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Technical Report NTB 93-07
Chemistry of Reference Waters of the Crystalline Basement of Northern Switzerland for Safety Assessment Studies
Die Chemie von Grundwässern in Gesteinsformationen, die als potentielle Wirtgesteine für die Endlagerung radioaktiver Abfälle in Betracht kommen, ist ein wichtiger Parameter in der Sicherheitsanalyse. Daten über die Grundwasserchemie finden auch Verwendung in begleitenden Laborexperimenten. Zwei potentielle Standorte im Kristallin der Nordschweiz werden zur Zeit evaluiert. Dieser Bericht präsentiert für beide Standorte die Chemie der Wässer, die als Referenzgrundwässer für die Standortabklärung gebraucht werden.
Der westliche Standort liegt in der Region, die durch die Bohrlöcher Kaisten, Leuggern, Böttstein und Zurzach definiert wird. Das Referenzwasser ist ein Na-S04-(CI-HCO3)Typ mit einer Summe von gelösten Feststoffen von 1.0 g/l. Die Zusammensetzung dieses Referenzwassers basiert auf Proben, die in den Bohrlöchern Leuggern, Böttstein und Zurzach entnommen wurden. Das Wasser in Kaisten hat eine höhere Salinität (1.3 g/l), die aber in die angegebenen Konzentrationsbereiche des Referenzwassers integriert sind. Proben und Analysen hoher Qualität, insbesondere aus der Langzeit-Probenentnahme in Zurzach und Leuggern, bestimmen die Konzentrationsbereiche vieler Spurenelemente. Das modellierte Referenzwasser beruht auf der Annahme einer Sättigung gegenüber Calcit, Baryt, Fluorit, Chalzedon und Kaolinit. Das Redoxpotential (pe) basiert auf der Annahme, dass der Eisengehalt im Wasser durch das Mineral Goethit kontrolliert wird. Diese Annahme stimmt mit dem gemessenen Platinelektroden-Potential und dem im Wasser bestimmten Verhältnis an gelösten As(V)/As(III) überein.
Der potentielle östliche Standort wird durch das Siblingen-Bohrloch bestimmt. Das Referenzwasser ist ein Na-HCO3-SO4-(Cl)-Typ mit einer Summe von gelösten Feststoffen von ca. 0.5 g/l. Zur Bestimmung dieses Wassers stehen lediglich nur drei Wässer, die während des Abteufens des Bohrlochs entnommen wurden, zur Verfügung. Dies bedeutet, dass das Wasser weniger gut charakterisiert werden kann als das Wasser vom westlichen Standort. Eine Sättigung an Calcit, Baryt und Fluorit wird angenommen. Die Proben erlauben nur eine grobe Definition des Redoxpotentials und der Konzentration redoxaktiver Metalle wie Fe, As, Mn und U. Daten über Spurenelemente fehlen zum grossen Teil.
Kleine Mengen von Wasser mit einer bedeutend höheren Salinität wurden an zwei verschiedene Probestellen im Bereich der westlichen Referenzwässer gefunden. Ein Na-(Ca)-Cl-(SO4)-Wasser wurde in Böttstein in einer Tiefe von 1326 m und in Leuggem ein Na-Ca-SO4-Wasser in einer Tiefe von 923 m entnommen. Diese Wässer zeigen Gehalte an gelösten Feststoffen von 13 resp. 5 g/l; ihre Chemie wird aufgeführt. Diese Wässer werden wohl eher die Extremwerte der Grundwässer darstellen, mit denen zumindest in bestimmten Teilen des Endlagers gerechnet werden muss.