Behavior of Gadolinium-based Diagnostics in Water Treatment

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Maike Funke

In Deutschland wird zurzeit der Einsatz zusätzlicher Abwasserbehandlungstechniken, wie Ozonung und (anderer) erweiterte Oxidationsprozesse (Advanced Oxidation Processes, AOP), diskutiert. In der Praxis zeigte die Anwendung von solchen neuen Aufbereitungsstufen bereits große Erfolge hinsichtlich des Abbaus von organischen Spurenstoffen. Medizinische Kontrastmittel, wie Gadolinium-Diagnostika, wurden in diesen Forschungsprojekten meist nicht näher betrachtet, da sie als toxikologisch irrelevant betrachtet werden. Der Eintrag von Gadolinium (durch die Diagnostika) in Gewässer über die Kläranlagen ist in ganz Europa gleicher Maßen verbreitet. Eigene Untersuchungen im Rahmen einer Europäischen Screeningkampagne zeigten, dass im Mittel 120 ng/L Gd in den Abläufen europäischer Kläranlagen (n = 75) zu finden sind. Für die oben genannten weitergehenden Techniken in der Abwasseraufbereitung fehlen grundlegende Kenndaten zu einer Charakterisierung der Eliminationsleistung.Erste ermittelten Daten aus Experimenten zur Adsorption von Gadolinium-Komplexen an Aktivkohle zeigten, dass es möglich ist, Gadolinium-Diagnostika durch Sorption aus der wässrigen Phase zu entfernen. Dies gilt jedoch mit starken Einschränkungen. Vergleicht man die Sorption mit der anderer Spurenstoffe, so wird deutlich, dass eine Adsorption der Diagnostika deutlich schlechter erfolgt. Hinzu kommt eine weitere Konkurrenz um die Sorptionsplätze durch die hohe Konzentration gelöster organischer Kohlenstoffverbindungen im Abwasser. Für eine Bewertung der Auswirkungen der oxidativen Techniken auf die aquatische Umwelt ist eine detaillierte Kenntnis des Transformationsverhaltens relevanter Stoffgruppen erforderlich. Im weiteren Verlauf des Projektes soll eine Bewertung dieser Behandlungsstufen bezüglich Eliminationsleistung, unerwünschten Transformationsprodukten und Verfahrenskenndaten für die Gd-basierten Diagnostika erfolgen.

Förderzeitraum:
01.11.2009 - 31.10.2012

Institut:
Universität Duisburg-Essen
Fakultät für Chemie
Instrumentelle analytische Chemie

Betreuer:
Prof. Dr. Torsten C. Schmidt

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