Transport und Austausch redoxsensitiver Elemente zwischen Freiwasser und Sediment in einem eutrophen Hartwassersee (Willersinnweiher/Ludwigshafen), unter besonderer Berücksichtigung des geochemischen Verhaltens von Uran
Diese Arbeit untersucht das geochemische Verhalten von Uran in einem eutrophen und saisonal stratifizierten Baggersee mit hoher Bioproduktivität und organikreichen Sedimenten (bis zu 7 TOC). U ist ein redoxsensitives Element: unter oxischen Bedingungen ist es gelöst, während es unter anoxischen Bedingungen seine Mobilität verlieren kann. Der Willersinnweiher hat ein saisonal sulfidisches Hypolimnion im Sommer, welches zu einer Ausfällung und Akkumulation von FeS führt. Gelöste- und Gesamtkonzentrationen von Fe und U zeigen trotz SO42- -reduzierender Bedingungen und ca. 50 partikulärem Fe (mögliche Trägerphase für U) keinen signifikanten Gehalt an partikulärem U im hypolimnischen Seewasser. Dennoch muss ein geringer, aber permanenter Fluss von partikulärem U zur Sedimentoberfläche angenommen werden, um die in ca. 10 cm Tiefe beobachtete U Anreicherung im Sediment erklären zu können. Porenwasserdaten im Sommer zeigen einen diffusiven Fluss von U in die oberen 4-5 cm des Sediments verbunden mit einer Festlegung an dieser Stelle. Dieser ist jedoch weit geringer als er für die Anreicherung erforderlich wäre. Bei oxischem Bodenwasser (Herbst, Winter, Frühjahr) diffundiert O2 in die oberen Sedimentschichten und verursacht eine Oxidation und Diagenese von org. Material, Fe- und Mn- Mineralen. Das frisch akkumulierte, an Mineraloberflächen komplex gebundene U wird ins Porenwasser freigesetzt und erreicht dort ca. 7 mal höhere Konzentrationen als das Seewasser (kalkulierte Lebensdauer bezüglich oxidativer Freisetzung: 4 d). Es diffundiert entlang der Konzentrationsgradienten ins Bodenwasser und in tiefere Sedimentschichten. Unter SO42- -reduzierenden Bedingungen (8-10 cm Tiefe) wird es wieder festgelegt (kalkulierte Lebensdauer bezüglich reduktiver Festlegung: 10 h). Zusammenfassend zeigt die positive netto U Bilanz im Sediment, dass die org. reichen Sedimente eine wichtige Senke für U im See darstellen.
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