the tap waters were sampled in 2006. The mean U content in mineral waters was 3.08 μg/L U, in tap waters 0.43 μg/L U. The median was 0.13 μg/L U in both groups. 82 % of all samples had U concentrations < 2 μg/L U. The lowest U values were found quaternary pore groundwaters. The U concentration of all mineral and tap waters with a content of > 2 μg/L U could be explained with high probability by geogenetic factors. The German mineral waters containing U in concentrations > 2 μg/L U are nearly completely related to the permotriassic sediment complexes of Hessonia, Lower Saxony, Saxony-Anhalt and Southwestern Germany. Most important U bearing rocks are Buntsandstein and Keuper strata, only secondarily crystalline and Permian aquifers. Until now anthropogenic loads are not significant for the U concentrations in mineral waters. The results indicate however, that especially U from mineral phosphorous fertilizers is already a threat for the quality of tap waters. This hypothesis is corroborated by the high value (19 %) of B in a multiple regression of concentrations of 15 elements in tap waters on the U concentration. Like U, B is applied in agriculture in significant amounts with mineral phosphorous fertilizers and like U, B has a high mobility in the soil matrix. The elements K and Mg show a similar behaviour in the multiple regression.

Keywords: Phosphorous fertilization, ground water, mineral water, tap water, uranium, geology

Downloads

Veröffentlicht

2010-03-19