Kap. 6.4.2

6.4.3 Meßkampagne JFJ 93

Im Rahmen der Meßkampagnen JFJ93 konnten 40 Aerosolproben für die Schwermetallbestimmungen gesammelt werden.

Mit ICP-MS und AAS wurden 21 Elemente bestimmt, von denen jedoch nur 13 in die Auswertung einbezogen wurden. Bei den anderen lagen die Konzentrationen bei mehr als der Hälfte der Proben unter den Bestimmungsgrenzen. Ni zeigte sehr hohe Konzentrationen (Mittel: 13.3 ng/m3), dort lag der Verdacht auf eine Kontamination während der Aufarbeitung oder Analyse der Proben nahe. Die Mittelwerte der Konzentrationen, auch getrennt nach Windrichtungen und Schneefall, und Anreicherungsfaktoren sind in Tab. 22 und 23 aufgeführt. Die auftretenden EF-Werte < 1 bei einigen Elementen ergaben sich aufgrund der geringeren Genauigkeit der Analysenergebnisse im Meßbereich nahe der Bestimmungsgrenze.

Im Vergleich zur Meßkampgne JFJ92 wurden hier, mit Ausnahme von Cu, niedrigere Aerosolkonzentrationen beobachtet, was für diese Jahreszeit zu erwarten war.

Anhand der mittleren Anreicherungsfaktoren können zwei Gruppen gebildet werden:

Tab. 22:. Mittelwerte der Aerosolkonzentrationen in ng/m³ einiger Elemente für die Meßkampagne JFJ93, Mittelwerte getrennt nach Windrichtung sowie mit/ohne Schneefall, Jungfraujoch 21.10.-15.11.93

Element

Konz.

Schneefall

Windrichtung

   

ohne

mit

NO/O

SO/S

SW/W

NW/N

Anzahl

 

29

11

8

16

7

9

Al

92.5

106

56.5

62

77

152

100

Ca

51.5

59.4

30.8

22

28

134

55

Ce

0.039

0.048

0.014

0.04

0.05

0.02

0.04

Cr

0.714

0.78

0.524

1.29

0.71

0.46

0.28

Cu

1.34

1.22

1.27

1.33

1.71

0.7

1.16

Fe

84.4

96.8

51.6

113

58

87

104

K

21.1

24.0

13.6

19

20

27

21

Mg

21.3

25.1

11.2

23

25

15

19

Mn

1.08

1.25

0.642

1.05

0.87

1.1

1.5

Na

11.2

12.3

8.02

7.4

14

12

9.8

Pb

1.17

1.19

1.11

0.76

1.47

0.93

1.2

V

0.088

0.100

0.060

0.10

0.11

0.06

0.07

Tab. 23:. Mittelwerte der Anreicherungsfaktoren einiger Elemente im Aerosol für die Meßkampagne JFJ93, Mittelwerte getrennt nach Windrichtung sowie mit/ohne Schneefall, Jungfraujoch 21.10.-15.11.93

Element

EFAl

Schneefall

Windrichtung

   

ohne

mit

NO/O

SO/S

SW/W

NW/N

Ca

1.43

1.27

1.86

1.25

1.03

2.28

1.67

Ce

0.52

0.53

0.48

0.58

0.62

0.37

0.40

Cr

10.1

9.53

11.6

15.7

11.5

6.79

3.62

Cu

37.6

32.5

50.9

50

47

20

24

Fe

1.66

1.63

1.75

1.98

1.57

1.82

1.46

K

0.86

0.84

0.90

0.93

0.90

0.88

0.71

Mg

1.28

1.36

1.07

1.62

1.58

0.65

0.92

Mn

1.35

1.33

1.41

1.86

1.23

0.96

1.43

Na

0.46

0.45

0.55

0.43

0.64

0.34

0.27

Pb

137

116

191

135

192

93

82

V

0.68

0.64

0.82

0.95

0.73

0.63

0.41

Die Aerosolkonzentration während der Schneefallperioden lagen bei den meisten Elementen niedriger als in der Zeit ohne Niederschläge. Bei Cu und Pb waren die Mittelwerte gleich. Bei den Anreicherungsfaktoren traten höhere EF-Werte während des Schneefalls auf. Dieser Effekt wurde auch schon bei den JFJ92-Proben beobachtet. Bei Mg lag der EF-Wert mit Schnee niedriger als der ohne Schneefall.

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Abb. 28: Zeitlicher Verlauf der Aerosolkonzentrationen von 12 Elementen am Jungfraujoch, 20.10.-15.11.93

Ein Einteilung der Proben nach der vorherrschenden Windrichtung ergab folgende Verteilung der Elemente: Bei SW/W-Wind wiesen Al, Ca und K die höchsten Konzentrationen auf, während die übrigen Elemente (außer Mn) ihr Maximum bei NO- bis S-Wind haben. Dort wurden auch die höchsten Anreicherungsfaktoren beobachtet, eine Ausnahme bildete hier Ca.

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Abb. 29: Zeitlicher Verlauf der Anreicherungsfaktoren von 12 Elementen im Aerosol, bezogen auf Al als Referenzelement, Jungfraujoch 20.10.-15.11.93

Der letzten Gruppe gehören typische Grobstaubelemente an, während Elemente aus anthropogenen Quellen sich in der ersten Gruppe finden. Die Anreicherungsfaktoren waren bei SO-Wind höher als bei NW-Wind, Ausnahmen hiervon wurden bei Ca und Fe beobachtet.

Im Zeitraum vom 25.-30.10. wurden bei allen Elementen relativ hohe Konzentrationen beobachtet (Abb. 28). Dieses konnte auch bei den wasserlöslichen Aerosolkomponenten beobachtet werden (Abb. 19). Im Anschluß an den Durchzug einer Kaltfront erfolgte die Anströmung in dieser Zeit aus Nord bis Nordost, also aus der Richtung von Industriegebieten in Süddeutschland und der ehemaligen CSSR. Eine stabile Inversionslage verwehrte vom 26.10.-6.11. den Zustrom lokaler Luftmassen aus den angrenzenden Tälern. Das vom 3.-6.11. beobachtete Maximum der Cu-, K- und Pb-Konzentrationen bei niedrigen Konzentrationen der Krustenelemente Al, Ca, Fe sowie Mn ist daher auf ferntransportierte Aerosole bei Südwind zurückzuführen. Vom 8.11. an zeigten alle Elemente deutlich angestiegene Konzentrationen bei niedrigen Anreicherungswerten. Bei Cu und Cr fielen diese schnell auf Werte im Bereich der Bestimmungsgrenze ab. Der Wind wehte dabei aus Nordwest bis West.

Cu, Cr und Pb wiesen bis zum 27.10. hohe Anreicherungsfaktoren auf. Darauf folgte ein Minimum, während die Aerosolkonzentrationen deutlich anstiegen, was auf einen Eintrag von Gesteinspartikeln oder ähnlichem im Aerosol schließen läßt. Die mittleren Windgeschwindigkeiten betrugen etwa 10 ms-1 mit Spitzenwerten bis 14 ms-1. Mg, Na und K wiesen einen relativ gleichförmigen Verlauf mit Maximalwerten in der Zeit vom 29.10. bis 5.11. auf. Ein Eintrag von marinen Aerosolen ist wenig wahrscheinlich bei Wind aus Ost bis Süd. Bei Ca, Fe und Mn wurden hohe EF-Werte am 25.10., 30.10. und vom 8. - 15.11. beobachtet. Diese Elemente zeigten einen recht gleichmäßigen Kurvenverlauf. Hierbei machten sich Schwankungen in der Aerosolzusammensetzung im Vergleich zur mittleren Zusammensetzung der Erdkruste (MASON 1982) bemerkbar, während die Werte für anthropogene Emissionen zu klein waren.

Kap.6.4.4

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