Description: Leitfaden zur radiologischen Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten Leitfadenelement Grundwasserpfad – Mikrobiologie (Grundlage: Anlage zum Bericht „Methodische Weiterentwicklung des Leitfadens zur radiologischen Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten – Mikrobiologisch induzierte Freisetzung von natürlichen Radionukliden aus Halden mit dem Sickerwasser“ (StSch 4555) vom Oktober 2008 der G:E:O:S: Freiberg Ingenieurgesellschaft mbH) Bundesamt für Strahlenschutz, Dezember 2008 Leitfadenelement Grundwasserpfad Anlage - Mikrobiologie Inhaltsverzeichnis 1Einleitung.................................................................................................................... 2 2Vorrausetzungen und Lebensbedingungen von Mikroorganismen ....................... 2 3Orientierungsuntersuchung Sickerwasserpfad - Durchführung von experimentellen Untersuchungen zur Relevanz mikrobiologischer Prozesse ...... 2 3.1Ermittlung der Wasserhaltekapazität nach DIN ISO 11274 ....................................... 2 3.2Ermittlung der mikrobiellen Aktivität durch Bestimmung der Bodenatmung nach DIN ISO 16072................................................................................................. 2 3.3Ermittlung der mikrobiellen Aktivität durch Bestimmung der Enzymaktivität ............. 2 3.4Ermittlung der mikrobiellen Aktivität durch Mikrokalorimetrie, .................................... 2 4Hauptuntersuchungen Sickerwasserpfad ................................................................ 2 5Spezialuntersuchungen Sickerwasserpfad - Quantifizierung mikrobiologischer Prozesse...................................................................................... 2 5.1Anreicherung von Mikroorganismen auf Nährmedien ............................................... 2 5.2Mikroskopische Aufnahmen...................................................................................... 2 5.3Durchführung von Desoxyribonukleinsäure-basierten (DNA) Methoden ................... 2 6 Parameterbestimmung zur Quelltermbeschreibung auf der Grundlage der Spezialuntersuchungen, Prognoserechnungen....................................................... 2 6.1Chemische und physikalische Untersuchung des Materials und Analyse von Bindungsformen ....................................................................................................... 2 6.2Identifizierung möglicher Energielieferanten für mikrobiologische Prozesse ............ 2 6.3Auswahl von Mikroorganismenkulturen für Elutionsversuche.................................... 2 6.4Durchführung von parallelen Suspensionsversuchen ............................................... 2 6.5Nachrechnung der Suspensionslaugungsversuche .................................................. 2 6.6Durchführung von parallelen Perkolationsversuchen ................................................ 2 6.6.1 „Kleine“ Säulen............................................................................................. 2 6.6.2 „Große“ Säulen ............................................................................................ 2 6.7Modellierung der Radionuklidfreisetzung aus Säulenversuchen und Präzisierung der Modellparameter ............................................................................ 2 6.8Durchführung einer Freisetzungsprognose ............................................................... 2 7Quellenverzeichnis..................................................................................................... 2 8Glossar........................................................................................................................ 2 Seite 1 von 26 Leitfadenelement Grundwasserpfad Anlage - Mikrobiologie 1 Einleitung Um Entscheidungen über die Sanierung von Halden und Absetzanlagen des Alt- und Uran- erzbergbaus auf der Grundlage einheitlicher, wissenschaftlich begründeter und zugleich ökonomisch vernünftiger Methoden zu treffen, hat das Bundesamt für Strahlenschutz den „Leitfaden zur radiologischen Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten“ entwi- ckelt. Im Forschungsvorhaben StSch „Mikrobiologie in Halden und Absetzanlagen“ [BMU 2005] wurde aufgezeigt, dass mikrobiell induzierte Stoffumsätze einen wesentlichen Beitrag zur Radionuklidfreisetzung über den Wasserpfad leisten können und bei einer Sanierungs- entscheidung ggf. zu berücksichtigen sind. In einem Expertengespräch zur „Mikrobiologie in Halden und Absetzanlagen“ wurden folgende Positionen erarbeitet: I. In allen Halden und Absetzanlagen des Alt- und Uranbergbaus sind Mikroorganismen aktiv, die die Freisetzung von Schwermetallen/Radionukliden kontrollieren, indem sie Redoxreaktionen steuern, die Schwermetalle/Radionuklide mobilisieren oder fixieren und/oder Schwermetalle/Radionuklide in ihrer Biomasse akkumulieren. Insofern bildet ei- ne vornehmlich geochemisch geprägte Betrachtungsweise die in der Natur ablaufenden Prozesse unzureichend ab. II. Mikrobielle Populationen sind in Abhängigkeit vom Nährstoff- und Energieangebot und damit immer standortspezifisch ausgeprägt. Es existieren Methoden zur effektiven Erfas- sung der freisetzungsrelevanten Mikroorganismen und ihrer Stoffwechselaktivität (Metall- sulfidoxidation) sowie der Schadstoff-/ Radionuklidmobilisierung. III. Es gibt eine Reihe von Rechencodes, von denen einige über die Option zur Transportsi- mulation verfügen (gekoppelte Modelle). Für die mathematische Erfassung der mikrobiel- len Prozesse werden speziell abzuleitende Quell- und Senkenglieder in diese Rechenco- des implementiert. Diese Vorgehensweise ist bereits heute in der Praxis üblich. IV. Einige mikrobiologische, aber auch geochemische Phänomene und Transportprozesse, die für die Freisetzung von Schwermetallen/Radionukliden relevant sind, sind heute zwar bekannt, für die Einbeziehung in Freisetzungsprognosen aber nicht ausreichend gut un- tersucht (z. B. Grenzflächenchemie, Transportphänomene wie Biofilme und Kolloide). V. Die Berücksichtigung der Mikrobiologie und die Durchführung einer biogeochemischen Modellierung erhöht die Sicherheit der Freisetzungsprognose und stellt die Dosisermitt- lung als eine Grundlage für die Sanierungsentscheidung auf eine zuverlässigere Basis. Den Ausgangspunkt für sämtliche Betrachtungen bildet der „Leitfaden zur radiologischen Bewertung bergbaulicher Altlasten“. Dieser Leitfaden beinhaltet eine einfach handhabbare, Seite 2 von 26
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Tags: Nährmedium ? Absetzbecken ? Freiberg ? Altlast ? Mikrobiologie ? Bodenatmung ? Biofilm ? Erzbergbau ? Kolloid ? Leitfaden ? Radionuklid ? Sickerwasser ? Strahlenschutz ? Uranbergbau ? Altlastensanierung ? Bewertungsverfahren ? Energiequelle ? Redoxreaktion ? Stoffbilanz ? Mikroorganismen ? Biologische Aktivität ? Modellierung ? Feldkapazität ? Forschungsprojekt ? Biomasse ?
Region: Peine
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