Studie: Wie Bleiemissionen den Arktischen Ozean belasten.<\/p>\n\n\n\n
Der Arktische Ozean galt lange Zeit als entlegener und nahezu unber\u00fchrter Raum. Doch Messungen zeichnen ein anderes Bild: Das Nordpolarmeer nimmt einen gro\u00dfen Teil des vom Menschen in Umlauf gebrachten Bleis aus dem Nordatlantik auf. An einigen Stellen ist die Konzentration des giftigen Schwermetalls im Meeresboden so hoch, dass bodenlebende Organismen gesch\u00e4digt werden k\u00f6nnten. Der Klimawandel und der damit einhergehende Verlust des Meereises bergen zudem die Gefahr, dass bleihaltige Sedimente zu einer Quelle von hochgiftigem, gel\u00f6stem Blei werden. <\/p>\n\n\n\n
Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Technischen Universit\u00e4t Braunschweig, des GEOMAR Helmholtz-Zentrum f\u00fcr Ozeanforschung Kiel und weiterer internationaler Partner, die jetzt in \u201eNature Communications\u201c ver\u00f6ffentlicht wurde.<\/p>\n\n\n\n
Blei ist ein giftiges Schwermetall, das sich im menschlichen K\u00f6rper anreichert, das Nervensystem sch\u00e4digt und Krebserkrankungen verursachen kann. Seit Beginn der Industrialisierung gelangen tausende Tonnen von Blei in die Atmosph\u00e4re, und das j\u00e4hrlich. Vor allem durch verbleites Benzin kam es im 20. Jahrhundert zu einem dramatischen Anstieg der Emissionen, sodass j\u00e4hrlich hunderttausende Tonnen des Schwermetalls in die Atmosph\u00e4re gelangten. Der Nordatlantik ist stark von den Bleiemissionen der Vergangenheit betroffen. Dies liegt an seiner N\u00e4he zu den gro\u00dfen Emissionshotspots in Nordamerika und Europa. Der Wind transportierte die Bleibelastung von den Kontinenten \u00fcber das offene Meer. Ein gro\u00dfer Teil dieses atmosph\u00e4rischen Bleis lagerte sich schlie\u00dflich im Ozean und seinen Sedimenten ab. Die Rolle der Meeresstr\u00f6mungen beim Transport des Bleis aus dem Atlantik in benachbarte Ozeanbecken wie den \u201eunber\u00fchrten\u201d Arktischen Ozean blieb jedoch aufgrund fehlender Bleimessungen in arktischen Gew\u00e4ssern bislang unklar.<\/p>\n\n\n\n
Im Rahmen einer internationalen Initiative f\u00fchrten 2015 und 2016 drei Expeditionen mit dem deutschen Forschungseisbrecher \u201ePolarstern\u201c und dem kanadischen K\u00fcstenwachschiff \u201eAmundsen\u201c durch die arktisch-atlantischen Meerengen. Dank dieser Expeditionen konnten Wissenschaftler*innen nun erstmals eine quantitative Sch\u00e4tzung des Bleieintrags aus dem Atlantik in die Arktis vorlegen. Dabei fanden die Forschenden heraus, dass sich im Arktischen Ozean verst\u00e4rkt vom Menschen verursachte Blei-Emissionen sammeln.<\/p>\n\n\n\n
Dr. Stephan Krisch vom Institut f\u00fcr Geo\u00f6kologie der TU Braunschweig ermittelte auf der Grundlage der Ergebnisse eines internationalen Wissenschaftlerteams, das im Rahmen des GEOTRACES-Konsortiums arbeitet, nun den Bleifluss in den Arktischen Ozean. \u201eWir waren \u00fcberrascht von der Menge an Blei, die aus dem Atlantik in den Arktischen Ozean gelangt\u201c, sagt Dr. Stephan Krisch, Erstautor der k\u00fcrzlich in \u201eNature Communications\u201c ver\u00f6ffentlichten Studie. \u201eErstaunlich war f\u00fcr uns, dass dieser Bleieintrag noch Jahrzehnte nach dem Ende der Verwendung von verbleitem Benzin in Europa und Nordamerika mit dem gr\u00f6\u00dftenteils nat\u00fcrlichen Eintrag von Blei durch Fl\u00fcsse mithalten kann. Dieser nat\u00fcrliche Eintrag erfolgt beispielsweise durch die Verwitterung von Gesteinen oder durch Mineralien. Wir hatten erwartet, dass der Nettozufluss aus dem Atlantik deutlich geringer ist als der Flusseintrag, weil die L\u00f6slichkeit von Blei im Meerwasser um den Faktor 30-100 schlechter ist, als die L\u00f6slichkeit von Blei in Flusswasser.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Die Autor*innen sch\u00e4tzen, dass der Arktische Ozean zwischen 1970 und 2015 einen Nettozufluss von 75.000 Tonnen Blei, das von Menschen in Umlauf gebracht wurde, aus dem Nordatlantik erhalten haben k\u00f6nnte. \u201eDieser Bleieintrag macht den Arktischen Ozean zwar nur zu einer kleineren Senke im Vergleich zu den Hunderttausenden Tonnen Blei, die sich im Nordatlantik abgelagert haben. Jedoch erkl\u00e4rt er die gro\u00dffl\u00e4chige Kontamination der arktischen Tiefseesedimente mit Blei, die an einigen Stellen Werte erreicht, die f\u00fcr bodenlebende Organismen sch\u00e4dlich sein k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Dass diese Bleibelastung tats\u00e4chlich auf durch Menschen verursachte Emissionen in Nordamerika zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, konnte am Imperial College London durch die sogenannte \u201eFingerabdruckmethode\u201c anhand von Blei-Isotopen sowie durch Blei-Isotopenmessungen im Meerwasser nachgewiesen werden. Dr. Arianna Olivelli, Mitautorin der Studie: \u201eHochpr\u00e4zise Messungen der Blei-Isotopenzusammensetzung sind zwar m\u00fchsam, erm\u00f6glichen es uns aber, nicht nur zwischen nat\u00fcrlichen und anthropogenen Quellen zu unterscheiden, sondern auch den relativen Beitrag anthropogener Bleiemissionen aus verschiedenen L\u00e4ndern zu ermitteln. Dies ist m\u00f6glich, da die weltweite Produktion von Tetraethylblei, das in verbleitem Benzin verwendet wurde, nur auf wenigen Bleierzen mit einzigartigen geologischen Merkmalen beruhte.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Die Messung von Blei und Blei-Isotopen in Meerwasser ist \u00e4u\u00dferst anspruchsvoll, da die Bleikonzentrationen in der Regel im Nanogramm-pro-Liter-Bereich liegen. Dies erfordert spezielle Probenahmeger\u00e4te und Analysetechniken, um eine Kontamination und Fehlinterpretation der Ergebnisse durch das allgegenw\u00e4rtige Vorkommen von Blei in der Umwelt zu verhindern. Die Technologie zur pr\u00e4zisen Messung der Bleikonzentrationen im Ozean ohne Kreuzkontamination durch Ger\u00e4te wurde erst in den vergangenen Jahrzehnten entwickelt \u2013 dank der Fortschritte in der analytischen Chemie und global einheitlicher Standards, wie sie beispielsweise von GEOTRACES festgelegt wurden.<\/p>\n\n\n\n
\u201eOhne starke Partner wie das GEOMAR Helmholtz-Zentrum f\u00fcr Ozeanforschung Kiel, das NIOZ Royal Netherlands Institute for Sea Research und das Imperial College London sowie deren Fachwissen, Schiffszeit und Laborkapazit\u00e4ten w\u00e4re diese Forschung nicht m\u00f6glich gewesen\u201c, fasst Professor Harald Biester, Leiter der Abteilung f\u00fcr Umweltgeochemie an der TU Braunschweig, zusammen. \u201eSolche Kooperationen sind auch in Zukunft ein wichtiger Bestandteil, da unser Institut die Meeresforschung vorantreibt, um die menschlichen Emissionen und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit der Ozeane besser zu verstehen.\u201c<\/p>\n\n\n\n
\u201eWir hoffen, dass sich zuk\u00fcnftige Expeditionen mit den Auswirkungen des Klimawandels auf den Bleikreislauf in der Arktis befassen werden\u201c, f\u00fcgt Dr. Stephan Krisch hinzu. \u201eDer rasante Verlust von Meereis und die Zunahme von Sedimenterosion auf dem Schelf k\u00f6nnen die erneute Freisetzung von Blei aus arktischen Sedimenten beg\u00fcnstigen \u2013 mit noch unbekannten Folgen f\u00fcr den Bleigehalt im Meerwasser und in der marinen Biodiversit\u00e4t der Arktis.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Blei (Pb) ist ein giftiges Element ohne bekannte biologische Funktion. Obwohl seine Gefahren f\u00fcr die Gesundheit bereits seit der R\u00f6merzeit bekannt sind, haben Menschen durch die Verh\u00fcttung von Metallen Millionen Tonnen Blei in die Atmosph\u00e4re abgegeben, insbesondere seit der industriellen Revolution. Die gr\u00f6\u00dften Bleiemissionen stammen jedoch aus der Verbrennung von verbleitem Benzin im 20. Jahrhundert, als Tetraethylblei dem Benzin zugesetzt wurde, um die Effizienz von Motoren zu steigern. In den 1960er- und 1970er-Jahren, als der Verbrauch von verbleitem Benzin seinen H\u00f6hepunkt erreichte, wurden j\u00e4hrlich hunderttausende Tonnen Blei in die Atmosph\u00e4re ausgesto\u00dfen. Dies f\u00fchrte zu einer weitreichenden Kontamination von Land und Wasser, die selbst in den entlegensten Regionen der Erde nachweisbar ist, sogar in den Tiefseegew\u00e4ssern und deren Sedimenten sowie im Eis der Arktis und Antarktis.<\/p>\n\n\n\n