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Sonntag, 24.09.2017
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Atmosphäre: noch nicht bleifrei

Arktisschnee zeigt globale Verunreinigung der Atmosphäre

Auch wenn inzwischen viele Autos mit bleifreiem Benzin fahren – noch immer ist das giftige Schwermetall reichlich in der Atmosphäre zu finden. Sogar in der scheinbar unberührten Natur der Arktis, wie Umweltchemiker jetzt feststellen mussten. Hauptquelle des Bleis: industrielle Emissionen aus Europa und Asien.
Eisberg in der Arktis

Eisberg in der Arktis

Blei-Messungen von Schnee- und Eisproben aus einer entlegenen Gegend in der kanadischen Hocharktis zeigen selbst in den jüngsten Proben erhöhte Beliwerte. 95 Prozent bis 99 Prozent des Bleis stammen dabei immer noch aus industriellen Quellen. Der Haupteintrag dieses Bleis findet in den Wintermonaten statt, wenn die Luftmassen aus Eurasien (Nordeuropa und Nordasien) in die Arktis kommen. Das haben neue Studien des Instituts für Umwelt- Geochemie der Universität Heidelberg und des Geological Survey of Canada herausgefunden.

Handarbeit bei arktischer Kälte


Dreitausendfünfhundert Kilometer nördlich der kanadischen Hauptstadt Ottawa stand James Zheng vom Geological Survey of Canada (GSC) auf der Spitze eines Gletschers auf 1.800 Metern Höhe über dem Meeresspiegel und machte sich an die Arbeit, um manuell eine fünf Meter tiefe Schneegrube auszuheben.

James Zheng befand sich bei Außentemperaturen von weit unter null Grad auf Devon Island in der kanadischen Hocharktis; er trug jedoch Spezialkleidung, die üblicherweise in "sauberen" Labors bei der Herstellung elektronischer Teile und von Arzneimitteln getragen wird. Mit einer Plastikschaufel und Probenbeuteln, die sorgfältig in hochreinen Säuren gereinigt worden waren, sammelte er die jüngsten Schichten frischen arktischen Schnees ohne sichtbare Verunreinigung ein, um sie an die Universität Heidelberg zu bringen, wo sie auf Spurenmetalle analysiert wurden.


Eiswürfel im Gletscher


Am Institut für Umwelt-Geochemie der Universität Heidelberg ist Michael Krachler verantwortlich für das Reinluftlabor, das eines der saubersten Labors dieser Art ist. Es erlaubt die Messung von Spurenmetallen bis zu den weltweit niedrigsten Nachweisgrenzen. Die von ihm erzielte untere Nachweisgrenze von Blei von 60 Femtogramm pro Gramm entspricht ungefähr dem Vergleich mit einem Eiswürfel, der aus einem Gletscher mit einem Gewicht von hundert Millionen Tonnen entnommen wurde.

Scandium und Blei Vergleich enthüllt Quellen


Entscheidend für die aktuellen Messungen: Krachler kann in seiem Labor auch Scandium analysieren, ein seltenes Metall, das nie zuvor in polarem Eis bestimmt wurde. Da es keine industriellen Verwendungszwecke von Scandium gibt und das gesamte im Schnee vorkommende Scandium ausschließlich aus atmosphärischen Bodenstaubpartikeln stammt, gibt der Vergleich mit den Bleiwerten Aufschluss über dessen industriellen Anteil.

Die Ergebnisse: Obgleich das natürliche Verhältnis von Blei zu Scandium in Bodenstaubpartikeln 1:1 beträgt, enthalten die jüngsten Schneeproben üblicherweise 100 Mal mehr Blei als Scandium. Diese Ergebnisse, die vor kurzem in Geophysical Research Letters veröffentlicht wurden, zeigen eindeutig, dass 95 bis 99 Prozent des Bleis in der Luft dieser abgelegenen Gegend der Welt immer noch industriellen Ursprungs ist.

Winterluft bringt Blei in den Norden


Das untersuchte Schneeprofil stellt ungefähr zehn Jahre Schneebildung dar, wobei Sommer- und Winterschichten deutlich voneinander unterschieden werden können.
Durch die äußerst sorgfältige Entnahme der Proben Schicht für Schicht haben die Wissenschaftler herausgefunden, dass Bleikonzentrationen in den Wintermonaten weitaus größer sind, wenn die Luftmassen hauptsächlich aus Eurasien (Nordeuropa und Nordasien) zugeführt werden. Im Unterschied dazu enthalten Schneeschichten aus den Sommermonaten, wenn die Luftmassen in diese Gegend der Arktis hauptsächlich in Kanada ihren Ursprung haben, sehr viel weniger Blei.

Bleifreies Benzin allein reicht nicht


Analysen eines 65 Meter tiefen Eisbohrkerns von demselben Gletscher, der die Schneebildung seit 1842 darstellt, zeigen, dass es in der Arktis eine umfassende Verschmutzung der Erdatmosphäre mit Blei sogar vor dem Beginn der Nutzung von verbleitem Benzin gab. Wenngleich die Proben aus den letzten Jahrzehnten eine Abnahme von Bleikonzentrationen zeigen, die darauf zurückzuführen ist, dass verbleites Benzin in den USA und Kanada sowie in Westeuropa und Japan nicht mehr verwendet wird, hat dieser Rückgang im Vergleich zu den natürlichen Werten auf einem sehr hohen Niveau stattgefunden.

Der Verzicht auf Benzinadditive war nach Ansicht der Forscher zwar positiv und erfolgreich, doch diese Maßnahme allein werde nicht das globale Umweltproblem der Bleibelastung lösen. Weitere Anstrengungen seien immer noch erforderlich zur weiteren Reduzierung der weltweiten Blei-Emissionen in die Atmosphäre.
(Universität Heidelberg, 29.11.2005 - NPO)
 
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