Marine Quecksilberemissionen: Messungen im Atlantik und Prozesstudien im Labor
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Auf zwei Schnitten mit dem F/S „Polarstern“ zwischen Europa und Südafrika im November 2008 und zwischen Südamerika und Europa im April und Mai 2009 wurden hochauflösende Messungen von elementarem Quecksilber (Hg0) im Oberflächenwasser und der Atmosphäre durchgeführt. In der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ) wurde auf beiden Fahrten eine starke Anreicherung von Hg0 im Oberflächenwasser gemessen. Die Kombination von einer hohen Quecksilberumwandlungsrate verbunden mit niedrigen Windgeschwindigkeiten und damit einem verminderten Wasser-Luft Gasaustausch schien die Anreicherung von Hg0 in dem Gebiet verursacht zu haben. Bedeutende Hg0 Emission der Tropen ergaben sich nur auf einer monatlichen Skala, die Phasen mit erhöhten Windgeschwindigkeiten einschloss. Die deutlich niedrigere Konzentration von Gesamt-Quecksilber in den Tropen im Mai gegenüber der im November gemessenen Konzentration könnte demnach durch Umwandlung und Emission verursacht worden sein. Für die mittleren Breiten ergaben sich kräftige Emissionen nur im Herbst, also im November in der Nord- und im Mai in der Südhemisphäre. Umgekehrt waren die Hg0 Emission sowohl im Nord- als auch im Südfrühjahr unbedeutend. Dies zeigt das unvollständige Verständnis der im GEOS-Chem Atmosphären-Ozean-Modell vorausgesetzten Mechanismen der Quecksilberumwandlung, die ein Maximum der Hg0-Flüsse im Mai für die Nordhemisphäre erwarten ließen. Die Bilanz zwischen der Quecksilberabgabe des Oberflächenwassers durch Emission und dem Abtransport durch sinkende Partikel und der Nachlieferung durch Nass- und Trockendeposition war insgesamt relativ ausgewogen für den betrachteten Zeitraum von zwei Monaten (November und Mai).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2009. An elemental mercury diffusion coefficient for natural waters determined by molecular dynamics simulation. Environmental Science & Technology, 43(9): 3183-3186
Kuss, J., Holzmann, J. and Ludwig, R.
- 2009. Regional variability of the elemental mercury sea-air exchange in the Atlantic Ocean, 9th International Conference on mercury as a global pollutant. Institute of Geochemistry Chinese Academy of Science, Guiyang, China. 7th-12th June 2009
Kuss, J. and Schneider, B.
- Estimating elemental mercury emissions from the sea surface by high-resolution measurements, in Society of Environmental Toxicology and Chemistry - SETAC Europe 20th Annual Meeting. 2010: Seville, Spain. 23 - 27 May 2010
Kuss, J.
