Selen (Se) und Wasser

Selen (Se) im Wasser: Quellen, Chemie und Entfernung

Selen ist ein natürlich vorkommendes Spurenelement und bei geringer Zufuhr ein essenzieller Nährstoff. Eine übermäßige Exposition kann jedoch Menschen und aquatische Ökosysteme schädigen. Durch Verwitterung, Bewässerungsrückflüsse, Bergbau und industrielle Einleitungen kann es ins Wasser gelangen. Seine Mobilität und seine Entfernung bei der Wasseraufbereitung hängen stark von seiner chemischen Form ab, insbesondere davon, ob es als Selenat oder Selenit vorliegt.

Schematische Darstellung einer durch Bergbau beeinflussten Wasserprobe neben einer Aufbereitungssäule mit eisenhaltigem Filtermedium; keine gemessene Selenprobe oder Untersuchung. — Darstellung von durch Bergbau beeinflusstem Wasser und einer Aufbereitungssäule; sie zeigt weder gemessene Selenkonzentrationen noch ein konkretes Aufbereitungsergebnis.

Wie gelangt Selen ins Wasser?

Selen kommt natürlicherweise in Gesteinen und Böden vor, darunter bestimmte Sedimentformationen sowie Kohle- und Phosphatlagerstätten. Durch Verwitterung und Grundwasserströmung kann es in Oberflächengewässer und Grundwasserleiter freigesetzt werden. Bewässerungsrückflüsse können Selen aus selenhaltigen Böden mobilisieren; auch Bergbau, Erzverarbeitung, Rückstände aus der Kohleverbrennung, Raffination und andere industrielle Tätigkeiten können Selen ins Wasser eintragen. Die Konzentrationen unterscheiden sich je nach Geologie, Landnutzung und Verfahren stark; ein einzelner typischer Wert ist nicht für alle Gewässer repräsentativ.

Chemie des Selens im Wasser

In sauerstoffreichem Wasser liegt gelöstes Selen häufig als Selenat (SeO₄²⁻) und Selenit (SeO₃²⁻) vor. Selenat ist im Allgemeinen besser löslich und mobiler und adsorbiert häufig schwächer an Mineraloberflächen. Selenit kann sich leichter an Eisenoxyhydroxide und andere Partikel binden. pH-Wert, Redoxbedingungen, Sulfat, Eisenminerale und mikrobielle Aktivität beeinflussen, welche Formen vorliegen. Reduzierte oder organische Formen können auch in Sedimenten und biologischen Systemen auftreten.

Da Selen in aquatische Nahrungsnetze gelangen kann, müssen bei der Bewertung gegebenenfalls neben den Konzentrationen gelösten Selens auch die Selengehalte in Sedimenten und Organismen berücksichtigt werden. Bei der Probenahme sollte die analysierte Fraktion angegeben und, soweit relevant, zwischen verschiedenen Selenspezies unterschieden werden, statt sich ausschließlich auf den Gesamtselengehalt zu stützen.

Wie lässt sich Selen aus Wasser entfernen?

Für selenhaltiges Wasser werden verschiedene Aufbereitungsverfahren eingesetzt oder untersucht. Ihre Eignung hängt von den Selenspezies und ihrer Konzentration, konkurrierenden Ionen, dem pH-Wert, dem Salzgehalt und der erforderlichen Qualität des behandelten Wassers ab. Vor der Auswahl eines Verfahrens sind Pilotversuche oder Untersuchungen zur Behandelbarkeit erforderlich.

Adsorption und eisenbasierte Koagulation: Eisensalze oder eisenreiche Filtermedien können Selen, insbesondere Selenit, durch Adsorption oder Mitfällung binden. Selenat ist auf diese Weise häufig schwieriger zu entfernen; daher sind pH-Wert, Eisendosierung und Kontaktbedingungen wichtig. Lenntech beschreibt Adsorption und Koagulation und Flockung.
Anionenaustausch: Stark basische Anionenaustauscherharze können gelöstes Selenat und, abhängig von den Bedingungen, Selenit entfernen. Sulfat und andere Anionen konkurrieren um die Austauschplätze. Bei der Regeneration entsteht eine selenhaltige Salzlösung, die zurückgewonnen oder kontrolliert behandelt werden muss. Siehe Lenntechs Überblick zum Ionenaustausch.
Umkehrosmose oder Nanofiltration: Membranen können gelöste Selen-Oxyanionen vom Produktwasser abtrennen; dies hängt von der Zusammensetzung des Zulaufwassers und der Wahl der Membran ab. Eine Vorbehandlung kann erforderlich sein. Das Selen gelangt dabei in ein Konzentrat, das entsprechend gehandhabt werden muss. Siehe Umkehrosmose.
Biologische Reduktion: Unter geeigneten Abwasserbedingungen können Mikroorganismen Selenat oder Selenit zu schwerer löslichem elementarem Selen reduzieren. Die entstehenden Partikel und die Biomasse müssen anschließend abgetrennt und entsprechend behandelt werden; die Leistung hängt von der Wasserchemie und dem Betrieb des Reaktors ab.
Chemische Reduktion und kombinierte Behandlung: Reduktion, Koagulation, Fällung und Filtration können bei schwierig zu behandelnden Wasserströmen kombiniert werden. Die Reihenfolge der Schritte und der Umgang mit den Reststoffen sollten anhand von Untersuchungen des tatsächlich zu behandelnden Wassers festgelegt werden.

Dies sind allgemeine Möglichkeiten, keine Auslegungsempfehlung für eine bestimmte Wasserquelle. Die Auswahl beginnt mit der Analyse von Gesamt- und gelöstem Selen, gegebenenfalls der Selenspezies sowie von pH-Wert, Redoxbedingungen, Sulfat, Eisen, Salzgehalt und Schwebstoffen.

Zuletzt überprüft am 31. Oktober 2026 von Lenntech.