Uran

uranium

Uran (chemisches Symbol: U) gehört zu den Actinoiden, hat die Atomnummer 92 und eine relative Atommasse von 238,029. Es ist ein nicht essenzielles Spurenelement. Uran kann in den Oxidationsstufen +2 bis +6 auftreten, der allergrößte Teil der Uranverbindungen enthält jedoch U(IV) oder U(VI). Es besteht aus den 3 radioaktiven Isotopen ²³⁸U, ²³⁵U und ²³⁴U, wobei das erstere mit 99,3 % das häufigste ist. Die Häufigkeit in der Erdkruste ist mit 3,2 mg U/kg relativ hoch (häufiger als z. B. I, Cd, Hg oder Se), besonders hoch in Gegenden mit Granituntergrund. Im Raum Thüringen und Sachsen wurde es bis zum Jahre 2000 in größeren Mengen bergmännisch abgebaut, sodass Deutschland nach Kanada und den USA der drittgrößte Uranproduzent war.

Uran hat keine physiologische Funktion, ist aber für den Menschen wegen seiner radioaktiven Strahlung und seiner toxischen Wirkung gefährlich. Expositionsquellen finden sich für Arbeiter beim Abbau und bei der Verarbeitung und für die Allgemeinbevölkerung wegen der Allgegenwart des Urans sowohl in pflanzlichen und tierischen Nahrungsmitteln, in Grund-, Oberflächen- und Trinkwasser und Getränken als auch in der Atemluft. Eine erhöhte Exposition ist in der Umgebung von Uranbergbau und Atomreaktoren beobachtet worden. Uranreich sind Wurzel- und Blattgemüse, Pilze, auch Getreide (bei Phosphatdüngung) und Mineralwässer aus Gegenden mit erhöhter Radioaktivität, abhängig von der geologischen Beschaffenheit des Bodens und der Tiefe der Bohrung.

Uran wird vom Menschen durch Ingestion oder durch Einatmen aufgenommen. Bei oraler Aufnahme werden nur sehr geringe Mengen, bis maximal 6 %, resorbiert, der Rest wird binnen weniger Tage über die Faezes wieder ausgeschieden, während die Ausscheidung der durch Resorption aufgenommenen Anteile über die Nieren erfolgt. Die Aufnahme über die Atemwege führt zu Ablagerungen im Lungengewebe und spielt nur bei gewerblich exponierten Personen und im Havariefall eine Rolle.

Die Urankonzentration in den einzelnen Kompartimenten des menschlichen Körpers ist gering und mehrere Studien in Deutschland und Italien haben gezeigt, dass sie regional in weiten Grenzen schwankt. Die Werte für Vollblut lagen bei 7–10 ng/L und für Plasma bei 5–9 ng/L, während Urin wesentlich größere Schwankungen aufweist. Bisher ist es jedoch nicht gelungen, gesicherte Referenzwerte für die Körperflüssigkeiten zu erstellen. Messungen in Blut oder Urin ermöglichen es dennoch, eine Belastung durch Uran zu erkennen, wobei besonders der 24-Stunden-Urin zur Feststellung einer länger zurückliegenden Inkorperation geeignet ist. Die Kommission Human-Biomonitoring des Umweltbundesamtes empfiehlt mangels gesicherter Referenzwerte (Zitat) „zur Einordnung wie auch zur Beurteilung anlassbezogener Untersuchungen einen Bereich von 30–60 ng/L Uran im 24-h-Urin als Orientierung über die Hintergrundbelastung“ anzunehmen (Umweltbundesamt 2005). Für Kinder wird dagegen ein Urinreferenzwert von 40 ng/L angegeben (Bundesumweltamt 2009).

Für die Gefährdung des Menschen ist die toxische Wirkung des Urans höher zu bewerten als die radioaktive Strahlung. Hauptsächlich sind Nierenschäden zu beobachten, die sowohl die Glomeruli als auch die Tubuli betreffen. Auch bei niedrigen Belastungen, die bereits durch Trinkwasser entstehen können, wurde ein Anstieg des β₂-Mikroglobulins beobachtet, während hohe Belastungen bei Arbeitern eine Albuminurie bewirkten. Für ein erhöhtes Krebsrisiko ist Uran, das als α-Strahler zu den schwach radioaktiven Substanzen zählt, nur zum Teil verantwortlich. Gefährlicher sind die Zerfallsprodukte, insbesondere das Radon.

Grenzwert im Trinkwasser: 0,010 mg/L (Trinkwasser-VO 2016).

Duldbare tägliche Aufnahme (TDI): 0,6 μg/kg KG.

Trinkwasser und abgepacktes Wasser mit Urangehalten über 10 μg/L sollen nicht für die Zubereitung von Säuglingsnahrung verwendet werden.