Uranio (U) e acqua

Uranio (U) e acqua: presenza, chimica e trattamento

L'uranio può essere presente naturalmente nelle acque sotterranee quando l'acqua interagisce con rocce e sedimenti contenenti uranio. Le concentrazioni dipendono dalla geologia e dalla chimica dell'acquifero; non tutti i pozzi presentano livelli elevati. L'uranio è sia un elemento radioattivo sia una sostanza chimicamente tossica, pertanto le analisi e il trattamento devono tenere conto della concentrazione misurata e dei requisiti applicabili all'acqua potabile.

Un campione di acqua sotterranea e una carota di roccia preparati per l'analisi di laboratorio. — Illustrazione del campionamento delle acque sotterranee e dell'analisi dei minerali; non rappresenta un campione sottoposto a misurazione.

Come arriva l'uranio nelle acque sotterranee?

L'uranio è presente in alcune rocce e sedimenti e può dissolversi durante l'interazione tra acqua e roccia. L'uranio di origine geogena rappresenta quindi una questione importante per le acque sotterranee di alcuni acquiferi. Anche l'attività mineraria, la lavorazione dei minerali e altre attività industriali possono influire sulla qualità dell'acqua a livello locale, ma l'uranio presente naturalmente è spesso la fonte principale nelle acque sotterranee.

Le condizioni delle acque sotterranee sono importanti. Il potenziale di ossidoriduzione, il pH, i carbonati, l'alcalinità e la composizione minerale influenzano la solubilità e la forma chimica dell'uranio. Di conseguenza, le concentrazioni possono variare notevolmente tra pozzi, anche nella stessa regione. Un campione prelevato da un pozzo non deve essere usato per dedurre la qualità dell'acqua di un altro.

Specie chimiche dell'uranio e chimica dell'acqua

Normalmente l'uranio non si trova nell'acqua sotto forma di frammenti di uranio metallico. Nelle acque ossigenate, l'uranio si trova comunemente nello stato di ossidazione U(VI) e può formare complessi uranile-carbonato solubili. In condizioni riducenti, le fasi di U(IV) sono generalmente meno solubili. I carbonati e il calcio possono influenzare la speciazione e la risposta al trattamento, mentre le particelle e gli ossidi di ferro possono trasportare uranio adsorbito.

Poiché la speciazione varia, un risultato relativo all'uranio totale è essenziale per il confronto con un limite per l'acqua potabile, mentre ulteriori dati sulla chimica dell'acqua possono aiutare i tecnici a scegliere il trattamento. Tra le misure supplementari utili figurano pH, alcalinità, carbonati, calcio, solfati, nitrati, ferro e solidi disciolti totali.

Considerazioni sanitarie e radiologiche

L'uranio presenta tossicità chimica oltre a essere radioattivo. L'ingestione a lungo termine può avere effetti sui reni; il contributo radiologico dipende dalla composizione isotopica e dall'attività. L'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) stabilisce un valore guida provvisorio per l'acqua potabile di 0,03 mg/L (30 µg/L) e anche il livello massimo di contaminante stabilito dall'Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente (EPA) è pari a 0,030 mg/L. L'OMS definisce provvisorio il proprio valore a causa delle incertezze scientifiche sulla tossicità dell'uranio. I requisiti locali possono essere diversi e devono essere verificati.

Come si può rimuovere l'uranio dall'acqua?

A seconda della forma chimica dell'uranio e della matrice acquosa, il trattamento può prevedere lo scambio anionico, la coagulazione o l'adsorbimento, l'addolcimento con calce oppure l'osmosi inversa. Le resine a scambio anionico possono essere utili quando l'uranio è presente sotto forma di complessi uranile-carbonato a carica negativa; il solo addolcimento mediante scambio cationico potrebbe non rimuovere in modo affidabile queste specie. Anioni concorrenti, come solfati, nitrati e carbonati, possono influire sulla capacità della resina e sul momento in cui gli ioni iniziano a fuoriuscire dal letto.

L'osmosi inversa può ridurre l'uranio disciolto, ma produce anche un concentrato. Ogni processo deve essere selezionato e verificato in funzione dell'acqua specifica, del livello da raggiungere e delle condizioni operative. Occorre monitorare l'acqua trattata e gestire le resine esauste, i fanghi e il concentrato delle membrane in conformità ai requisiti applicabili, poiché questi residui possono contenere uranio concentrato.

Per saperne di più su scambio ionico e osmosi inversa.

Ultima revisione: 3 novembre 2026 a cura di Lenntech.