Auf 2877 Meter über dem Meer Proben sammeln
Winkel und ihr Team haben sich über viele Jahre mit dem Umweltgift Arsen beschäftigt, von dem schätzungsweise rund 31 Tonnen in der Atmosphäre zirkulieren. Um das Verhalten und die Verteilung von Arsen in der Luft zu untersuchen, führten sie eine umfassende Messkampagne auf der Forschungsstation Pic du Midi in den Pyrenäen durch, die auf 2877 Metern Höhe liegt und somit weitgehend unbeeinflusste Proben ermöglicht.Die Forschenden entdeckten, dass Wolken im Durchschnitt deutlich mehr Arsen enthalten als Regenwasser. Allerdings ist das Arsen in der Atmosphäre stark verdünnt, sodass keine Gesundheitsgefahr besteht. Um das Arsen nachweisen zu können, mussten die Forschenden ihr Messverfahren optimieren; die neue Messgrenze liegt nun bei 1 bis 2 Nanogramm pro Liter, was bis zu zwanzig Mal niedriger ist als bei früheren Methoden.
Charakteristische Transportmuster
Durch ein detailliertes Modell der Luftmassenbewegungen und chemische Analysen von Wolken- und Regenwasser konnten die Forschenden verschiedene Transportmuster des Arsens identifizieren und dessen Herkunft bestimmen. Wenn eine Probe viel Natrium enthielt, schlossen sie, dass das Arsen mit aufgewirbeltem Meeressalz (Natriumchlorid) vermischt worden war. In anderen Proben fanden sie höhere Mengen an gelöstem organischen Kohlenstoff, der sowohl von natürlichen Quellen wie Pflanzen und Pollen als auch von menschlicher Umweltverschmutzung durch Verkehr oder Industrie stammen kann. Esther Breuninger, Erstautorin des Fachbeitrags, erklärt, dass der gelöste organische Kohlenstoff darauf hinweist, dass das Arsen über Landmassen transportiert wurde, bevor es in den Proben nachgewiesen werden konnte.Biologische Prozesse bedeutender als gedacht
Winkel und ihr Team haben in Regenwasserproben mehrere Arten von Arsen nachgewiesen, darunter neben dem erwarteten anorganischen Arsen auch methylierte Arsenverbindungen. Diese entstehen, wenn Bakterien, Algen, Pflanzen oder Pilze anorganisches Arsen aufnehmen und in umgewandelter Form wieder abgeben, möglicherweise als Schutzmechanismus.Die Analysen zeigen, dass das Arsen sowohl im Meer als auch an Land biologisch umgewandelt wird. Bisher wurde angenommen, dass hauptsächlich menschliche Aktivitäten wie Kohleverbrennung oder Erzverhüttung für atmosphärisches Arsen verantwortlich sind. In einigen Wolkenproben machten jedoch die methylierte Verbindungen den Hauptanteil des nachgewiesenen Arsens aus. Dies deutet darauf hin, dass biologische Prozesse eine größere Rolle spielen als bisher angenommen. Winkel betont, dass der Beitrag dieser Prozesse in Modellen zum globalen Kreislauf von Arsen stärker berücksichtigt werden sollte, da Lebewesen offenbar historische Arsen-Verschmutzungen mobilisieren und global verteilen.
Den ganzen Artikel finden Sie unter:
https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2025/01/arsenspuren-im-regen-deuten.html
Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich) (01/2025)
Publikation:
Breuninger ES, Tolu J, Aemisegger F, Turnherr I, Bouchet S, Mestrot A, Ossola R, McNeill K, Tukhmetova D, Vogl J, Meermann B, Sonke JE, Winkel LHE. Marine and terrestrial contributions to atmospheric deposition fluxes of methylated arsenic species. Nature Communications 2024. 15: 9623, doi: 10.1038/s41467-024-53974-zcal