Kap. 6.4.1

6.4.2 Meßkampagne JFJ 92

Bei der Meßkampagne JFJ 92 wurden 43 Aerosolproben für die Schwermetallanalytik gesammelt, mit einer zeitlichen Auflösung von 12 bzw. 24 h. Sechs Proben mußten aufgrund von technischen Problemen bei der Probenahme oder dem Eindringen von Schnee verworfen werden. Zehn Proben wurden bei Schneefall gesammelt.

Mit ICP-MS und AAS wurden 21 Elemente bestimmt. In Tab. 20 und 21 werden die Konzentrationsmittelwerte und die Mittelwerte der Anreicherungsfaktoren, bezogen auf Al aufgeführt. Für die Berechnung des Mittelwertes für EF (mit Schnee) wurde eine Probe von der Auswertung ausgeschlossen, da die EF-Werte einiger Elemente extrem erhöht waren, die Konzentrationen lagen dagegen im mittleren Bereich.

Tab. 20:. Mittelwerte der Aerosolkonzentrationen in ng/m³ einiger Elemente für die Meßkampagne JFJ92, Mittelwerte getrennt nach Windrichtung sowie mit/ohne Schneefall, Jungfraujoch 23.4.-30.5.92

Element

Konz.

Schneefall

Windrichtung

 

.

ohne

mit

NO/O

SW/W

NW/N

Anzahl

39

29

10

11

18

5

Al

180

210

100

137

254

154

Ba

2.09

2.36

1.37

1.8

2.78

1.8

Ca

168

208

57.5

308

103

93

Cd

0.054

0.058

0.04

0.06

0.05

0.07

Ce

0.185

0.22

0.09

0.18

0.23

0.15

Cr

1.01

1.16

0.61

1.5

0.84

0.83

Cu

1.12

1.12

1.13

1.1

1.09

1.5

Fe

153

177

89.1

144

185

143

K

96.8

1103

5.65

89

120

88

La

0.127

0.15

0.08

0.10

0.15

0.06

Mg

46.2

53.4

26.9

42

53

57

Mn

5.00

4.20

7.19

3.0

6.8

6.9

Mo

0.299

0.278

0.35

0.27

0.31

0.53

Na

38.6

44.3

23.3

38

48

31

Ni

1.18

1.41

0.57

1.7

0.98

1.1

Pb

3.75

4.23

2.45

4.6

3.2

4.2

Sb

0.200

0.215

0.16

0.26

0.15

0.25

Sr

1.1

1.281

0.59

1.3

1.34

0.45

Tl

0.029

0.027

0.04

0.02

0.03

0.03

V

0.579

0.662

0.35

0.50

0.75

0.48

Zn

1.10

1.11

1.07

1.32

1.1

1.1

Es ist eine deutliche Tendenz erkennbar, daß die Aerosolkonzentrationen der meisten Elemente bei Schneefallereignissen niedriger sind. Unverändert durch Schneefälle sind die Cu-, Tl- und Zn-Konzentrationen, bei Mn ist sogar eine leicht gegenläufige Tendenz erkennbar. Die Konzentrationsabnahme ist durch die Auswaschungseffekte erklärbar. Cu, Tl und Zn liegen möglicherweise als sehr feine Partikel vor, Mn ist eher in großen Partikeln

Tab. 21:. Mittelwerte der Anreicherungsfaktoren einiger Elemente bezogen auf Al für die Meßkampagne JFJ92, Mittelwerte getrennt nach Windrichtung sowie mit/ohne Schneefall, Jungfraujoch 23.4.-30.5.92

Element

EFAl.

Schneefall

Windrichtung

 

.

ohne

mit

NO/O

SW/W

NW/N

Anzahl

38

28

10

11

17

5

Ba

2.83

2.37

4.23

3.75

2.51

2.08

Ca

2.27

2.37

1.98

3.21

1.81

1.36

Cd

250

204

388

366

190

158

Ce

1.86

1.93

1.66

2.40

1.52

1.69

Cr

6.90

6.47

8.20

12.4

4.10

4.36

Cu

20.4

15.51

35.2

21.6

18.9

18.8

Fe

1.82

1.69

2.19

1.60

1.91

1.81

K

2.26

2.05

2.94

2.22

2.43

2.00

La

1.60

1.12

1.09

1.47

1.79

1.20

Mg

1.05

1.04

1.07

0.85

1.13

1.44

Mn

4.77

2.75

10.9

2.42

6.56

5.70

Mo

208

150

384

228

182

301

Na

0.81

0.74

1.01

0.79

0.93

0.59

Ni

8.39

7.93

9.78

8.25

9.42

6.40

Pb

272

254

324

360

224

167

Sb

1101

865

1808

1899

708

640

Sr

1.33

1.36

1.24

2.01

1.00

0.75

Tl

66.8

457

130

88.7

59.5

33.1

V

3.06

2.63

4.34

4.07

2.68

1.82

Zn

19.0

14.4

32.7

30.6

13.0

10.1

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Abb. 26: Zeitlicher Verlauf der Aerosolkonzentrationen von 12 Elementen am Jungfraujoch, 25.4.-30.5.92

enthalten. Aufgrund der geringen Probenanzahl, die auf zwei unterschiedlich große Teilmengen verteilt ist, wurde eine Prüfung der Signifikanz der Unterschiede mittels t-Test nicht durchgeführt. Die Anreicherungsfaktoren sind dagegen bei den meisten Elementen während der Schneefallereignisse erhöht, Ausnahmen sind Ca, Ce, K und Sr. Dies läßt sich auf eine bevorzugte Auswaschung größerer Partikel, die meist geogenen Ursprungs sind, zurückführen.

Teilt man die Proben nach den vorherrschenden Windrichtungen ein (analog zu den ADS-Proben), so ergibt sich folgendes Bild: Die Konzentrationsmittelwerte der drei Windsektoren unterscheiden sich weniger stark voneinander, als das bei den wasserlöslichen Aerosolbestandteilen der Fall ist. Bei Wind aus nördlicher Richtung weisen Ca sowie die Elemente eher anthropogenen Ursprungs mit höheren Anreicherungsfaktoren höhere Konzentrationsmittelwerte auf, während die Elemente mit niedrigen Anreicherungsfaktoren eine Tendenz zu höheren Konzentrationen bei Südwest/West-Wind aufweisen. Bei den Anreicherungsfaktoren sind die Mittelwerte bei N-Wind höher, Ausnahmen treten bei Fe, K, La, Mn und Na auf.

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Abb. 27: Zeitlicher Verlauf der Anreicherungsfaktoren von 12 Elementen im Aerosol, bezogen auf Al als Referenzelement, Jungfraujoch 25.4.-30.5.92

Anhand der mittleren Anreicherungsfaktoren lassen sich die untersuchten Elemente in drei Gruppen einteilen:

Al, Ca und Fe zeigen im zeitlichen Verlauf (Abb. 26) relativ konstante Konzentrationen, die von zwei ausgeprägten Peaks um den 26.4. und 7.5.92 unterbrochen werden. Die Ca-Konzentration stieg bis auf 2500 ng/m³ an, wobei auch der Anreicherungsfaktor mit 19.9 relativ hoch war, was auf einen Eintrag von kalkhaltigen Gesteinspartikeln, evtl. aus lokalen Quellen, schließen läßt. K, Mg und Na zeigten einen weitgehend einheitlichen Konzentrationsverlauf, der dem des Fe gleicht.

Vom 14.-20.5 ist bei vielen Elementen eine Abfolge von drei Konzentrationsmaxima zu beobachten. Diese Maxima traten am 15.5., 17.5. und 19.5. auf. In dieser Zeit wurden Proben mit einer zeitlichen Auflösung von 12 h gesammelt. Die Maxima traten jeweils in der Zeit von 9 bis 21 h auf. Ein Aufstieg belasteter Luftmassen am späten Nachmittag, wie er durch die Epiphaniometermessungen nachgewiesen wurde, kann diesem Muster zugrunde liegen. Die drei Maxima sind besonders ausgeprägt bei Pb, doch auch bei Ce, Sr, Cu, Cd und Mn sind sie gut zu erkennen. In dieser Hochdruckperiode wehte der Wind aus Nordost.

Der zeitliche Verlauf der Anreicherungsfaktoren ist in Abb. 27 dargestellt. Die Krustenelemente mit niedrigen Anreicherungsfaktoren zeigten überwiegend einen gleichförmigen Verlauf mit EF-Werten bis zu 5. Bei den anthropogenen Elementen traten Maxima der Anreicherungsfaktoren vom 27.-29.4. bei SW-Wind und vom 20.-26.5. beim Durchzug einer Kaltfront und Wind aus überwiegend Ost auf. Bei Mn und Ni trat das zweite Maximum nicht auf. Diese Elemente wiesen auch niedrigere EF-Werte auf als die anderen Elemente, so daß offensichtlich auch andere Quellen dafür in Frage kamen.

Kap. 6.4.3

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