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Komplexiertes Gadolinium – Untersuchungen der Reinigungsleistung ausgewählter Wasseraufbereitungsverfahren sowie Verbreitung in Bayern und Sachsen
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Sommerer, Annika
Betreuer
- Prof. Dr. André Lerch
- Dipl.-Ing. Astrid Weigert
Weitere Betreuer
Dipl. Geol. Michael Holzinger (Bayerisches Landesamt für Umwelt)
Abstract
Der Einsatz des Gadoliniums als Kontrastmittel in der Magnetresonanztomographie hat eine Verbreitung in Oberflächengewässern und dem Wasserkreislauf zur Folge. Weder in der Abwasser- noch in der Trinkwasseraufbereitung findet eine vollständige Entfernung statt. Die älterwerdende Gesellschaft und der damit einhergehende steigende Verbrauch an Arz-neimitteln erhöht den Eintrag des Gadoliniums in Oberflächengewässer. Anhand landeswei-ter Monitoring-Daten wird die Verbreitung von Gadolinium in Bayern und Sachsen ausge-wertet. Neben der in der Literatur bereits betrachteten Aufbereitungsverfahren, wie Ionen-tauscher, Aktivkohlefilter, Flockung und Ozonung wird in der vorliegenden Arbeit zur Identifi-kation geeigneter Aufbereitungsschritte das Wasser zwischen einzelnen Aufbereitungs-schritten in ausgewählten Wasserwerken beprobt und analysiert. Zusätzlich werden Versu-che über unterschiedliche Membranverfahren mit Rohwasser, die zwei unterschiedliche Gadolinium-Konzentrationen aufweisen, durchgeführt.In Bayern wird die Konzentration an Gesamt-Gadolinium in den Wasserwerken kaum verringert. Dahingegen erfolgt in Sachsen die Entfernung eines großen Teils von bis zu 80 % gegenüber der Gadolinium-Konzentration im Grundwasser. Allerdings ist in Sachsen die natürliche Hintergrundkonzentration der Sel-tenen Erden größer als in Bayern. In den Versuchen über Membranen der Ultra- und Nano-filtration, sowie der Umkehrosmose ist ein Rückhalt von Gadolinium stets vorhanden. Die Durchführung erfolgt, im Fall der Nanofiltrations- und Umkehrosmosemebran mit einer Amicon-Zelle. Die Ultrafiltrationsmembran wurde in Form einer Taschenmembran getestet. Die Effektivität liegt zwischen 26 und 98 %. Mithilfe der vorliegenden Arbeit wird die Reini-gungsleistung hinsichtlich des Rückhalts von Gadolinium geprüft. Allerdings kann keine Aussage darüber getroffen werden, welche Spezies des Gadoliniums zurückgehalten wird. Die Analytik erfolgt über die ICP-MS. Bei der Probenvorbereitung wird der Komplex zerstört und die vorliegende Menge an Gadolinium-Ionen gemessen.
Schlagwörter
Gadolinium, Trinkwasseraufbereitung, ICP-MS, Komplex, Membranverfahren, Seltene Erden, Kontrastmittel
Berichtsjahr
2017