Uranium (U) en water

Uranium (U) en water: voorkomen, chemie en behandeling

Uranium kan van nature in grondwater voorkomen wanneer water in contact komt met uraniumhoudende gesteenten en sedimenten. De concentraties hangen af van de geologie en de chemische samenstelling van de watervoerende laag; niet elke put heeft verhoogde concentraties. Uranium is zowel een radioactief element als een chemisch giftige stof. Daarom moeten onderzoek en behandeling worden afgestemd op de gemeten concentratie en de toepasselijke drinkwatereisen.

Een grondwatermonster en een boorkern, gereedgemaakt voor laboratoriumanalyse. — Illustratie van grondwaterbemonstering en mineraalanalyse; dit is geen afbeelding van een daadwerkelijk gemeten monster.

Hoe komt uranium in het grondwater terecht?

Uranium komt voor in sommige gesteenten en sedimenten en kan oplossen bij interactie tussen water en gesteente. Uranium van geogene oorsprong vormt daarom in sommige watervoerende lagen een belangrijk aandachtspunt voor de grondwaterkwaliteit. Mijnbouw, ertsverwerking en andere industriële activiteiten kunnen ook de lokale waterkwaliteit beïnvloeden, maar van nature voorkomend uranium is vaak de belangrijkste bron in grondwater.

De omstandigheden in het grondwater zijn van belang. De redoxpotentiaal, pH, het carbonaatgehalte, de alkaliniteit en de minerale samenstelling beïnvloeden de oplosbaarheid en chemische vorm van uranium. Daardoor kunnen de concentraties sterk verschillen tussen putten, zelfs binnen dezelfde regio. Uit een monster van één put mag de kwaliteit van een andere put niet worden afgeleid.

Uraniumsoorten en waterchemie

Uranium komt in water doorgaans niet voor als stukjes uraniummetaal. In zuurstofhoudend water bevindt uranium zich vaak in de oxidatietoestand U(VI) en kan het oplosbare uranyl-carbonaatcomplexen vormen. Onder reducerende omstandigheden zijn U(IV)-fasen over het algemeen minder oplosbaar. Carbonaat en calcium kunnen de verdeling over chemische soorten en de reactie op behandeling beïnvloeden, terwijl deeltjes en ijzeroxiden geadsorbeerd uranium kunnen meevoeren.

Omdat de verdeling over chemische soorten varieert, is een meting van de totale uraniumconcentratie essentieel voor vergelijking met een drinkwaterlimiet. Aanvullende gegevens over de waterchemie kunnen ingenieurs helpen een behandeling te kiezen. Nuttige aanvullende metingen zijn pH, alkaliniteit, carbonaat, calcium, sulfaat, nitraat, ijzer en de totale hoeveelheid opgeloste stoffen.

Gezondheids- en radiologische aspecten

Uranium is niet alleen radioactief, maar ook chemisch giftig. Langdurige inname kan de nieren aantasten; de radiologische bijdrage hangt af van de isotopensamenstelling en de activiteit. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) hanteert een voorlopige richtwaarde voor drinkwater van 0,03 mg/L (30 µg/L), en de maximaal toegestane concentratie van de Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) is eveneens 0,030 mg/L. De WHO noemt haar waarde voorlopig vanwege wetenschappelijke onzekerheden over de toxiciteit van uranium. Lokale eisen kunnen afwijken en moeten worden gecontroleerd.

Hoe kan uranium uit water worden verwijderd?

Afhankelijk van de chemische vorm van uranium en de samenstelling van het water kan voor de behandeling anionenwisseling, coagulatie of adsorptie, ontharding met kalk of omgekeerde osmose worden toegepast. Anionenwisselaarharsen kunnen nuttig zijn wanneer uranium aanwezig is als negatief geladen uranyl-carbonaatcomplexen; ontharding uitsluitend via kationenwisseling verwijdert deze soorten mogelijk niet betrouwbaar. Concurrerende anionen zoals sulfaat, nitraat en carbonaat kunnen de capaciteit van de hars en het moment van doorslag beïnvloeden.

Omgekeerde osmose kan de concentratie opgelost uranium verlagen, maar produceert ook een concentraat. Elk proces moet worden gekozen en gevalideerd voor het specifieke water, de beoogde concentratie en de bedrijfsomstandigheden. Controleer het behandelde water en beheer uitgeputte hars, slib en membraanconcentraat volgens de toepasselijke voorschriften, omdat deze reststoffen uranium in geconcentreerde vorm kunnen bevatten.

Lees meer over ionenwisseling en omgekeerde osmose.

Laatst beoordeeld: 3 november 2026 door Lenntech.