Analytik der Seltenen Erden zur Ermittlung der anthropogenen Gadolinium-Anomalie

Blick auf UferfiltratgewinnungBild vergrössern Blick auf Uferfiltratgewinnung; Foto: © Frank Vinzentz - http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.de

Gadoliniumkomplexe werden seit über 20 Jahren in der Magnetresonanztomographie (MRT) für kontrastreiche Gewebeaufnahmen genutzt. Sie werden in hoher Dosierung eingesetzt und vom menschlichen Körper innerhalb weniger Stunden unverändert ausgeschieden, wo sie aufgrund ihrer sehr hohen Stabilität über das Abwassersystem in die Kläranlagen und über den Kläranlagenablauf in Oberflächengewässer gelangen. Auch in der Umwelt werden die Gadoliniumkomplexe nur langsam abgebaut. Daher ist es möglich, dass Gadoliniumkomplexe über das Uferfiltrat ins Grundwasser und schließlich in das Trinkwasser gelangen. Eine Messung dieser Gadoliniumkomplexe bzw. des anthropogenen Gadoliniums kann somit als konservativer Tracer für Abwassereinfluss auf Grund- und Trinkwasservorkommen genutzt werden.

Dazu müssen sehr niedrige Gadoliniumkonzentrationen von häufig weniger als einem Nanogramm pro Liter sicher analysiert und zudem vom natürlich (geogen) vorliegenden Gadolinium unterschieden werden können. Hierfür ist eine sehr empfindliche Spurenanalytik erforderlich, die eine selektive säulenchromatographische Matrixabtrennung und Aufkonzentrierung der Seltenen Erden sowie eine Messung mittels ICP-MS umfasst. Die Unterscheidung des anthropogenen Gadoliniums von geogenem Gadolinium erfolgt nach Bezug auf einen Referenzstandard durch Ermittlung der Verhältnisse der Seltenen Erden zueinander. Das Ergebnis, die sogenannte anthropogene Gadolinium-Anomalie (Gdanthropogen) wird als Maß für den Abwassereinfluss auf Grund- und Oberflächenwässer herangezogen.