Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Klimawandel wird die Anreicherung von DDT in der Arktis verstärken

13.03.2015

Max-Planck-Forscher zeigen, wie sich langlebige Schadstoffe zukünftig in der Arktis anreichern.

Viele organische Schadstoffe, die in industriellen und technischen Prozessen entstehen, sind langlebig und werden in der Natur nicht abgebaut. Das kann dazu führen, dass sie selbst in entlegenen Regionen der Erde eine Gefahr für Umwelt und Lebewesen sein können. Zu solchen Schadstoffen gehören das Insektizid Dichlordiphenyltrichlorethan und die polychlorierten Biphenyle – besser bekannt unter den Kürzeln DDT beziehungsweise PCB.


Eisberg in Nordost-Grönland.

Martha de Jong-Lantink, Flickr, Creative Commons

Diese Moleküle sind mittelflüchtig. Das bedeutet, dass sie bei Raumtemperatur überwiegend gasförmig, bei niedrigen Temperaturen kondensiert vorliegen, dann aber wieder verdunsten können. Wie sie sich in der Umwelt verbreiten, hängt daher maßgeblich von meteorologischen Faktoren wie Wind, Temperatur und Niederschlag ab. In abgelegene Regionen wie der Arktis gelangen diese Stoffe hauptsächlich über Luftströmungen – und sind dort besonders langlebig.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie und der Universitäten Hamburg und Cambridge haben jetzt untersucht, welche Bedeutung Klimaveränderungen, die in der Arktis besonders rasch vonstatten gehen, für das Zirkulieren dieser Stoffe haben. Für ihre Analysen wählte die Forschergruppe um Gerhard Lammel vom Mainzer Institut drei langlebige Stoffe aus, die weltweit in großen Mengen produziert wurden: DDT, PCB 153 und PCB 28.

DDT war bis in die 1970er Jahre das meistverwendete Insektizid, wurde dann aber in den meisten Ländern der Erde aufgrund seiner hormonähnlichen Wirkung verboten. PCBs wurden vielfach als Weichmacher in Kunststoffen und als Isoliermittel beispielsweise in Transformatoren verwendet. Da sie krebserregend sind, wurden sie in den 1980er Jahren verboten. Alle drei Moleküle sind gut fettlöslich und lagern sich daher in menschlichem und tierischem Gewebe an.

Mit Hilfe eines globalen gekoppelten Atmosphären-Ozean-Modells simulierten die Forscher die arktischen Strömungsbedingungen der Zukunft. Ausgehend von der Verteilung der Emissionen seit Beginn der industriellen Produktion um 1950 und der Annahme künftiger, noch zu erwartender Restemissionen sowie des künftigen Klimas errechnete das Modell, welche Schadstoffflüsse zum Ende diesen Jahrhunderts über den Polarkreis strömen werden.

Die Ergebnisse überraschten die Forscher: Aus Messungen weiß man, dass seit den Schadstoff-Spitzenemissionen im letzten Jahrhundert immer weniger DDT- und PCB-Moleküle in der Arktis ankommen. Laut den Vorhersagen wird sich dieser Trend bei DDT um das Jahr 2075 jedoch wieder umkehren und mehr DDT in die Arktis gelangen.

Dieser Effekt wird durch den Klimawandel zusätzlich verstärkt. PCBs hingegen werden voraussichtlich nicht wieder verstärkt über den Polarkreis nordwärts strömen, allerdings wird sich die Rate, mit der sich die Ströme abschwächen, reduzieren. Die Ursache für dieses unterschiedliche Verhalten der Stoffe liegt in erster Linie in den Prozessen begründet, über die sich die einzelnen Chemikalien zwischen Eis, Böden, Wasser und Luft verteilen.

Die Modellberechnungen lieferten noch ein anderes wichtiges Ergebnis. Wissenschaftler können nun erklären, warum die Konzentration der langlebigen Schadstoffe in der Atmosphäre über Spitzbergen mit der so genannten arktischen Oszillation korreliert, während dies über Grönland nicht der Fall ist. Die arktische Oszillation ist eine regelmäßige Schwingung der Atmosphäre über der Arktis und erzeugt Luftdruckgegensätze. Sie entsteht durch große Temperaturunterschiede zwischen der Polarregion und den gemäßigten mittleren Breiten.

Schadstoffflüsse von Europa, die positiv mit der arktischen Oszillation korrelieren, halten die Konzentrationen über Spitzbergen aufrecht. Die Schadstoffmengen über Grönland hingegen fließen über den kanadischen Archipel ab, wo die Luftströmungen mit der Atmosphärenoszillation in umgekehrter Beziehung zueinander stehen.

In zukünftigen Studien werden die Forscher weitere Stoffe auf ihre großskalige Verteilung hin untersuchen, darunter Endosulfan. Endosulfan ist ein Insektizid, das DDT seit den 1970er Jahren ersetzte, obwohl es ebenfalls schwer abbaubar und umweltproblematisch ist. Seine Verwendung wurde erst 2013 stark eingeschränkt. (SB)

Originalpublikation:
Mega Octaviani, Irene Stemmler, Gerhard Lammel, and Hans F. Graf, Atmospheric Transport of Persistent Organic Pollutants to and from the Arctic under Present-Day and Future Climate, Environmental Science and Technology, DOI: 10.1021/es505636g, 2015

Kontakt:
Prof. Dr. Gerhard Lammel
Max-Planck-Institut für Chemie
Telefon: 06131-3054055
Email: g.lammel@mpic.de

Dr. Susanne Benner | Max-Planck-Institut für Chemie
Weitere Informationen:
http://www.mpic.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Unterschiedliche Erwärmung von Arktis und Antarktis: Forscher sieht Höhenunterschied als Ursache
18.05.2017 | Universität Leipzig

nachricht Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Bewohner der Arktis aus?
18.05.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie