(GRS 244) Entwicklung einer thermodynamischen Datenbasis für ausgewählte Schwermetalle

Autor: 
S. Hagemann, T. Scharge, T. Willms
Jahr: 
2015

Die zur Dauerlagerung in Untertagedeponien vorgesehenen Abfälle zeichnen sich durch ein hohes Gesundheits- und Umweltgefährdungspotential aus, das wesentlich durch die in den Abfällen vorhandenen Schwermetalle und anderen anorganischen Schadstoffe hervorgerufen wird. Im Gegensatz zu radioaktiven Abfällen, für die ebenfalls eine Beseitigung in tiefen geologischen Formationen angestrebt wird, sinkt das Gefährdungspotential nicht im Laufe der Zeit, weil ein Zerfall nicht stattfindet. Die fundamentalen Anforderung an Untertagedeponien sind daher mit denen eines Endlagers vergleichbar: ein dauerhafter Abschluss von der Biosphäre durch ein geologisches Multibarrierensystem. 

Im Zuge eines mehrstufigen Langzeitsicherheitsnachweises wird bei der Antragstellung einer Untertagedeponien gezeigt, dass die geforderte Isolation über lange Zeiträume gewährleistet wird. Die vier in Betrieb befindlichen Untertagedeponien in Herfa-Neurode, Heilbronn, Zielitz und Sondershausen, haben diesen Nachweis erbracht. Einen vergleichbaren Nachweis haben auch die Versatzbergwerke vor ihrer Genehmigung beibringen müssen. Allen Anlagen ist gemeinsam, dass die Abfälle in Hohlräumen früheren Salzgewinnungsbergbaus eingelagert werden.

Auch bei Vorliegen von Langzeitsicherheitsnachweisen kann nicht ausgeschlossen werden, dass es während der Betriebsphase oder in der Nachbetriebsphase zu einem Ausfall geologischer oder technischer Barrieren und zu einem begrenzten Zutritt von salzhaltigen Lösungen kommt. Im Sinne einer Vorsorgeforschung stellt sich dann die Frage, wie stark die Schwermetalle mobilisiert werden können und welche maximalen Konzentrationen erreicht werden können. Wegen der Vielzahl denkbarer Zutrittsszenarien und der eingelagerten Abfallchargen ist eine experimentelle Untersuchung von Abfall-Lösungsreaktionen nur für ausgewählte Einzelfälle machbar. Geochemische Modellierungen eröffnen die Möglichkeit, grundlegende Erkenntnis über das Lösungsverhalten anorganischer Schadstoffe zu gewinnen, auch wenn experimentelle Daten nicht vorliegen. Die wesentliche Voraussetzung hierfür ist aber das Vorliegen einer ausreichen abgesicherten thermodynamischen Datenbasis für die in Betracht kommenden Schadstoffe.