Schwermetalldepositionen

Bei den Schwermetallen Blei, Cadmium und Quecksilber ist ein Rückgang der atmosphärischen Einträge (Deposition) zu verzeichnen. Modellrechnungen zeigen: In Deutschland liegen die Schwermetalleinträge aus der Atmosphäre im ländlichen Hintergrund im Jahr 2020 im Bereich von 0,149 – 0,428 kg Blei pro km², 5,7 – 15,1 g Cadmium pro km² und 3,7 – 10,1 g Quecksilber pro km².

Inhaltsverzeichnis

 

Herkunft der Schwermetalle

Die Schwermetalle Blei (Pb), Cadmium (Cd) und Quecksilber (Hg) sind gekennzeichnet durch Toxizität und chemische Stabilität. Diese Eigenschaften führen dazu, dass sich diese Stoffe in der Umwelt anreichern, Schäden an Ökosystemen verursachen und auch schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zeigen können.

Sie werden in erheblichem Umfang ⁠anthropogen⁠ (durch menschliche Tätigkeiten) in die ⁠Atmosphäre⁠ ausgestoßen/abgegeben. In der Atmosphäre können sie weiträumig und grenzüberschreitend transportiert werden. Durch Depositionsvorgänge (Ablagerung) gelangen sie aus der Atmosphäre auch in andere Umweltmedien.

Ein erheblicher Teil der Schwermetalle gelangt aber auch durch erneute Freisetzung bereits früher deponierter Mengen in die Atmosphäre. Es finden somit eine Resuspension (Blei, Cadmium) und Reemission (Quecksilber) statt.

In Deutschland sind im Zeitraum 1990 bis 2020 rückläufige Schwermetall-Emissionen zu beobachten. Dies zeigt sich auch in den gemessenen und modellierten Depositionsdaten.

Im Rahmen des europäischen Überwachungsprogramms EMEP wird mittels atmosphärischer Chemie-Transportmodelle die gesamte Ablagerung (nasse und trockene ⁠Deposition⁠) ausgewählter Schwermetalle flächendeckend für die EMEP-Region (Europa und Zentralasien) berechnet. Die Daten der Modellrechnungen werden in jährlichen Berichten durch das Meteorological Synthesizing Centre - East (MSC-E) veröffentlicht.

Auf dem Foto sieht man links die UBA-Luftmessstation Zingst und rechts Probenahme-Einrichtungen für die Bestimmung der nassen Deposition von Schwermetallen (Depositionssammler).
Messung der Schwermetalldeposition an der UBA-Luftmessstation Zingst
Quelle: Hans-Udo Teuerkauf / Umweltbundesamt
 

Gesamtdepositionen von Blei

Die höchsten modellierten Blei-Gesamtdepositionen in Europa lagen in 2020 im Bereich von 0,8 bis 2,0 kg Pb/km², hauptsächlich in Regionen mit hoher ⁠Emission⁠, wie unter anderem auch Westdeutschland. Innerhalb Deutschlands traten die niedrigsten Pb-Depositionen (< 0,5 kg Pb/km²) vorwiegend im Norden und in der Mitte sowie am Alpenrand auf (siehe Karte „Modellierte Gesamtdepositionen von Blei, Cadmium, Quecksilber in der EMEP-Region, 2022“).

Die Karten zeigen: die höchsten Schwermetalldepositionen in Europa finden sich unter anderem in Polen, Westdeutschland (NRW) bzw. Norditalien, die niedrigsten Schwermetalldepositionen wurden für Nord-Skandinavien und Nord-Russland berechnet.
Karte: Modellierte Gesamtdepositionen von Blei, Cadmium, Quecksilber in der EMEP-Region, 2022
Quelle: EMEP Karte als PDF
 

Gesamtdepositionen von Cadmium

Die Cadmium-Gesamtdepositionen in der EMEP Region variieren im Bereich von 5 bis 60 g Cd/km². In Deutschland traten die höchsten Cd-Depositionen (z. T. > 60 g Cd/km²) in Westdeutschland (NRW), die niedrigsten Cd-Depositionen (z. T. < 15 g Cd/km²) vorwiegend in Teilen Nord-, Süd und Mitteldeutschlands (MV, TH, BY) auf (siehe Karte „Modellierte Gesamtdepositionen von Blei, Cadmium, Quecksilber in der EMEP-Region, 2022").

 

Gesamtdepositionen von Quecksilber

Die Quecksilber (Hg)-Gesamtdepositionen im EMEP Gebiet lagen in 2020 größtenteils im Bereich von bis zu 25 g Hg/km² mit einzelnen Hotspots im Osten Europas. Die höchsten Hg-Depositionen in Deutschland traten großräumig in Westdeutschland (NRW), die niedrigsten Hg-Depositionen (< 10 g Hg/km²) großräumig vorwiegend in der Mitte Süd- und Norddeutschlands (siehe Karte Modellierte Gesamtdepositionen von Blei, Cadmium, Quecksilber in der EMEP-Region, 2022).

 

Messungen des Luftmessnetzes des Umweltbundesamtes

Schwermetalldepositionen werden auch im Luftmessnetz des Umweltbundesamtes (⁠UBA⁠) bestimmt. Dabei wird die nasse ⁠Deposition⁠ erfasst, d. h. die mit Regen und Schnee eingetragenen Schwermetalle. Die nasse Deposition trägt ca. ¾ zur Gesamtdeposition bei.

Die „EBAS“ Datenbank enthält unter anderem auch Schwermetalldepositions-Daten aller deutschen Messstationen. Die nassen Schwermetalldepositionen an sechs UBA-Luftmessstationen im Jahr 2021 sind in der Tabelle „Nasse Jahresdepositionssummen von Schwermetallen und Halbmetallen im Luftmessnetz des Umweltbundesamtes 2021“ zusammengefasst. Die nassen Depositionen von Blei (0,19 bis 0,51 kg/km²), Cadmium (8,0 bis 17 g/km²) und Quecksilber (2,8 bis 8,3 g/km²) liegen meist unter den mit dem EMEP-Modell für Deutschland berechneten Gesamtdepositionen, welche zusätzlich die trockenen Depositionen beinhalten.

Die Tabelle zeigt die nassen Jahresdepositionssummen von Schwermetallen und Halbmetallen an sechs UBA-Messstationen im Jahr 2021.
Tab: Nasse Jahresdepositionssummen von Schwermetallen und Halbmetallen im Luftmessnetz
Quelle: Luftmessnetz des Umweltbundesamtes Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung
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 deposition  Schwermetalleintrag  Modellierung  Monitoring  UBA-Luftmessnetz  Blei  Cadmium  Quecksilber  EMEP