Umwelt 23.02.2001, 17:28 Uhr

Quecksilber im Eis

Aus Industrie und natürlichen Quellen gelangen jährlich einige Tausend Tonnen Quecksilber in die Luft. Messungen an der deutschen Neumayer-Forschungsstation in der Antarktis haben gezeigt, dass erhebliche Mengen davon im Eis deponiert werden.

Quecksilber stieg schon immer mit vulkanischen Dämpfen in die Atmosphäre auf, doch mittlerweile schlagen industrielle Emissionen weitaus stärker zu Buche. Sie sind schätzungsweise viermal so hoch wie der Beitrag aus natürlichen Quellen. Am wichtigsten ist die Kohleverbrennung, bei der mit jeder Tonne verbrannter Kohle rund 1 g Quecksilber emittiert wird. Weltweit summiert sich das auf 2000 t bis 3000 t pro Jahr. Die Müllverbrennung und die Chlor/Alkali-Elektrolyse steuern nochmals gut 1000 t bei. Das Quecksilber wird größtenteils in elementarer Form freigesetzt. In diesem Zustand ist es kaum wasserlöslich und chemisch inaktiv, daher verbleibt es mehr als ein Jahr in der Atmosphäre und kann sich weltweit verteilen.
Wissenschaftler des GKSS-Forschungszentrum Geesthacht konnten nun nachweisen, dass in der Antarktis erhebliche Mengen Quecksilber deponiert werden. Der Chemiker Christian Temme hat im Januar 2000 an der Neumayer-Station, die ganzjährig von Polarforschern des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven besetzt ist, ein Gerät für präzise, zeitlich hoch aufgelöste Messungen der atmosphärischen Quecksilberkonzentration installiert. Dafür wird eine genau dosierte Luftmenge durch ein Röhrchen gesaugt, das mit feinen Goldkörnern beschichtet ist. An ihnen bleiben noch winzige Spuren von Quecksilber haften und bilden ein Amalgan. anschließend werden sie durch Erhitzen wieder verdampft und mittels Atom-Fluoreszenz-Spektroskopie nachgewiesen.
Das größte Problem bei den Messungen waren nicht Minusgrade bis 43,5 °C unter Null, sondern der feine Driftschnee. „Anfangs befürchtete ich, er könne die Ansaugleitungen für die Luftproben verstopfen“, erinnert sich Dr. Astrid Loewe vom AWI. Doch dank besonderer Schutzvorrichtungen konnten die Schwierigkeiten gemeistert werden.
Eine erste Auswertung der Daten zeigt, dass die Luft in der Antarktis geringer mit Quecksilber belastet ist als in der Arktis. Während es dort durchschnittlich 1,6 ng/m3 bis 1,7 ng/m3 sind, waren es an der Neumayer-Station 1,2 ng/m3 bis 1,3 ng/m3. Mitte August, im südpolaren Frühling, ging die Konzentration an einigen Tagen jedoch bis unter die Nachweisgrenze der Geräte zurück. „Das bedeutet nicht, dass plötzlich weniger Quecksilber in die Antarktis gelangt wäre, sondern dass es aus der Luft entfernt wurde“, erläutert Temme. Auf den gleichen Effekt waren kanadische Forscher bereits Mitte der 90er Jahre im hohen Norden ihres Landes gestoßen.
Die Vorgänge werden noch nicht in allen Einzelheiten verstanden, aber eine entscheidende Rolle spielen offenbar Chlor- und Bromverbindungen, die nach der langen Polarnacht mit zunehmender Sonneneinstrahlung aus dem Meereis freigesetzt werden und über eine Zwischenreaktion mit Ozon das elementare Quecksilber zu zweiwertigem Quecksilber oxidieren. Dieses Ion ist wesentlich reaktionsfreudiger und lagert sich an andere Partikel an, mit denen es dann zu Boden sinkt. „Wir schätzen, dass sich auf diese Weise von August bis November etwa 40 t Quecksilber auf dem gesamten Gebiet der Antarktis niederschlagen“, sagt GKSS-Experte Dr. Ralf Ebinghaus.
Zusätzliche Messungen an Bord des AWI-Forschungsflugzeugs POLAR 4 haben gezeigt, dass der Quecksilbergehalt der Luft bis in 4000 m Höhe gleich bleibt. Mit diesen Daten können die GKSS-Forscher ihre Modelle über die Ausbreitung von Quecksilber in der Atmosphäre weiter verbessern. HANS DIETER SAUER

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.Quecksilber in der Nahrungskette

Giftiges Methylquecksilber im Fisch

Die Luftbelastung mit Quecksilber in den Polarregionen stellt an sich noch keine Gesundheitsgefährdung für den Menschen dar. Doch nach der Deposition bilden Bakterien das besonders giftige Methylquecksilber, das sich in der marinen Nahrungskette vom Plankton bis zum Fisch bis zehnmillionenfach anreichern kann. Besonders für Eskimos und Indianer, die sich stark von Fisch ernähren, entsteht dadurch das Risiko von Langzeitschäden. Vor allem könnte es zur Schädigung von Embryos im Mutterleib kommen. Durch Einrichtung von Messstellen nördlich des Polarkreises in Kanada, Alaska, Norwegen und demnächst auch in Russland wollen die Anrainerstaaten der Arktis ein genaueres Bild davon gewinnen, wie viel Quecksilber in die Region gelangt. hds

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