Département Technologie des procédés

ICP-MS Elementanalyse Seltene Erden

Konzentration von Seltenen Erden Elementen in Fliessgewässern des Kantons Zürich

Eawag; AWEL (Amt für Wasser, Abfall, Energie und Luft)

Die Seltenen Erden Elemente (SEE) umfassen die Lanthanide (La – Lu) sowie die Elemente Scandium (Sc) und Yttrium (Y). Häufig werden aber auch die Lanthanide alleine als die SEE bezeichnet. Auch in diesem Projekt wird der Begriff der Lanthaniden synonym für die SEE verwendet. Die SEE sind essentiell für diverse moderne Technologien und werden deshalb intensiv genutzt. Sie weisen alle einen ähnlich grossen Atomradius auf und besitzen die Oxidationszahl +3 (mit Ausnahme von Europium (2+/3+ und Cer (3+/4+). Die SEE verhalten sich deshalb geochemisch sehr ähnlich, was zu charakteristischen SEE Mustern im Grundgestein führt.

Leichte Unterschiede im Verhalten der SEE während der Gesteinsverwitterung führen aber zu einer Fraktionierung, wobei die leichten SEE eher Partikel-gebunden und die schweren SEE eher gelöst vorliegen (Sholkovitz 1995). In abgelegenen Gegenden werden die SEE Muster in Fliessgewässern durch wasserchemische Parameter (pH, DOC Gehalt, Karbonat-, Sulfat- und Phosphat-Konzentrationen) und der Geologie des Untergrundes bestimmt (Andersson et al. 2006; Johannesson et al. 1995). Die natürlichen SEE Muster können durch anthropogene Einträge - z.B. von Kläranlageneinleitungen – modifiziert werden.

Aufgrund von charakteristischen SEE Mustern in Klärschlämmen, bzw. deren Veränderungen, konnten anthropogene Eintrage von spezifischen SEE in verschiedene Kläranlagen zu identifiziert und zu quantifiziert werden (Kaegi et al. 2021). Inwiefern sich die Muster der SEE im Klärschlamm auch im geklärten Abwasser wiederfinden und ob die Einträge der ARAs auch in den Fliessgewässern sichtbar sind wurde in der Studie nicht untersucht.

Ausgewählte Fliessgewässer (~70) und Einleitungen von Kläranlagen (~ 60) werden vom AWEL beprobt.

Ziele des Projekts

  • Bestimmung der Hintergrundkonzentration von SEE in Fliessgewässer des Kanton Zürich mittels Agilent 8900 Triple-Quad ICP-MS
  • Abschätzung des Kläranlagen-basierten Anteils von SEE in Fliessgewässern des Kanton Zürich
  • Bestimmung des Ausmasses der Veränderung der SEE-Muster in Fliessgewässern des Kantons Zürich aufgrund von anthropogenen Aktivitäten

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Edith Durisch
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