Influence of humic acids on the migration behavior of radioactive and non-radioactive substances under conditions close to nature Synthesis, radiometric determination of functional groups, complexation

The interaction behavior of humic acids with uranium(VI) and the influence of humic substances on the migration behavior of uranium was investigated. A main focus of this work was the synthesis of four different humic acid model substances and their characterization and comparison to the natural humic acid from Aldrich. A radiometric method for the determination of humic acid functional groups was applied in addition to conventional methods for the determination of the functionality of humic acids. The humic acid model substances show functional and structural properties comparable to natural humic acids. Modified humic acids with blocked phenolic OH were synthesized to determine the influence of phenolic OH groups on the complexation behavior of humic acids. A synthesis method for "1"4C-labeled humic acids with high specific activity was developed. The complexation behavior of synthetic and natural humic acids with uranium(VI) was investigated by X-ray absorption spectroscopy, laser-induced fluorescence spectroscopy and FTIR spectroscopy. The synthetic model substances show an interaction behavior with uranium(VI) that is comparable to natural humic acids. This points to the fact that the synthetic humic acids simulate the functionality of their natural analogues very well. For the first time the influence of phenolic OH groups on the complexation behavior of humic acids was investigated by applying a modified humic acid with blocked phenolic OH groups. The formation of a uranyl hydroxy humate complex was identified by laserspectroscopic investigations of the complexation of Aldrich humic acid with uranium(VI) at pH7. The migration behavior of uranium in a sandy aquifer system rich in humic substances was investigated in column experiments. A part of uranium migrates non-retarded through the sediment, bound to humic colloids. The uranium migration behavior is strongly influenced by the kinetically controlled interaction processes of uranium with the humic colloids. The influence of humic acids on the sorption of uranium(VI) onto phyllite was investigated in batch experiments using two different humic acids. The uranium(VI) sorption onto the phyllite is influenced by the pH-dependent sorption behavior of the humic acids. (orig.)Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde das Wechselwirkungsverhalten von Huminsaeuren mit Uran(VI) sowie der Einfluss von Huminstoffen auf das Migrationsverhalten von Uran untersucht. Einen Schwerpunkt der Arbeiten bildete die Synthese von vier verschiedenartigen Huminsaeuremodellsubstanzen sowie deren Charakterisierung im Vergleich zur natuerlichen Huminsaeure von Aldrich. Eine radiometrische Methode zur Bestimmung funktioneller Gruppen wurde neben herkoemmlichen Methoden zur Bestimmung der Huminsaeurefunktionalitaet eingesetzt. Die Modellhuminsaeuren zeigen mit natuerlichen Huminsaeuren vergleichbare funktionelle und strukturelle Eigenschaften. Zur Bestimmung des Einflusses phenolischer OH-Gruppen auf das Komplexbildungsverhalten von Huminsaeuren wurden modifizierte Huminsaeuren mit blockierten phenolischen OH-Gruppen synthetisiert. Ein Syntheseverfahren fuer "1"4C-markierte Huminsaeuremodellsubstanzen mit hoher spezifischer Aktivitaet wurden entwickelt. Das Komplexbildungsverhalten synthetischer und natuerlicher Huminsaeuren mit Uran(VI) wurde mittels Roentgenabsorptionsspektroskopie, laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie und FTIR-Spektroskopie untersucht. Es wurde nachgewiesen, dass die synthetischen Huminsaeuremodellsubstanzen ein mit natuerlichen Huminsaeuren vergleichbares Wechselwirkungsverhalten gegenueber Uran(VI) zeigen und somit die Funktionalitaet der natuerlichen Analoga gut simulieren. Erstmals wurde unter Verwendung einer modifizierten Huminsaeure der Einfluss phenolischer OH-Gruppen auf das Komplexbildungsverhalten von Huminsaeuren untersucht. Im Rahmen von laserspektroskopischen Untersuchungen zur Komplexierung von Aldrich Huminsaeure mit Uran(VI) bei pH7 wurde die Bildung eines Uranylhydroxyhumat-Komplexes nachgewiesen. Das Migrationsverhalten von Uran in einem sandigen huminstoffreichen Grundwasserleiter wurde in Saeulenexperimenten untersucht. Ein Teil des Urans wird ungehindert, huminstoffgebunden durch das Sediment transportiert. Das Migrationsverhalten von Uran wird stark durch kinetisch kontrollierte Wechselwirkungsprozesse mit den Huminstoffkolloiden beeinflusst. Der Einfluss von Huminsaeuren auf die Sorption von Uran an Phyllit wurde in Batchexperimenten mit zwei verschiedenen Huminsaeuren untersucht. Die Sorption von Uran an Phyllit wird durch das vom pH-Wert abhaengige Sorptionsverhalten der Huminsaeure beeinflusst. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RR 1847(290) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung und Forschung (BMBF), Bonn (Germany)DEGerman