Der gegenwärtige Blei- und Spurenelementeintrag in süddeutsche ombrotrophe Moore, seine natürliche und anthropogene Komponente und räumliche Variabilität
Final Report Abstract
Unser Ziel war es, die räumliche und zeitliche Variabilität der atmosphärischen Bleideposition und der anderer Spurenelemente innerhalb eines Moores aufzudecken sowie die Unterschiede zwischen Mooren zweier Regionen Süddeutschlands zu bestimmen. Um dies zu erreichen, bestimmten wir die Gehalte verschiedenster Spurenelemente sowie die Aktivität des radioaktiven Pb- Isotops 210Pb und die Verhältnisse der stabilen Isotope 206Pb/207Pb sowie 208Pb/206Pb in vier verschiedenen Mooren. Dies waren das Wildseemoor (WI) und das Hohlohseemoor (HO) im Nordschwarzwald (NBF) sowie das Gschwender Filz (GS) und das Kläperfilz (KL) in Oberbayern (OB). Die Pb Konzentrationen waren in den Torfmoosen der Nordschwarzwälder Moore nahezu doppelt so hoch wie in den oberbayerischen Sphagnum-Moosen und bestätigen damit verschiedenste Untersuchungen in der Vergangenheit, die alle erhöhte Pb-Werte für den NBF im Vergleich zu OB aufzeigen. Trotz deutlich gesunkener Pb-Gehalte in den letzten Jahrzehnten, sind die Pb Konzentrationen in den Torfmoosen heutzutage immer noch ungefähr um einen Faktor von 10 höher als die natürliche Hintergrundkonzentration. Für die weiteren noch untersuchten Spurenlemente gilt, dass vor allem Schwermetalle wie Ag, Cd, Sb aber auch Bi, Cu, Mo, Pb, Rb und Tl im Vergleich zur Erdkruste in den untersuchten Moosen stark angereichert sind. Für keines der untersuchten Elemente konnte aber ein „Verdünnungseffekt“ (geringere Konzentrationen) bei hochproduktiven Moosen nachgewiesen werden. Daraus ergibt sich das sicher wichtigste Einzelresultat unserer Studie, das für die historische Rekonstruktionen der atmosphärischen Deposition anhand von Torfbohrkern sowie für Studien der jetzigen atmosphärischen Deposition gleichermaßen von Bedeutung sein wird. Produktive Moose scheinen in der Lage zu sein, mehr Partikel an ihre Oberfläche zu binden, als weniger produktive Moose. Die Akkumulationrate der Torfmoose spiegelt also die Menge an Partikel wieder, die die Pflanzen in einem bestimmten Zeitraum zu akkumulieren imstande war und nicht notwendigerweise die regionale atmosphärische Depositionsrate. Trotz der deutlichen Variation der minimal und maximal ermittelten Akkumulationsraten der Torfmoose innerhalb eines Moores (bis nahezu 8-fach für Pb), scheinen die Mediane der Akkumulationsraten eines Moores sehr gut die heutige regionale atmosphärische Depositon von Spurenlementen widerzuspiegeln (Vergleich mit EMEP und MAPESI Daten). Ein Vergleich der heutigen Pb Akkumulationsraten der Torfmoose mit der natürlichen Hintergrund Pb-Depositionsrate vor tausenden von Jahren zeigt, dass diese heute immer noch 20-80-fach erhöht sind. Die Mediane der 210Pb Aktivität der Moose aus dem NBF waren nur leicht erhöht im Vergleich mit den Moosen aus Oberbayern. Die 210Pb Akkumulationsrate zeigte dagegen wieder die starke Abhängigkeit der Akkumulationsrate von der Produktionsrate der Moose und war deshalb in den Moosen Oberbayerns nur halb so hoch wie in den Moosen des Nordschwarzwaldes. Wir haben deshalb ein einfaches Depositionsmodell (closed system deposition model) aufgestellt in dem der Gehalt an 210Pb unabhängig von der Produktionsrate berechnet werden kann. Im Gegensatz zu den Unterschieden in der 210Pb-Akkumulationsrate der beiden untersuchten Regionen variierten die Verhältnisse von 206Pb/207Pb innerhalb der Moore des NBF und OB erstaunlich wenig. Der ermittelte Wert des 206Pb/207Pb Verhältnisses ist noch deutlich gegenüber dem ursprünglichen Verhältnis präanthropogener Aerosole erniedrigt. Zudem zeigt die Übereinstimmung der Mediane der 206Pb/207Pb und 208Pb/206Pb Verhältnisse, dass beide untersuchten Regionen von der gleichen Quelle (und Zusammensetzung) von natürlichem und anthropogenem Blei beeinflusst werden. Ein Vergleich der Probenentnahmen nach einem Jahr Exposition (2008) und nach zwei Jahren Exposition (2008 und 2009) ergab, dass die Mediane der Elementkonzentrationen aber auch der 206Pb/207Pb sowie 208Pb/206Pb Verhältnisse der jeweiligen Moore sehr gut übereinstimmen.
Publications
- Atmospheric Pb and Ti Accumulation Rates from Sphagnum Moss: Dependence upon Plant Productivity. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 5509–5515
H. Kempter, M. Krachler und W. Shotyk
