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Gadolinium ist ein hoch toxisches Element © Universität Wien
Gadolinium ist ein hoch toxisches Element © Universität Wien

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Wie man die Verschmutzung des Trinkwassers mit MRT-Kontrastmitteln verhindert

30.06.2020

Gadolinium wird in Kontrastmitteln bei MRT-Untersuchungen verwendet und gelangt über den Urin der Patient*innen ins Abwassersystem. Die Folge: Flusswasser und damit auch aus Flüssen oder Uferfiltrat gewonnenes Trinkwasser sind mit Gadolinium belastet. Thilo Hofmann und Robert Brünjes vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaften der Universität Wien haben Vorschläge, wie die Gadolinium-Verschmutzung der Gewässer und des Trinkwassers verhindert werden kann. Die Lösung: Der Urin von MRT-Patient*innen muss zumindest 24 Stunden lang gesammelt werden, dann lässt sich Gadolinium sogar recyclen. Die wissenschaftliche Studie dazu erschien im Journal "Water Research".

In den meisten Ländern wird Trinkwasser aus aufbereitetem Flusswasser oder Uferfiltrat gewonnen, auch kleinere Teile Wiens werden so versorgt. Da Gadolinium-Verbindungen aus Kontrastmitteln bei MRT-Untersuchungen weder technisch noch chemisch in Kläranlagen aufgefangen werden können, gelangen sie ins Abwasser und damit ins Trinkwasser. Wird das Gadolinium enthaltene MRT-Kontrastmittel im Trinkwasser nachgewiesen gibt das auch Hinweise darauf, wie hoch der Anteil an geklärtem Abwasser im Trinkwasser ist.

Corona-Lockdown als Chance - Messungen zu Gadolinium, die vorher nicht möglich waren

Die Extremsituation des Corona-Lockdowns hatte signifikante Auswirkungen auf die Zahl der durchgeführten MRT-Untersuchungen und dadurch auf die Konzentration von Gadolinium im Abwasser. Durch die Umstellung des Krankenhausbetriebes auf eine Notfallsituation wurden viele Routineuntersuchungen nicht mehr durchgeführt und die Anzahl der MRT-Untersuchungen nahm drastisch ab - und damit verbunden auch der Gadoliniumeintrag in unsere Gewässer. Die beiden Forscher vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaften untersuchen dies um den komplexen Zusammenhang zwischen Flusswasser, Abwasser und Trinkwasser besser zu verstehen.

In ihrer Publikation zeigen sie einerseits, dass das MRT-Kontrastmittel, das Gadolinium enthält, doch zerfallen kann, obwohl man bisher davon ausgegangen ist, dass das nicht der Fall ist. Und andererseits präsentieren sie eine einfache Methode, mit der verhindert werden kann, dass Gadolinium überhaupt ins Abwasser und dadurch ins Trinkwasser gelangt - und darüber hinaus sogar wiederverwendet werden kann.

Mögliche Gefahr für Mensch: wenn sich Gadolinium-Verbindungen durch UV-Licht auflösen

Ob und wie Gadolinium-Verbindungen zerfallen hängt einerseits von den physiochemischen Bedingungen ab und andererseits davon, an welche organische Liganden Gadolinium gebunden ist. In manchen Regionen der Welt ist es üblich, das Trinkwasser vor Verwendung noch mit UV-Licht zu bestrahlen, um Keime abzutöten. Was gut gegen Keime wirkt, birgt im Fall des MRT-Kontrastmittels eine mögliche Gefahr für den Menschen: Die UV-Behandlung direkt vor dem Konsum, also beim Verbraucher, begünstigt die Aufsprengung der ansonsten sehr stabilen Gadolinium-Verbindungen. Dadurch könnte Gadolinium vom Menschen durch das Trinkwasser aufgenommen werden. Das chemische Element lagert sich im Körper an, die Auswirkungen auf die Gesundheit sind noch nicht vollständig erfasst.

Ausweg: Gadolinium-Verbindungen abfangen, bevor sie ins Abwasser gelangen

Die Wasserversorger stehen also vor einem Problem, welches sie weder verursachten noch alleine lösen können. Sie benötigen Hilfe. "Da es technisch und chemisch bisher keine Möglichkeiten gibt, Gadolinium-Verbindungen in Kläranlagen zurück zu halten, muss verhindert werden, dass diese überhaupt ins Abwasser gelangen", so Thilo Hofmann vom Zentrum für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaften der Universität Wien. Sein Vorschlag: Der Urin von Patient*innen, die ein Gadolinium-haltiges MRT-Kontrastmittel injiziert bekommen haben, muss mindestens 24 Stunden lang gesammelt werden. So lange braucht es, bis das Gadolinium weitgehend vom Menschen wieder ausgeschieden wird. In der Praxis ist das Sammeln des Urins mit Trockenabsorbern möglich, die auf einem ähnlichen Prinzip beruhen wie Wegwerfwindeln für Kinder. Aus dem gesammelten Urin lässt sich außerdem Gadolinium wieder extrahieren und sogar wiederverwenden. So wird die Gadolinium-Gewinnung, welche durch aggressives Auslaugen der Seltenen Erden im Bergbau erfolgt, sukzessive verringert.

Publikation in Water Research:

Anthropogenic gadolinium in freshwater and drinking water systems, R. Brünjes, T. Hofmann

Doi: https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.115966

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Zum Videobeitrag in uni:view: Robert Brünjes erklärt seine Forschung
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Wissenschaftlicher Kontakt

Univ.-Prof. Dr. Thilo Hofmann
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie, 
Department für Umweltgeowissenschaften
Universität Wien
1090 - Wien, Althanstraße 14
T +43-1-4277-53320
thilo.hofmann@univie.ac.at

Rückfragehinweis

Mag. Alexandra Frey
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Universität Wien
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