As a consequence of rising uranium prices an interest in Sweden’s U deposits has emerged. This raises the important question of the possible environmental impacts of U mining operations. One of the most significant and serious issues is the contamination of groundwater by U following mining activities. The processes of uranium release and subsequent transport in groundwater is closely tied to its aqueous chemistry i.e. aqueous speciation, adsorption to mineral surfaces and dissolved organic carbon (DOM). The chemical parameters exerting the most control over these processes are pH and redox potential. The redox potential plays a decisive role because it controls the solubility of uraninite, a common uranium mineral and ore in Sweden’s bedrock deposits. Thus, by gaining insight into how changing redox conditions affect uraninite solubility, assessments can be made in order to estimate the extent of uranium transport by groundwater. Therefore the effects of the redox po-tential on U mobility will be examined in this work by means of computer modeling in the geochemical software VISUAL MINTEQ 3.0. The composition of the water used for modeling resembled that of a typical bedrock groundwater of Northern Sweden in the areas above the highest coastline. The simulations were carried out under different redox potentials at different pH levels in the presence of ferrihydrite and DOM to include the effects of U adsorption. The results show that the redox potential at which the uraninite mineral dissolves varies depending on the pH of the groundwater. From pH 4.0 to 7.5 the redox potential at which uraninite oxidizes decreases from 240-250 mV to 50-60 mV. This means higher redox conditions are needed for the dissolution of uraninite at low pH. Additionally, it is further concluded that the adsorption of U to ferrihydrite and DOC is important at pH 5-8 and pH < 7 respectively, which therefore play an important role in controlling the mobility of U in the modeled groundwater.

This diploma thesis is focused on everyday life of employees working in the uranium mines in Příbram during the so-called normalization. Using the method of oral history, I try to capture the ordinary lives of ordinary people against the background of one historical period, with regard to the work benefits which were provided to them by their employer. The thesis is anchored in a rich source base, which primarily constists of interviews conducted directly with witnesses of the time, secondarily of archival material and relevant literature. The main goal of the thesis is to find out why young men decided to pursue the hard work of a miner, how the company took care of them, what contributions the employer offered to them and, in general, how the people involved see uranium life today.

<p>Background:</p><p>Over the last three years uranium prices have soard from US $14 per pound (lb) to the current price of US $120/lb and this rapid incline of the commodity have created a boom within the uranium prospecting and min-ing industry. There are currently 435 nuclear reactors all over the world and these reactors demand 180 millions of pounds of uranium each year to run at full production. Currently the uranium mining industry only sup-plies 110 million pounds of the demanded quantity. The remaining 70 mil-lion pounds are coming from secondary sources such as decommissioned nuclear warheads and other sources. Market estimations say that the sec-ondary sources will only cover the shortage up until around 2012 then primary sources have to supply almost the whole quantity demanded. These factors imply that some sort of analysis model for uranium mining companies would be needed.</p><p>Purpose:</p><p>The purpose of this report is to valuate three companies within the ura-nium industry and to establish if the current market value is coherent with the fundamental value of these companies. The authors will propose a valuation model that could be used when valuating companies within the uranium industry.</p><p>Method:</p><p>A qualitative method has been used in order to value three companies within the uranium mining business that are fairly large players on the market. The valuation of these companies is based upon a discounted cash flow analysis, a relative PV valuation and relative valuation. The compa-nies included in the report are corporations that are quoted at Toronto Stock Exchange and they have started mining uranium. Data have been collected through annual reports and the companies Internet pages. Other secondary information such as valuation theories has been collected from academic search engines and books on the subjects.</p><p>Conclusions:</p><p>The current market values of uranium mining companies are not coherent with the actual fundamental values according to the authors. Both funda-mental and a comparative approach could be used when valuing these companies and the most important part in the valuation is to try and fore-cast the commodity price and then to estimate the companies possible mining reserve/extractable resources.</p>

Background: Over the last three years uranium prices have soard from US $14 per pound (lb) to the current price of US $120/lb and this rapid incline of the commodity have created a boom within the uranium prospecting and min-ing industry. There are currently 435 nuclear reactors all over the world and these reactors demand 180 millions of pounds of uranium each year to run at full production. Currently the uranium mining industry only sup-plies 110 million pounds of the demanded quantity. The remaining 70 mil-lion pounds are coming from secondary sources such as decommissioned nuclear warheads and other sources. Market estimations say that the sec-ondary sources will only cover the shortage up until around 2012 then primary sources have to supply almost the whole quantity demanded. These factors imply that some sort of analysis model for uranium mining companies would be needed. Purpose: The purpose of this report is to valuate three companies within the ura-nium industry and to establish if the current market value is coherent with the fundamental value of these companies. The authors will propose a valuation model that could be used when valuating companies within the uranium industry. Method: A qualitative method has been used in order to value three companies within the uranium mining business that are fairly large players on the market. The valuation of these companies is based upon a discounted cash flow analysis, a relative PV valuation and relative valuation. The compa-nies included in the report are corporations that are quoted at Toronto Stock Exchange and they have started mining uranium. Data have been collected through annual reports and the companies Internet pages. Other secondary information such as valuation theories has been collected from academic search engines and books on the subjects. Conclusions: The current market values of uranium mining companies are not coherent with the actual fundamental values according to the authors. Both funda-mental and a comparative approach could be used when valuing these companies and the most important part in the valuation is to try and fore-cast the commodity price and then to estimate the companies possible mining reserve/extractable resources.

To assess potential impacts of effluents from Key Lake and McClean Lake uranium operations on freshwater systems, morphometric (weight, length, condition factor) and biochemical (total body lipids and triglycerides, liver triglycerides, muscle protein, muscle RNA/DNA ratio) measures of growth and bioenergetics were determined in young-of-the-year (YOY) fishes collected in fall and spring. It was predicted that fishes exposed to mining and milling effluents would be in poorer condition relative to fishes from reference sites and that fishes would be depleted in lipids and triglycerides in the spring compared to the previous fall following a northern winter. Various total body lipid and triglyceride measurement methods were initially compared and validated. <p>Lakes receiving effluent at Key Lake (in operation > 20 years) were higher in metals, ions and ammonia compared to exposure sites at McClean Lake (in operation < 10 years). At Key Lake, there were site and season differences in total body lipids and triglycerides in YOY northern pike (<i>Esox lucius</i>) and burbot (Lota lota), with fishes being fattier at exposure sites compared to fishes at the reference site, and fish being fattier in spring relative to fall. A local prey item, spottail shiners (<i>Notropis hudsonius</i>), from an exposure lake were higher in triglycerides compared to shiners from a reference site, suggesting an indirect effect of uranium operation effluent on pike and burbot bioenergetics via food web enrichment. At McClean Lake, there were site and season increases in lipids and triglycerides in burbot from the exposure site, however there were no site differences in any morphometric or biochemical endpoint for northern pike. Slimy sculpin (<i>Cottus cognatus</i>) were the only species with lower triglyceride content in the spring following winter. <p>Overall, biochemical measures of growth (muscle protein, muscle RNA/DNA ratio) did not vary with effluent exposure at either uranium operation. Lipids and triglycerides were useful biochemical endpoints that frequently detected site and season differences in fish condition that were not noted with morphometric measures. Site and season differences in fish lipids and triglycerides at sites receiving mining and milling effluents revealed an impact of the uranium operations on indigenous YOY fish condition.

To assess potential impacts of effluents from Key Lake and McClean Lake uranium operations on freshwater systems, morphometric (weight, length, condition factor) and biochemical (total body lipids and triglycerides, liver triglycerides, muscle protein, muscle RNA/DNA ratio) measures of growth and bioenergetics were determined in young-of-the-year (YOY) fishes collected in fall and spring. It was predicted that fishes exposed to mining and milling effluents would be in poorer condition relative to fishes from reference sites and that fishes would be depleted in lipids and triglycerides in the spring compared to the previous fall following a northern winter. Various total body lipid and triglyceride measurement methods were initially compared and validated. <p>Lakes receiving effluent at Key Lake (in operation > 20 years) were higher in metals, ions and ammonia compared to exposure sites at McClean Lake (in operation < 10 years). At Key Lake, there were site and season differences in total body lipids and triglycerides in YOY northern pike (<i>Esox lucius</i>) and burbot (Lota lota), with fishes being fattier at exposure sites compared to fishes at the reference site, and fish being fattier in spring relative to fall. A local prey item, spottail shiners (<i>Notropis hudsonius</i>), from an exposure lake were higher in triglycerides compared to shiners from a reference site, suggesting an indirect effect of uranium operation effluent on pike and burbot bioenergetics via food web enrichment. At McClean Lake, there were site and season increases in lipids and triglycerides in burbot from the exposure site, however there were no site differences in any morphometric or biochemical endpoint for northern pike. Slimy sculpin (<i>Cottus cognatus</i>) were the only species with lower triglyceride content in the spring following winter. <p>Overall, biochemical measures of growth (muscle protein, muscle RNA/DNA ratio) did not vary with effluent exposure at either uranium operation. Lipids and triglycerides were useful biochemical endpoints that frequently detected site and season differences in fish condition that were not noted with morphometric measures. Site and season differences in fish lipids and triglycerides at sites receiving mining and milling effluents revealed an impact of the uranium operations on indigenous YOY fish condition.

Zur Risikoabschätzung anthropogener Uraneinträge in die Umwelt ist ein umfassendes Verständnis der ablaufenden Migrations- und Immobilisationsprozesse notwendig, da eine unkontrollierte Freisetzung von Uran z.B. beim Uranerzabbau zur Bedrohung für die Gesundheit von Mensch und Tier werden kann. Hierfür sind umfassende Studien zu den Wechselwirkungen von Uran mit verschiedenen Bestandteilen der Umwelt nötig. Dabei spielt neben geologischen Materialien besonders die Biosphäre, im Speziellen die Wechselwirkungen mit Mikroorganismen und Biofilmen, eine große Rolle. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung und Beschreibung natürlicher Biofilme aus realen Uran-kontaminierten Gebieten und deren Auswirkung auf die Uranmigration. Zur Untersuchung von Speziation und Lokalisation des Urans in den ausgewählten Biosystemen wurde in dieser Arbeit vorrangig ein gekoppeltes System aus konfokaler Laser-Scanning Mikroskopie (CLSM) und laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie (LIFS) angewendet. Dieses System ermöglicht die räumlich aufgelöste Detektion von Fluoreszenzspektren der eingelagerten Uranakkumulationen in heterogenen biologischen Proben. Natürliche Biofilme von zwei urankontaminierten Standorten, dem ehemaligen Uranbergwerk in Königstein (Sachsen) und dem Gebiet der ehemaligen Aufstandsfläche der Gessenhalde (Thüringen), wurden in dieser Arbeit näher untersucht. An beiden Standorten wurden Biofilme bis zu mehreren Zentimetern Dicke unter den extremen Umgebungs-bedingungen in den Minenabwässern vorgefunden. Dabei repräsentieren die ausgewählten Proben typische Biofilmgemeinschaften aus sauren Minenabwässern und sind exemplarisch für potentiell auftretende Szenarien sowohl für untertage als auch über Tage gelegene Bergbauregionen. Die Wässer beider Standorte waren besonders durch sehr niedrige pH-Werte (Königstein: 2,6 – 3,1; Gessenwiese: 3,6 – 3,9), hohe Sulfat-konzentrationen (Königstein: (707 – 2520) mg/l; Gessenwiese: (3520 – 5887) mg/l), eine vorliegende Kontamination mit Uran (Königstein: (9,3 – 69,5) mg/l; Gessenwiese: (75,1 - 1450) µg/l) und eine Belastung mit zahlreichen weiteren Schwermetallen charakterisiert. An beiden Standorten konnte in den Minenwässern die hochmobile, gelöste Uranspezies Uranylsulfat (UO2SO4) als dominierend nachgewiesen werden. Untersuchungen zur Biofilmstruktur sowie möglichen Uraneinlagerungen und Ausfällungen mittels des CLSM/LIFS-Systems zeigten, besonders bei den Biofilmen aus Königstein, deren Mikroorganismen kaum Eigenfluoreszenz aufwiesen, Probleme mit der Visualisierung der Biofilmstruktur. Aufgrund der Instabilität vieler kommerzieller Fluoreszenzfarbstoffe bei niedrigen pH-Werten war eine gezielte Anfärbung der Mikroorganismen in den sauren Biofilmen nicht möglich, ohne den pH-Wert der Biofilmproben anzuheben, was die Probenchemie maßgeblich verändert. In Kooperation mit der Firma DYOMICS (Jena, Deutschland) wurden neue, kommerziell nicht erhältliche, säurestabile Farbstoffe erstmals hinsichtlich ihrer Eignung zur Anfärbung von Mikroorganismen in sauren Biofilmen ohne Veränderung des pH-Wertes sowie der sonstigen Probenchemie getestet. Die neuen Farbstoffe DY-601XL, V07-04118, V07-04146 und DY-613 zeigten eine Eignung für solche Färbungen, da sie eine intensive Anfärbung der Mikroorganismen bei niedrigen pH-Werten unter pH 3 – 4 herbeiführen und außerhalb des Emissionsbereiches von Uran fluoreszieren. Die Strukturen der phototrophen Biofilme der Gessenwiese, welche viele autofluoreszierende Mikroorganismen enthielten, konnten mittels CLSM/LIFS sehr gut dargestellt werden. Aufgrund der kontinuierlichen, ungepulsten Anregung zeigten sich starke Überlagerungen der Eigenfluoreszenzsignale der Probenbiologie mit den zu untersuchenden Uransignalen. Eine Auftrennung dieser Signale zur spezifischen Urananalytik war bei den Urankonzentrationen, wie sie in Biofilmen aus natürlichen, durch saure Minenabwässer belasteten Gebieten vorkamen, aufgrund verschiedener technischer Limitationen des gekoppelten CLSM/LIFS-Systems nicht möglich. Um den umweltrelevanten Charakter dieser Studien beizubehalten, wurden die natürlichen Biofilmproben jedoch nicht künstlich mit erhöhten Urankonzentrationen versetzt, stattdessen wurde besonderer Wert auf die Beschreibung der realen Wechselwirkungen mit originalen, unveränderten Biofilmen gelegt. Aufgrund der Komplexität der natürlichen Biofilmproben sollten die Wechselwirkungen von Uran mit Monokulturen eines ausgewählten eukaryotischen Einzellers, welcher typisch in sauren Uran- und schwermetallbelasteten Wässern wie z.B. in den Biofilmen von der Gessenwiese anzutreffenden ist, detaillierter untersucht werden. Erstmalig wurden hierzu in dieser Arbeit die Wechselwirkungen von Uran mit Euglena mutabilis Zellen untersucht. Dabei wurde die Fähigkeit der Euglena-Zellen zur Bioakkumulation des Urans im pH-Wertbereich 3 – 6 in den Hintergrundmedien Natriumperchlorat (9 g/l) oder Natriumsulfat (3,48 g/l) an lebenden Zellen untersucht. Uran wurde hierbei in einer für saure Minenabwässer relevanten Konzentration von 0,01 mM in der Ausgangslösung vorgelegt. Unabhängig vom Medium konnte bei sauren pH-Werten um pH 3 – 4 über 90 % des vorgelegten Urans aus den Probelösungen abgetrennt werden. Vor dem Hintergrund einer möglichen Anwendung dieser Zellen zur Reinigung kontaminierter saurer Minenabwässer ist die hohe Immobilisierungsrate für Uran speziell im sauren pH-Bereich besonders attraktiv. Lebende, metabolisch aktive Zellen zeigten sich innerhalb dieser Studie in der Lage, größere Mengen Uran zu binden als tote Zellbiomasse. So wurden in Bioakkumulations-versuchen mit erhöhten Urankonzentrationen von 0,5 mM maximale Uranakkumulationen an den Euglena-Zellen von (33,16 ± 0,2) mg/g für lebende Zellen und (12,97 ± 0,7) mg/g für tote Zellen gemessen. An toten Zellen findet dabei ein reiner Biosorptionsprozess des Urans an die vorhandenen Bindungsstellen der Zellen statt, welcher innerhalb weniger Minuten (< 20 min) abgeschlossen ist. Bei lebenden, metabolisch aktiven Zellen wurde deutlich mehr Zeit benötigt bis die gleiche Uranmenge wie bei toten Zellen aufgenommen wurde. Dies ist ein Indiz für einen anfänglichen Abwehrmechanismus und einen insgesamt aktiven Umgang der lebenden Zellen mit dem Uran. Bei Bioakkumulationsversuchen an Euglena mutabilis Zellen unter Verwendung von realen, sauren, urankontaminierten Wässern wurden signifikant schlechtere Immobilisations-raten für Uran detektiert ((0 – 3,6) mg U/gEuglenaBtm). Ursache hierfür ist der Wettbewerb des Urans mit den vielfältigen anderen Inhaltstoffen in den natürlichen Wässern um die verfügbaren Sorptionsstellen an den Zellen. Dies verdeutlicht die Schwierigkeit, Erkenntnisse aus Laborexperimenten direkt auf natürliche Prozesse anzuwenden und verdeutlicht die Notwendigkeit in zukünftigen Untersuchungen, auf eine entsprechende Umweltrelevanz der Versuchsbedingungen zu achten. Die Speziation des an den Euglena-Zellen akkumulierten Urans, wurde mittels laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie (LIFS) untersucht. Es zeigte sich, dass unabhängig vom Hintergrundmedium, Lebenszustand und pH-Wert eine vergleichbare neue Uranspezies an den Zellen gebildet wird. Die detektierten Emissionsmaxima des Uranfluoreszenzsignals, gemessen an den Euglena-Zellen lagen bei 478,4 nm, 495,6 nm, 517,1 nm, 540,4 nm, 565,3 nm, 590,1 nm. Durch den Vergleich der Daten aus den LIFS-Messungen mit Referenzwerten, konnte die gebildete Uranspezies auf eine Anbindung durch (organo)phosphatische und/oder carboxylische funktionelle Gruppen eingegrenzt werden. Mit Hilfe der zeitaufgelösten FT-IR-Spektroskopie wurde erstmals der Biosorptionsprozess direkt an der Grenzfläche zwischen Euglena-Zellen und Uranlösung untersucht. Dabei konnte die carboxylische Anbindung des Urans an toten Zellen nachgewiesen werden. Ein Ausschluss der (organo)phosphatischen Komplexierung konnte jedoch mit dieser Methode nicht geführt werden. Untersuchungen zur Lokalisation des Urans an bzw. in den Zellen, mittels der gekoppelten CLSM/LIFS-Technik zeigten erstmals ein Indiz für die intrazelluläre Akkumulation von Uran in den lebenden Zellen. Ergänzende TEM/EDX-Messungen bestätigten die intrazelluläre Aufnahme und belegen eine Akkumulation in runden bis ovalen Zellorganellen, bei denen es sich vermutlich um Vakuolen oder Vakuolen-ähnliche Vesikel handelt. An den toten Zellen konnte mit diesen Methoden kein Uran detektiert werden. Dies lässt auf eine passive, homogen verteilte Biosorption des Urans an die verfügbaren Bindungsplätze an der Zelloberfläche der toten Biomasse schließen. Die Ergebnisse dieser Arbeit leisten einen Beitrag zum Prozessverständnis der Wechselwirkungen von Uran mit Biofilmen und speziell mit Euglena mutabilis Zellen. Auf Grundlage der erhaltenen Erkenntnisse können Risiken in natürlichen kontaminierten Gebieten besser eingeschätzt werden und Vorhersagen zum Migrationsverhalten des Urans entsprechend der vorliegenden Bedingungen optimiert werden.

Orientador: Daniel Marcos Bonotto / Banca: Jorge Luis Mialhe / Banca: Nelson Angeli / Resumo: Este trabalho mostra eventos que influenciaram a indústria mundial do urânio tomando como países selecionados a Alemanha, a Austrália, o Canadá, os Estados Unidos da América, a França e o Brasil. Os eventos destacados para cada país são: a implantação das agências reguladoras ao longo dos anos; a evolução das políticas de proteção do público e do meio ambiente contra os possíveis danos da radiação ionizante. Um levantamento histórico desses fatos foi realizado e é organizado em ordem cronológica, dividindo as legislações de cada país em seus âmbitos: federal, estadual e ambiental, bem como é tratado da produção de urânio de cada nação. Deste modo é apresentada a evolução das legislações no campo da indústria de urânio, com o propósito de demonstrar como a legislação sobre esta indústria e a agência reguladora nacional podem ser aperfeiçoadas e melhoradas. / Abstract: This study shows events that have influenced the worldwide uranium industry, taking into account the countries: Germany, Australia, Canada, the United States of America, France and Brazil. The highlighted events for every country will be: the installations of the regulatory agencies along the years, the evolution of the political concepts concerning the public health and the environment against the possible effects of the ionizing radiation. A historical study of these facts was accomplished and will be set in chronological order, so that dividing the legislation of every country in its federal, state and environmental scopes. Uranium production for every nation is also treated herein. Therefore the legislation evolution in the uranium industry field is shown with the aim to demonstrate how the legislation of this industry and the Brazilian regulatory agency can be improved. / Mestre

The present thesis is concerned with neutralization of acid groundwater after the hydrochemical uranium mining in the area of Stráž pod Ralskem. In the thesis is briefly described progression of the hydrochemical uranium mining and follow-up negative impacts on the environment. There is described the technology involved in its disposal. This is followed by the design calculation of major apparatus technology associated with neutralization of acid solutions. Output of technology is determined by the mass balance. The results are the main dimensions of the apparatus, mechanical parts and electric power each device.

Zur Risikoabschätzung anthropogener Uraneinträge in die Umwelt ist ein umfassendes Verständnis der ablaufenden Migrations- und Immobilisationsprozesse notwendig, da eine unkontrollierte Freisetzung von Uran z.B. beim Uranerzabbau zur Bedrohung für die Gesundheit von Mensch und Tier werden kann. Hierfür sind umfassende Studien zu den Wechselwirkungen von Uran mit verschiedenen Bestandteilen der Umwelt nötig. Dabei spielt neben geologischen Materialien besonders die Biosphäre, im Speziellen die Wechselwirkungen mit Mikroorganismen und Biofilmen, eine große Rolle. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung und Beschreibung natürlicher Biofilme aus realen Uran-kontaminierten Gebieten und deren Auswirkung auf die Uranmigration. Zur Untersuchung von Speziation und Lokalisation des Urans in den ausgewählten Biosystemen wurde in dieser Arbeit vorrangig ein gekoppeltes System aus konfokaler Laser-Scanning Mikroskopie (CLSM) und laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie (LIFS) angewendet. Dieses System ermöglicht die räumlich aufgelöste Detektion von Fluoreszenzspektren der eingelagerten Uranakkumulationen in heterogenen biologischen Proben. Natürliche Biofilme von zwei urankontaminierten Standorten, dem ehemaligen Uranbergwerk in Königstein (Sachsen) und dem Gebiet der ehemaligen Aufstandsfläche der Gessenhalde (Thüringen), wurden in dieser Arbeit näher untersucht. An beiden Standorten wurden Biofilme bis zu mehreren Zentimetern Dicke unter den extremen Umgebungs-bedingungen in den Minenabwässern vorgefunden. Dabei repräsentieren die ausgewählten Proben typische Biofilmgemeinschaften aus sauren Minenabwässern und sind exemplarisch für potentiell auftretende Szenarien sowohl für untertage als auch über Tage gelegene Bergbauregionen. Die Wässer beider Standorte waren besonders durch sehr niedrige pH-Werte (Königstein: 2,6 – 3,1; Gessenwiese: 3,6 – 3,9), hohe Sulfat-konzentrationen (Königstein: (707 – 2520) mg/l; Gessenwiese: (3520 – 5887) mg/l), eine vorliegende Kontamination mit Uran (Königstein: (9,3 – 69,5) mg/l; Gessenwiese: (75,1 - 1450) µg/l) und eine Belastung mit zahlreichen weiteren Schwermetallen charakterisiert. An beiden Standorten konnte in den Minenwässern die hochmobile, gelöste Uranspezies Uranylsulfat (UO2SO4) als dominierend nachgewiesen werden. Untersuchungen zur Biofilmstruktur sowie möglichen Uraneinlagerungen und Ausfällungen mittels des CLSM/LIFS-Systems zeigten, besonders bei den Biofilmen aus Königstein, deren Mikroorganismen kaum Eigenfluoreszenz aufwiesen, Probleme mit der Visualisierung der Biofilmstruktur. Aufgrund der Instabilität vieler kommerzieller Fluoreszenzfarbstoffe bei niedrigen pH-Werten war eine gezielte Anfärbung der Mikroorganismen in den sauren Biofilmen nicht möglich, ohne den pH-Wert der Biofilmproben anzuheben, was die Probenchemie maßgeblich verändert. In Kooperation mit der Firma DYOMICS (Jena, Deutschland) wurden neue, kommerziell nicht erhältliche, säurestabile Farbstoffe erstmals hinsichtlich ihrer Eignung zur Anfärbung von Mikroorganismen in sauren Biofilmen ohne Veränderung des pH-Wertes sowie der sonstigen Probenchemie getestet. Die neuen Farbstoffe DY-601XL, V07-04118, V07-04146 und DY-613 zeigten eine Eignung für solche Färbungen, da sie eine intensive Anfärbung der Mikroorganismen bei niedrigen pH-Werten unter pH 3 – 4 herbeiführen und außerhalb des Emissionsbereiches von Uran fluoreszieren. Die Strukturen der phototrophen Biofilme der Gessenwiese, welche viele autofluoreszierende Mikroorganismen enthielten, konnten mittels CLSM/LIFS sehr gut dargestellt werden. Aufgrund der kontinuierlichen, ungepulsten Anregung zeigten sich starke Überlagerungen der Eigenfluoreszenzsignale der Probenbiologie mit den zu untersuchenden Uransignalen. Eine Auftrennung dieser Signale zur spezifischen Urananalytik war bei den Urankonzentrationen, wie sie in Biofilmen aus natürlichen, durch saure Minenabwässer belasteten Gebieten vorkamen, aufgrund verschiedener technischer Limitationen des gekoppelten CLSM/LIFS-Systems nicht möglich. Um den umweltrelevanten Charakter dieser Studien beizubehalten, wurden die natürlichen Biofilmproben jedoch nicht künstlich mit erhöhten Urankonzentrationen versetzt, stattdessen wurde besonderer Wert auf die Beschreibung der realen Wechselwirkungen mit originalen, unveränderten Biofilmen gelegt. Aufgrund der Komplexität der natürlichen Biofilmproben sollten die Wechselwirkungen von Uran mit Monokulturen eines ausgewählten eukaryotischen Einzellers, welcher typisch in sauren Uran- und schwermetallbelasteten Wässern wie z.B. in den Biofilmen von der Gessenwiese anzutreffenden ist, detaillierter untersucht werden. Erstmalig wurden hierzu in dieser Arbeit die Wechselwirkungen von Uran mit Euglena mutabilis Zellen untersucht. Dabei wurde die Fähigkeit der Euglena-Zellen zur Bioakkumulation des Urans im pH-Wertbereich 3 – 6 in den Hintergrundmedien Natriumperchlorat (9 g/l) oder Natriumsulfat (3,48 g/l) an lebenden Zellen untersucht. Uran wurde hierbei in einer für saure Minenabwässer relevanten Konzentration von 0,01 mM in der Ausgangslösung vorgelegt. Unabhängig vom Medium konnte bei sauren pH-Werten um pH 3 – 4 über 90 % des vorgelegten Urans aus den Probelösungen abgetrennt werden. Vor dem Hintergrund einer möglichen Anwendung dieser Zellen zur Reinigung kontaminierter saurer Minenabwässer ist die hohe Immobilisierungsrate für Uran speziell im sauren pH-Bereich besonders attraktiv. Lebende, metabolisch aktive Zellen zeigten sich innerhalb dieser Studie in der Lage, größere Mengen Uran zu binden als tote Zellbiomasse. So wurden in Bioakkumulations-versuchen mit erhöhten Urankonzentrationen von 0,5 mM maximale Uranakkumulationen an den Euglena-Zellen von (33,16 ± 0,2) mg/g für lebende Zellen und (12,97 ± 0,7) mg/g für tote Zellen gemessen. An toten Zellen findet dabei ein reiner Biosorptionsprozess des Urans an die vorhandenen Bindungsstellen der Zellen statt, welcher innerhalb weniger Minuten (< 20 min) abgeschlossen ist. Bei lebenden, metabolisch aktiven Zellen wurde deutlich mehr Zeit benötigt bis die gleiche Uranmenge wie bei toten Zellen aufgenommen wurde. Dies ist ein Indiz für einen anfänglichen Abwehrmechanismus und einen insgesamt aktiven Umgang der lebenden Zellen mit dem Uran. Bei Bioakkumulationsversuchen an Euglena mutabilis Zellen unter Verwendung von realen, sauren, urankontaminierten Wässern wurden signifikant schlechtere Immobilisations-raten für Uran detektiert ((0 – 3,6) mg U/gEuglenaBtm). Ursache hierfür ist der Wettbewerb des Urans mit den vielfältigen anderen Inhaltstoffen in den natürlichen Wässern um die verfügbaren Sorptionsstellen an den Zellen. Dies verdeutlicht die Schwierigkeit, Erkenntnisse aus Laborexperimenten direkt auf natürliche Prozesse anzuwenden und verdeutlicht die Notwendigkeit in zukünftigen Untersuchungen, auf eine entsprechende Umweltrelevanz der Versuchsbedingungen zu achten. Die Speziation des an den Euglena-Zellen akkumulierten Urans, wurde mittels laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie (LIFS) untersucht. Es zeigte sich, dass unabhängig vom Hintergrundmedium, Lebenszustand und pH-Wert eine vergleichbare neue Uranspezies an den Zellen gebildet wird. Die detektierten Emissionsmaxima des Uranfluoreszenzsignals, gemessen an den Euglena-Zellen lagen bei 478,4 nm, 495,6 nm, 517,1 nm, 540,4 nm, 565,3 nm, 590,1 nm. Durch den Vergleich der Daten aus den LIFS-Messungen mit Referenzwerten, konnte die gebildete Uranspezies auf eine Anbindung durch (organo)phosphatische und/oder carboxylische funktionelle Gruppen eingegrenzt werden. Mit Hilfe der zeitaufgelösten FT-IR-Spektroskopie wurde erstmals der Biosorptionsprozess direkt an der Grenzfläche zwischen Euglena-Zellen und Uranlösung untersucht. Dabei konnte die carboxylische Anbindung des Urans an toten Zellen nachgewiesen werden. Ein Ausschluss der (organo)phosphatischen Komplexierung konnte jedoch mit dieser Methode nicht geführt werden. Untersuchungen zur Lokalisation des Urans an bzw. in den Zellen, mittels der gekoppelten CLSM/LIFS-Technik zeigten erstmals ein Indiz für die intrazelluläre Akkumulation von Uran in den lebenden Zellen. Ergänzende TEM/EDX-Messungen bestätigten die intrazelluläre Aufnahme und belegen eine Akkumulation in runden bis ovalen Zellorganellen, bei denen es sich vermutlich um Vakuolen oder Vakuolen-ähnliche Vesikel handelt. An den toten Zellen konnte mit diesen Methoden kein Uran detektiert werden. Dies lässt auf eine passive, homogen verteilte Biosorption des Urans an die verfügbaren Bindungsplätze an der Zelloberfläche der toten Biomasse schließen. Die Ergebnisse dieser Arbeit leisten einen Beitrag zum Prozessverständnis der Wechselwirkungen von Uran mit Biofilmen und speziell mit Euglena mutabilis Zellen. Auf Grundlage der erhaltenen Erkenntnisse können Risiken in natürlichen kontaminierten Gebieten besser eingeschätzt werden und Vorhersagen zum Migrationsverhalten des Urans entsprechend der vorliegenden Bedingungen optimiert werden.