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25.01.2018

GAW: Schwermetalle im Niederschlag

Das Global Atmosphere Watch (GAW)-Programm ist ein weltweites Überwachungsprogramm der Weltorganisation für Meteorologie (WMO). Es ist langfristig angelegt und verfolgt das Ziel, Informationen über die Hintergrundbelastung der Atmosphäre mit Luftverunreinigungen und anderen Spurenstoffen zu gewinnen.

Auch der Deutsche Wetterdienst (DWD) und das Umweltbundesamt (UBA) sind daran beteiligt. Das Observatorium Hohenpeißenberg bildet zusammen mit dem Schneefernerhaus/Zugspitze eine sogenannte Globalstation im GAW-Programm. Das Observatorium Hohenpeißenberg gibt monatlich einen GAW Brief heraus, in dem die Ergebnisse aktueller Untersuchungen geschildert werden.

Schwermetalle im Niederschlag

Im GAW Brief von Januar 2018 wird zum Beispiel über die Ergebnisse der routinemäßig ermittelten Schwermetalldepositonen seit 1995 berichtet.

Typische Quellen für Schwermetalle in der Atmosphäre sind der Straßenverkehr (Antimon, Blei, Kupfer, Molybdän, Wismut) sowie die Emissionen von Energieerzeugern und Industrieanlagen (Arsen, Cadmium, Chrom, Nickel, Zink) aber auch der privaten Haushalte. Natürliche Quellen sind beispielsweise Ferntransporte von Saharastaub, welcher häufig hohe Eisenoxidkonzentrationen aufweist. Aufgewirbeltes oder durch Abrieb erzeugtes Krustenmaterial ist eine typische Quelle für Eisen und Aluminium.

Aufgrund der toxischen Wirkung vieler Schwermetalle ist eine Überwachung dieser Stoffeinträge zum Schutz von Mensch und Umwelt nötig. Die routinemäßige Bestimmung der Schwermetalldeposition erfolgt in Bayern durch das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) an mehreren Standorten in ländlicher Umgebung sowie am Meteorologischen Observatorium Hohenpeißenberg (MOHp). Hier werden im Rahmen des GAW Messprogramms seit dem Jahr 1995 ununterbrochen Regenproben auf Tages- bzw Wochenbasis auf wasserlösliche Ionen nasschemisch untersucht.

GAW-Labor am Hohenpeißenberg 
Quelle: Deutscher Wetterdienst GAW-Labor am Hohenpeißenberg GAW-Labor am Observatorium Hohenpeißenberg Quelle: Deutscher Wetterdienst

Das Verfahren erlaubt u.a. die Bestimmung der Konzentration folgender Metalle in den Regenproben des Observatoriums: Aluminium, Antimon, Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Eisen, Kobalt, Kupfer, Mangan, Molybdän, Nickel, Titan, Vanadium, Wismut und Zink. Die Messungen von Molybdän begannen im Jahr 2002, Wismut und Titan werden seit 2004 bestimmt. Für alle anderen Spurenstoffe reichen die Messungen bis 1995 zurück.

Überwiegend Abnahme der Spurenstoffe

Die Regenproben des Observatoriums sowie die Bergerhoff-Depositionsproben an den Standorten des LfU zeigen überwiegend Abnahmen der genannten Spurenstoffe im Untersuchungszeitraum. Hier wirken sich nationale wie internationale Regularien zur Reinhaltung der Luft positiv auf die Schadstoffkonzentrationen aus. Dies steht im Einklang mit den Messungen des Observatoriums, welche ebenfalls eine abnehmende Tendenz der Partikelmasse aufweisen. Ein genauerer Blick zeigt, dass die Deposition vieler Spurenstoffe bis etwa zum Jahr 2010 hin abnimmt, danach jedoch auf niedrigem Niveau verharrt oder sogar leichte Zunahmen zeigt.

Das in Bremsbelägen verwendete Antimon hat Blei als ehemaligen Indikator für die Verkehrsbelastung abgelöst. Aufgrund seiner Toxizität wird Antimon heute jedoch in erheblich geringerem Maße eingesetzt, was zu abnehmenden Werten in den Proben führt.

Abweichungen zwischen den Messungen am DWD-Standort und den LfU-Standorten zeigen sich bei Eisen, Nickel und Mangan. Diese können für Eisen und Mangan plausibel über die unterschiedliche Sammelmethodik und die Höhenlage des Observatoriums erklärt werden. Zur Klärung der möglichen Ursachen für die unterschieldichen Messergebnisse bei Nickel sind weitere Untersuchungen nötig.

Mehr zum GAW-Programm auf den Seiten des DWD

Zu den GAW-Briefen auf den Seiten des DWD


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