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 Der Januskopf des südasiatischen Monsuns
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Was das Eis der West-Antarktis vor 10.000 Jahren gerettet hat, wird ihr heute nicht helfen
14.06.2018 | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord

Stellarator-Rekord für Fusionsprodukt / Erste Bestätigung für Optimierung

Höhere Temperaturen und Dichten des Plasmas, längere Pulse und den weltweiten Stellarator-Rekord für das Fusionsprodukt hat Wendelstein 7-X in der...

Im Focus: Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

Bei der Entwicklung innovativer Superrechner-Architekturen ist Europa dabei, die Führung zu übernehmen. Leuchtendes Beispiel hierfür ist der neue Höchstleistungsrechner, der in diesen Tagen am Jülicher Supercomputing Centre (JSC) an den Start geht. JUWELS ist ein Meilenstein hin zu einer neuen Generation von hochflexiblen modularen Supercomputern, die auf ein erweitertes Aufgabenspektrum abzielen – von Big-Data-Anwendungen bis hin zu rechenaufwändigen Simulationen. Allein mit seinem ersten Modul qualifizierte er sich als Nummer 1 der deutschen Rechner für die TOP500-Liste der schnellsten Computer der Welt, die heute erschienen ist.

Das System wird im Rahmen des von Bund und Sitzländern getragenen Gauß Centre for Supercomputing finanziert und eingesetzt.

Im Focus: Superconducting vortices quantize ordinary metal

Russian researchers together with their French colleagues discovered that a genuine feature of superconductors -- quantum Abrikosov vortices of supercurrent -- can also exist in an ordinary nonsuperconducting metal put into contact with a superconductor. The observation of these vortices provides direct evidence of induced quantum coherence. The pioneering experimental observation was supported by a first-ever numerical model that describes the induced vortices in finer detail.

These fundamental results, published in the journal Nature Communications, enable a better understanding and description of the processes occurring at the...

Im Focus: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungen

Wheat Initiative holt Weizenforscher aus aller Welt an einen Tisch

25.06.2018 | Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wendelstein 7-X erreicht Weltrekord

25.06.2018 | Physik Astronomie

Schnell und innovativ: Jülicher Superrechner ist eine Neuentwicklung aus Europa

25.06.2018 | Informationstechnologie

Leuchtfeuer in der Produktion

25.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics