Seltene Erden in Schweizer Gewässern gefunden – was das bedeutet
Seltene Erden sind aus unserer modernen Welt nicht mehr wegzudenken. Diese Gruppe von 17 Metallen mit ähnlichen, chemischen Eigenschaften findet man in Smartphones, Bildschirmen, Elektromotoren, LED-Leuchten, Windkraftanlagen und medizinischen Kontrastmitteln. Sie kommen in der ganzen Erdkruste vor, ihr Abbau lohnt sich allerdings aus geologischen und wirtschaftlichen Gründen nicht an vielen Orten dieser Erde und ist in undemokratischen Ländern wie China oft mit Umweltproblemen verknüpft.
Nun zeigt eine Studie des Wasserforschungsinstituts Eawag, dass mit diesen Seltenen Erden auch Probleme in unseren Gewässern entstehen. An 41 Messstellen in Flüssen und Bächen sowie in den Abläufen von 60 Kläranlagen im Kanton Zürich wurde nach Spuren dieser Metalle gesucht.
Die Ergebnisse, die in der Zeitschrift «Aqua & Gas» veröffentlicht wurden, zeigen, dass drei Seltene Erden zu häufig vorkommen. Überhöhte Gehalte hatte Gadolinium, dies vor allem im gereinigten Abwasser, aber auch in den Fliessgewässern. Zudem wiesen Lanthan und Cer im Ablauf einzelner Kläranlagen aussergewöhnlich hohe Werte auf.
Gadolinium ist ein Kontrastmittel, das in der Medizin bei der Magnetresonanztomografie (MRT) eingesetzt wird. Es gelangt über den Urin der Patientinnen und Patienten ins Abwasser. Die Studie zeigt das flächendeckende Ausmass der Verunreinigungen.
Verschmutzung durch medizinische Kontrastmittel im Urin
Gadolinium kann aufgrund seiner chemischen Struktur in den Kläranlagen nur unzureichend zurückgehalten werden und gelangt daher von dort in die Gewässer. Die Untersuchung zeigt, dass sich diese gemessenen Konzentrationen langfristig negativ auf die Lebewesen in Gewässern auswirken.
Die Metalle Lanthan und Cer werden in Kläranlagen als sogenanntes Fällmittel zur Entfernung von Phosphor genutzt. Die Bewertung des Risikos ergab, dass die lokal sehr hohen Konzentrationen wahrscheinlich negative Effekte auf Gewässerorganismen haben. Allerdings lagen nicht genügend ökotoxikologische Daten für eine definitive Bewertung vor.
Gemessen wurde nur im Kanton Zürich, doch mit Einschränkungen gelte das für die ganze Schweiz, sagt Studienleiter Ralf Kägi von der Eawag. Wie viel Gadolinium ins Wasser gelange, hänge stark vom Einzugsgebiet der Kläranlagen ab. «Je mehr Spitäler, desto höher die Metalleinträge. Im Engadin würde ich demzufolge tiefere, menschenverursachte Konzentrationen erwarten», sagt der Eawag-Forscher.
Weil Seltene Erden in der Erdkruste vorkommen, gibt es auch eine natürliche Konzentration in den Gewässern. In der Studie wurde deshalb untersucht, wie hoch der Anteil der menschengemachten Spuren der Seltenen Erden ist. «Drei der 17 Seltenen Erden waren klar anthropogenen Ursprungs. Von allen anderen Metallen haben wir einen natürlichen Hintergrund gefunden», sagt Kägi.
Den Urin der MRT-Patienten sammeln
Als Massnahmen gegen die Gadolinium-Verschmutzung schlagen die Wissenschafter vor, die Einträge an der Quelle zu reduzieren. Dafür kann der Urin der Patientinnen und Patienten unmittelbar nach MRT-Untersuchungen in speziellen Beuteln gesammelt und mit dem Abfall entsorgt werden. Urin wird mit einem Granulat im Beutel zu einem festen Gel, das mit dem Abfall entsorgt und verbrannt werden kann.
Der Einsatz von Fällmitteln auf Basis von Lanthan und Cer sei vorerst nicht empfehlenswert, schreiben die Autorinnen und Autoren. Zumindest bis genau abgeklärt sei, wie deren Auswirkungen auf die Umwelt seien.
