Lepsze wykorzystanie terenów podmokłych do usuwania uranu z wody pitnej
Migrację uranu kontroluje jego stan redoks, który w środowisku naturalnym może być sześciowartościowy (U(VI)) lub czterowartościowy (U(IV)). W formie U(VI) uran migruje w wodzie, a w formie U(IV) jest zazwyczaj nieruchomy. „Jednak długoterminowa stabilność formy U(IV) nie została jeszcze w pełni poznana”, mówi dr Rizlan Bernier-Latmani, koordynator finansowanego przez UE projektu UMIC. Znaczne ilości uranu, nawet w zredukowanej formie, są labilne i zanieczyszczają sieć hydrologiczną w kilkunastu miejscach. Wcześniejsze badania sugerują, że za dyspersję U(IV) w powierzchniowych działach wodnych odpowiedzialna jest faza koloidalna. Na terenach podmokłych odnotowano jednak kilka przypadków koloidów zawierających U(IV). Dotychczas żadne badania nie wykazały na terenach podmokłych obecności koloidów zawierających U(IV), która nie wynikałaby z działalności człowieka. Dodatkowo brakuje informacji na temat procesów prowadzących do tworzenia się układów dyspersji U(IV), czyli koloidów zawierających żelazo i naturalną materię organiczną. „Zrozumienie tych procesów jest kluczowe dla przewidywania skuteczności terenów podmokłych jako pułapek dla zanieczyszczającego wodę uranu”, zauważa dr Bernier-Latmani. Partnerzy projektu poszukiwali nowych przypadków koloidów zawierających U(IV) na terenach podmokłych, również na takich, na których nie stwierdzono wpływu działalności człowieka. Oprócz tego bardziej szczegółowo opisali koloidy występujące na terenach podmokłych. Badanie mobilności uranu na nieskażonych terenach podmokłych Na dzikich górskich terenach podmokłych w Gola di Lago w Szwajcarii naukowcy znaleźli bardzo małe koloidy zawierające uran, materię organiczną oraz żelazo. W tych samych próbkach odkryli również znaczne ilości uranu w jego zredukowanej formie – U(IV). „Po raz pierwszy odkryliśmy, że bardzo małe, ale potencjalnie mobilne koloidy U(IV) tworzą się na dziewiczych górskich terenach podmokłych”, wyjaśnia dr Bernier-Latmani. Występowanie koloidów U(IV) na tych terenach podmokłych jest bardzo interesujące, ponieważ zazwyczaj w strategiach naprawczych U(IV) powszechnie uważana się za nieruchomy. „Mamy nadzieję, że charakterystyka specjacji chemicznej uranu w niezanieczyszczonych środowiskach, a w szczególności określenie nietypowych postaci tego pierwiastka, pomoże wyjaśnić, dlaczego w niektórych przypadkach wykorzystanie terenów podmokłych do usuwania uranu jest skuteczne, a w innych nie”. Zespół projektu UMIC wykazał, że koloidy zawierające U(IV) mogą formować się zarówno w środowiskach dotkniętych działalnością człowieka, jak i środowiskach dziewiczych, pomimo bardzo niskiego stężenia uranu w wodach porowych. To odkrycie jest ważne dla zrozumienia podstawowych procesów oczyszczania wody z uranu w odniesieniu do jego potencjalnego uwalniania się na obszarach podmokłych. W przypadku takich zakłóceń w środowisku jak zmiana klimatu czy zmiany w planach zagospodarowania dziewiczych terenów podmokłych koloidy zawierające U(IV) obecne w wodach porowych mogłyby się z nich wydostać z nurtem rzeki. W związku z tym potencjalne występowanie i tworzenie się koloidów zawierających U(IV) powinno być uwzględniane w modelach prognozowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, na przykład przy planowaniu zarządzania zasobami wodnymi lub tworzeniu strategii naprawczych w oparciu o bioredukcję uranu z formy U(VI) do U(IV). „Projekt UMIC pozwolił nam wykazać przypadki występowania U(IV) w wodach porowych na terenach podmokłych, prawdopodobnie w postaci organicznych koloidów”, podsumowuje dr Bernier-Latmani. „Wyniki naszego projektu powinny być wykorzystane do opracowania przyszłych modeli redukcji U(VI) z wykorzystaniem terenów podmokłych, biorąc pod uwagę potencjalną redukcję koloidów U(VI) do U(IV), które są mobilne, a niekoniecznie uwięzione w osadach”. Badania w ramach projektu przeprowadzono dzięki wsparciu z programu „Maria Skłodowska-Curie”.
Słowa kluczowe
UMIC, tereny podmokłe, U(IV), koloidy, U(VI), woda porowa, uran, uzdatnianie wody, usuwanie uranu
