Rückhaltung von Uran durch einen gekoppelten mikrobiellen Sorptions-Reduktionsmechanismus

I. EINLEITUNG Für eine umfassende Sicherheitsbewertung der geologi-schen Tiefenlagerung hochradioaktiver Abfälle müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden. Neben den geologischen, geochemischen und geophysikalischen Eigen-schaften spielt der Einfluss von natürlich vorkommenden Mikroorganismen im umgebenden Wirtsgestein und im Verfüllmaterial eine entscheidende Rolle in der Umgebung eines solchen Endlagers. Tongesteine sind potenzielle Wirts-gesteine für die Endlagerung dieser Abfälle, während Ben-tonite als Verfüllmaterial nicht nur für ein Endlager in Ton-gesteinen, sondern auch in kristallinen Gesteinen vorgesehen sind. Wenn im ungünstigsten Fall Wasser in das Endlager eindringt, können Radionuklide aus den Abfallbehältern austreten und mit den Mikroorganismen interagieren. Dies kann z. B. zu Veränderungen der chemischen Speziation oder des Oxidationszustandes der Metallionen führen. II. ERGEBNISSE UND DISKUSSION Unter endlagerrelevanten Bedingungen stellen Desul-fosporosinus spp. wichtige Vertreter der sulfatreduzierenden anaeroben Bakterien dar, welche sowohl in Tonformatio-nen als auch im Verfüllmaterial Bentonit vorkommen (Bagnoud et al. 2016, Matschiavelli et al. 2019). Verschie-dene Studien zeigen, dass sie eine wichtige Rolle in den mik-robiellen Gemeinschaften dieser Umgebung spielen. Ein mit den isolierten Arten eng verwandter Mikroorganismus ist Desulfosporosinus hippei DSM 8344T (Vatsurina et al. 2008). Daher wurde dieses Bakterium ausgewählt, um des-sen Wechselwirkungen mit Uran(VI) zu untersuchen, insbe-sondere im Hinblick auf die Reduktion zum weniger mobi-len Uran(IV), welches günstige Eigenschaften wie eine gerin-gere Mobilität aufweist und damit eine verbesserte Rückhal-tung des Radionuklids im Wirtgestein ermöglicht wird. Zeitabhängige Reduktionsexperimente in künstlichem Opalinuston-Porenwasser (Wersin et al. 2011) mit einer Uran(VI)-Konzentration von 100 µM bei einem pH von 5.5 zeigten eine Abnahme der Uran(VI)-Konzentrationen von ca. 8