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Technical Report NTB 90-27

Poços de Caldas Report No. 9 Chemical and physical characterisationof suspended particles andcolloids in waters from the OsamuUtsumi mine and Morro do Ferroanalogue study sites, Poços de Caldas, Brazil

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Dieser Bericht stellt Daten über schwebende Partikel und Kolloide in den Grundwässern der Osamu Utsumi Mine und von Morro do Ferro zusammen. Um kolloidale Konzentrate und Ultrafiltrate für die Analyse von Haupt- und Spurenelementen sowie von U- und Th-Isotopenzusammensetzungen zu gewinnen, wurden Querfluss-Ultrafiltrationen mit Membranen von unterschiedlicher Porengrösse (450 nm bis 1.5 nm) benutzt. Eine zusätzliche Charakterisierung von Kolloiden und Partikeln wurde durch ESCA, REM und Röntgendiffraktion erzielt. Die Ergebnisse deuten auf eine niedrige Konzentration (< 1 mg/I) von Kolloiden (1.5 – 450 nm) in diesen Gewässern hin, die hauptsächlich aus Eisen/organischen Verbindungen zusammengesetzt sind. Geringe Mengen von U und einigen anderen Spurenelementen (Si, Ca, Mg, Mn, Cu, Zn, Pb und teilweise Zr und Sn) sowie bedeutende Mengen von Th und SEE waren in Verbindung mit diesen Kolloiden. U-Isotopenmessungen deuten auf ein Austauschgleichgewicht zwischen wässeriger und partikulärer Phase hin. Schwebende Partikel (> 450 nm) in den Wässern zeigen die gleiche Tendenz wie die Kolloide bezüglich der Anlagerung von U, Th und SEE, aber die Elementkonzentrationen waren etwa um einen Faktor von 1000 oder mehr höher. Berechnete Verteilungsverhältnisse (in ml·g-1) bewegen sich in der Grössenordnung von 104 bis 105 für U, 105 bis 106 für die SEE und 106 bis 107 für Th. In Gewässern mit niedrigem pH-Wert und hohem Sulfatgehalt liegen diese Verhältnisse beträchtlich tiefer. Aufgrund der niedrigen Konzentration schwebender Partikel in den Grundwässern der Osamu Utsumi Uranmine (< 0.5 mg/I) tragen diese Partikel nur eine geringe Menge von U und SEE (< 10 % der totalen Konzentration des ungefilterten Grundwassers), aber einen beträchtlichen, normalerweise vorherrschenden Bruchteil von Th (30 – 70 %). Der Gehalt an schwebenden Partikeln in den Grundwässern des Geländes um Morro do Ferro ist typischerweise 5 bis 10 mal höher als derjenige der Mine. Dies deutet darauf hin, dass U und SEE vor allem durch Partikel transportiert werden könnten. Es bestehen jedoch chemische und mineralogische Beweise, dass diese Partikel, die hauptsächlich aus Fe(III)oxyhydroxyden und huminähnlichen Verbindungen bestehen, nur eine geringe Migrationsfähigkeit haben.

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