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Schwermetalldepositionen

<p> <p>Bei den Schwermetallen Blei, Cadmium und Quecksilber ist ein Rückgang der atmosphärischen Einträge (Deposition) zu verzeichnen. In Deutschland liegen die Schwermetalleinträge aus der Atmosphäre an den UBA-Stationen im ländlichen Hintergrund im Jahr 2024 im Bereich von 0,19 – 0,47 kg Blei pro km², 7,9 – 14,0 g Cadmium pro km² und 3,1 – 8,1 g Quecksilber pro km².</p> </p><p>Bei den Schwermetallen Blei, Cadmium und Quecksilber ist ein Rückgang der atmosphärischen Einträge (Deposition) zu verzeichnen. In Deutschland liegen die Schwermetalleinträge aus der Atmosphäre an den UBA-Stationen im ländlichen Hintergrund im Jahr 2024 im Bereich von 0,19 – 0,47 kg Blei pro km², 7,9 – 14,0 g Cadmium pro km² und 3,1 – 8,1 g Quecksilber pro km².</p><p> Herkunft der Schwermetalle <p>Die Schwermetalle Blei (Pb), Cadmium (Cd) und Quecksilber (Hg) sind gekennzeichnet durch Toxizität und chemische Stabilität. Diese Eigenschaften führen dazu, dass sich diese Stoffe in der Umwelt anreichern, Schäden an Ökosystemen verursachen und auch schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zeigen können.</p> <p>Sie werden in erheblichem Umfang <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/anthropogen">anthropogen</a> (durch menschliche Tätigkeiten) in die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> ausgestoßen/abgegeben. In der Atmosphäre können sie weiträumig und grenzüberschreitend transportiert werden. Durch Depositionsvorgänge (Ablagerung) gelangen sie aus der Atmosphäre auch in andere Umweltmedien.</p> <p>Ein erheblicher Teil der Schwermetalle gelangt aber auch durch erneute Freisetzung bereits früher deponierter Mengen in die Atmosphäre. Es finden somit eine Resuspension (Blei, Cadmium) und Reemission (Quecksilber) statt.</p> <p>In Deutschland sind im Zeitraum 1990 bis 2023 grundsätzlich rückläufige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltzustand-trends/luft/luftschadstoff-emissionen-in-deutschland/schwermetall-emissionen">Schwermetall-Emissionen</a> zu beobachten. Dies zeigt sich auch in den gemessenen und modellierten Depositionsdaten.</p> <p>Im Rahmen des europäischen Überwachungsprogramms&nbsp;<a href="http://www.emep.int/">EMEP&nbsp;</a>wird mittels atmosphärischer Chemie-Transportmodelle die gesamte Ablagerung (nasse und trockene <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/deposition">Deposition</a>) ausgewählter Schwermetalle flächendeckend für die&nbsp;EMEP-Region (Europa und Zentralasien) berechnet. Die Daten der Modellrechnungen werden in jährlichen Berichten durch das Meteorological Synthesizing Centre - East (<a href="https://www.msceast.org/publications/reports">MSC-E</a>) veröffentlicht.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/zingst_messung_der_schwermetalldeposition.jpg"> </a> <strong> Messung der Schwermetalldeposition an der UBA-Luftmessstation Zingst </strong> Quelle: Hans-Udo Teuerkauf / Umweltbundesamt </p><p> Gesamtdepositionen von Blei <p>Die Gesamtdeposition von Blei in der EMEP-Region lag 2023 in der Größenordnung von 0,1 bis 1 kg/km²/Jahr mit den höchsten Werten in Zentraleuropa und niedrigsten im nördlichen Teil der EMEP-Region. Saisonale Änderungen in der Depositionsrate spiegeln den Einfluss von staubgetragener <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/deposition">Deposition</a> aus Afrika und Zentralasien wider, die am stärksten auf Südeuropa auswirkt. In Zentral-sowie Südeuropa dominieren außerdem die Depositionen aus EMEP-Regionen und primären anthropogenen Quellen, insbesondere in Ländern mit bedeutenden eigenen nationalen Emissionen wie Deutschland oder Polen. In kleineren Nachbarländern hingegen tragen grenzüberschreitende Transporte maßgeblich zu den Depositionen bei. Insgesamt beläuft sich der Anteil der grenzüberschreitenden Deposition in der EMEP-Region auf über 50 %.</p> <p>Innerhalb Deutschlands traten die niedrigsten Pb-Depositionen (&lt; 0,5 kg Pb/km²) vorwiegend im Norden und in der Mitte sowie am Alpenrand auf (siehe Karte „Modellierte geographische Verteilung der Gesamtdepositionen in der EMEP-Region, 2023“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Karte_Modellierte-Gesamtdepo-EMEP_2026-04-08.png"> </a> <strong> Karte: Modellierte geographische Verteilung der Gesamtdepositionen in der EMEP-Region, 2023 </strong> Quelle: EMEP Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Karte_Modellierte-Gesamtdepo-EMEP_2026-04-08.pdf">Karte als PDF (274,27 kB)</a></li> </ul> </p><p> Gesamtdepositionen von Cadmium <p>Die Cadmium-Gesamtdepositionen in der EMEP-Region variieren im Bereich von 5 bis 60 g Cd/km². In Deutschland traten die höchsten Cd-Depositionen (z. T. &gt;&nbsp;60&nbsp;g Cd/km²) in Westdeutschland (NRW), die niedrigsten Cd-Depositionen (z.&nbsp;T. &lt;&nbsp;15&nbsp;g Cd/km²) vorwiegend in Teilen Nord-, Süd und Mitteldeutschlands (MV, TH, BY) auf (siehe Karte „Modellierte geographische Verteilung der Gesamtdepositionen in der EMEP-Region, 2023“).</p> </p><p> Gesamtdepositionen von Quecksilber <p>Die Quecksilber-Gesamtdepositionen im EMEP-Gebiet lagen in 2023 größtenteils im Bereich von bis zu 25 g Hg/km² mit einzelnen Hotspots im Osten Europas. Die höchsten Hg-Depositionen in Deutschland traten großräumig in Westdeutschland (NRW), die niedrigsten Hg-Depositionen (&lt; 10 g Hg/km²) großräumig vorwiegend in der Mitte Süd- und (siehe Karte „Modellierte geographische Verteilung der Gesamtdepositionen in der EMEP-Region, 2023“).</p> </p><p> Messungen des Luftmessnetzes des Umweltbundesamtes <p>Schwermetalldepositionen werden auch im <a href="http://www.umweltbundesamt.de/luft/luftmessnetze/ubamessnetz.htm">Luftmessnetz des Umweltbundesamtes</a> (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>) bestimmt. Dabei wird die nasse <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/deposition">Deposition</a> erfasst, d. h. die mit Regen und Schnee eingetragenen Schwermetalle. Die nasse Deposition trägt ca. ¾ zur Gesamtdeposition bei.</p> <p>Die <a href="https://ebas-data.nilu.no/">„EBAS“ Datenbank</a> enthält unter anderem auch Schwermetalldeposition-Daten aller deutschen Messstationen. Die nasse Schwermetalldepositionen an sechs UBA-Luftmessstationen im Jahr 2024 sind in der Tabelle „Nasse Jahresdepositionssummen von Schwermetallen und Halbmetallen im Luftmessnetz des Umweltbundesamtes 2024“&nbsp;zusammengefasst. Die nassen Depositionen von Blei (0,19 – 0,47 kg/km²), Cadmium (7,9 – 14,0 g/km²) und QuecksilDie Tabelle zeigt die nassen Jahresdepositionssummen von Schwermetallen und Halbmetallen an sechs UBA-Messstationen im Jahr 2024.ber (3,1 – 8,1 g/km²) liegen meist unter den mit dem EMEP-Modell für Deutschland berechneten Gesamtdepositionen, welche zusätzlich die trockenen Depositionen beinhalten.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Tab_Nasse%20Depositionen-UBA-Luftmessnetz_2026-04-08.png"> </a> <strong> Nasse Jahresdepositionssummen von Schwermetallen und Halbmetallen im Luftmessnetz des UBA 2024 </strong> Quelle: Luftmessnetz des Umweltbundesamtes Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Tab_Nasse%20Depositionen-UBA-Luftmessnetz_2026-04-08.pdf">Tabelle als PDF (66,21 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Tab_Nasse%20Depositionen-UBA-Luftmessnetz_2026-04-08.xlsx">Tabelle als Excel (231,50 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Komponentenspezifische Messungen

Stoffeinträge/-ablagerungen aus der Atmosphäre auf Böden, Pflanzen und in Gewässer können mit sedimentierenden und nicht-sedimentierenden Partikeln sowie aus der Gasphase erfolgen. Je nach Ablagerungsform wird dabei nach nasser und trockener Deposition unterschieden. Die Deposition der sedimentierenden Partikel lässt sich mit geeigneten Sammlern (Probenahmesysteme) erfassen. Die Bestimmung des nicht-sedimentierenden Anteils der trockenen Deposition ist nur mit aufwändigen mikrometeorologischen Verfahren möglich. Ein Verfahren zur gemeinsamen Bestimmung der Deposition sedimentierender und nicht-sedimentierender Atmosphärenbestandteile (Gesamtdeposition) existiert nicht. Folgende Sammler werden unterschieden: Bulk-Sammler Ein Bulk-Sammler ist ein ständig offener Sammler zur näherungsweisen Erfassung der Deposition sedimentierender trockener und nasser Partikel (Bulk-Deposition) aus der Atmosphäre Wet-Only-Sammler Nur bei Niederschlagsereignissen geöffneter Sammler zur näherungsweisen Erfassung der nassen Deposition.

Datenarchiv Staubniederschlagsmessungen/ Deposition in Mecklenburg-Vorpommern

Zur Untersuchung der Nährstoff- und Schadstoffeinträge in Böden und Gewässer wird in M-V ein Depositionsmessnetz betrieben, in dem an sieben Messorten der Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und zusätzlich an zwei dieser Standorte die nasse Deposition gemessen und analysiert wird. Neben der gravimetrischen Bestimmung des Staubniederschlags wird dieser darüber hinaus hinsichtlich seiner Inhaltsstoffe (Schwermetalle und Nährstoffe) analysiert. An zwei Standorten wird der Niederschlag auf seine Nährstoffzusammensetzung untersucht.

Niederschlagsinhaltsstoffe

Der Datenbestand setzt sich aus Analysenergebnissen von Niederschlagsproben (Nasse Deposition) zusammen. In den nassen Depositionen werden pH-Wert und Leitfähigkeit bestimmt. Zusätzlich erfolgt eine analytische Bestimmung der Hauptinhaltsstoffe: Natrium, Ammonium, Kalium, Calcium, Magnesium,Chlorid, Sulfat, Nitrat. Nasse Depositionen werden an ausgewählten ländlichen Meßstationen in Mecklenburg-Vorpommern gesammelt.. Anhand der Analysendaten werden Stoffeinträge berechnet.

Statistische Bearbeitung hydrochemischer Inhaltsstoffe in nassen Depositionen

Bearbeitet wird ein Datensatz hydrochemischer Inhaltsstoffe in nassen Depositionen, gemessen in 32 Messstationen auf dem Gebiet der neuen Bundeslaender. Mit univariater als auch multivariater Statistik konnte eine raeumliche Strukturierung der Messstationen in Gruppen mit aehnlicher hydro- und physikochemischer Zusammensetzung vorgenommen werden. Durch zeitlich differenzierte Betrachtung wurde der saisonale Eintrag strukturiert. Des weiteren wurden Variablenkombinationen zur Definition charakteristischer Inhaltsstoffe gebildet. Ziel aller Analysen ist es, den Eintrag hydrochemischer Inhaltsstoffe aus nassen Depositionen zu bestimmen und zu strukturieren.

Charakterisierung von Mineralstaub-Deposition mit hoher Zeitauflösung im Hinblick auf Partikelgröße, Zusammensetzung und atmosphärische Alterung an für ein atmosphärisch-ozeanisches Staubbudget relevanten Standorten

Nass- und Trockendeposition sind die wesentlichen Prozesse, die Mineralstaub aus der Atmosphäre entfernen. Teragramm Mineralstaub werden pro Jahr interkontinental verfrachtet. Erreicht Staub weitab von seiner Quelle wieder die Erdoberfläche, kann er erheblichen Einfluss auf Ökosysteme haben. Insbesondere ozeanische Ökosysteme sind in ihrer Bioproduktivität nährstofflimitiert. Diese Nährstoffe können durch Mineralstaub eingetragen werden. Trotz der Bedeutung der Deposition sind Messungen bislang rar, und Staubmodelle, die sich an den wenigen Messungen validieren, zeigen erhebliche Fehler. Hauptsächlich der Mangel an geeigneten Messdaten behindert im Moment das weitergehende Verständnis des Staubzyklus. Fehlende standardisierte Messtechnik zur Trockendepositionsmessung erschwert bislang gute Datenerfassung. Daher wird ein neuer automatisierter Nass- und Trockendepositionssammler entwickelt und charakterisiert. Der Sammler wird mit meteorologisch relevanter Zeitauflösung (Stunden bis Tage) betrieben und damit einen großen Nachteil vergangener Messungen beheben, nämlich eine Zeitauflösung von meist Wochen bis Monaten. Durch den Einsatz automatisierter rasterelektronenmikroskopischer Einzelpartikel-Analyse wird ein bisher unerreichter Daten-Detailreichtum für Partikelgrößen von 700 nm bis 100 mym zur Verfügung stehen, einschließlich Partikelgrößenverteilung, Elementzusammensetzung und Partikel-Mischungszustand. Besondere Aufmerksamkeit wird potentiellen Nährstoffen wie Fe, P, K, Mg und Ca gewidmet. Für ausgewählte Proben wird weiterhin Partikel-Hygroskopizität bestimmt.Nach der Testphase auf der Insel Frioul, Frankreich, während der der Sammler im Vergleich zur dort existierenden Zeitreihe validiert wird, werden drei Instrumente an Stationen in Betrieb genommen, die für Staubeintrag in die relevant Ozeane sind: Sao Vicente, Kap Verde und Barbados im Saharischen Ausfluss so wie Heimaey, Island, im arktischen Staub. In einer zweiten Phase (nach dem vorliegenden Projekt) soll das Netzwerk dann erweitert werden durch New Island, Falkland im südamerikanischen Ausfluss, Amakusa, Japan im asiatischen Ausfluss und die Insel Amsterdam zwischen dem südafrikanischen und dem australischen Ausfluss. Zum ersten Mal werden aus diesem Projekt kontinuierliche Zeitreihen der Nass- und Trockendeposition von Mineralstaub zur Verfügung stehen, die tägliche bzw. Ereignis-basierte Zeitauflösung und zudem Partikel-Größenauflösung bieten. Hieraus werden atmosphärische Schlüsselfaktoren abgeleitet, die zur Deposition führen. Weiterhin wird eine Partitionierung zwischen Nass- und Trockendeposition und ihr Größenverteilung von Nährstoffen - insbesondere P und Fe - untersucht. Partikel-Mischungszustand und Form werden durch ein Mischungsmodell und Bildanalyse bestimmt. Eine öffentliche Datenbank wird bereitgestellt, die z. B. für Modellvalidierung zu Verfügung steht. Es ist geplant, die Stationen nach Ende der DFG-Finanzierungphase weiter zu betreiben.

Medienübergreifende Umweltanalyse - am Beispiel der Stoffgruppe der Weichmacher

Eine wichtige Maßnahme zur Vorsorge und Risikominimierung stellt im Rahmen der EU-Chemikalienpolitik die Substitution von Schadstoffen durch weniger gefährliche Alternativen dar. Weichmacher sind Industriechemikalien mit hohen Produktionsmengen, die ubiquitär nachweisbar sind. Aufgrund seiner endokrinen Wirkung steht der ehemals dominante Weichmacher DEHP seit Beginn der 2000er Jahre unter Substitutionsdruck. Neuere Untersuchungen des Umweltbundesamtes zeigen, dass Unternehmen DEHP durch andere Phthalat- und Non-Phthalat-Weichmacher substituieren. Manche der Ersatzstoffe stehen im Verdacht, persistent, bioakkumulativ und toxisch zu sein oder endokrine Wirkungen, d.h. Wirkungen auf das Hormonsystem zu zeigen. Weichmacher gelangen durch kommunale Abwässer und diffuse Eintragsquellen in die Umwelt. Angesichts der vielfältigen und teilweise sehr großflächigen Verwendung weichmacherhaltiger Produkte im Außenbereich, z.B. Kabelummantelungen, Geomembranen und Fahrzeugbauteile, sind terrestrische Matrices für Weichmacher ein relevanter Aufnahmepfad. Trotz ihrer bekannten gefährlichen Eigenschaften, beispielsweise als endokrine Disruptoren, dürfen Weichmacher über Ausnahmeregelungen weiterhin in der Landwirtschaft und anderen Verwendungen in der Umwelt eingesetzt werden. Ziel dieses Vorhabens ist die Verbesserung der sehr lückenhaften Datenlage zu Belastungen durch DEHP-Substitute in der terrestrischen Umwelt. Ein wesentlicher Teilaspekt ist die Erfassung einer nassen Deposition der alternativen Weichmacher. Es soll weiterhin die Fragestellung geklärt werden, welchen Beitrag Böden zur Gewässerbelastung mit Weichmachern liefern. Das Vorhaben erfolgt in Zusammenarbeit mit der Umweltprobenbank des Bundes. Es sollen terrestrische Proben der Umweltprobenbank (Böden, Blätter, Nahrungsnetze), Proben vom Luftmessnetz des Umweltbundesamtes und von anderen Umweltbeobachtungsprogrammen untersucht werden.

Weiterentwicklung vom ARTM zur realistischeren Berechnung der effektiven Dosis bezüglich Gammasubmersion, Radon-222 Folgeprodukte und Resuspension

Modellierung klimabestimmender Vorgaenge und atmosphaerischer Austauschprozesse im mesoskaligen Bereich

Die Beeinflussung des regionalen Klimas und turbulenter Vermischungen von Luftverunreinigungen durch Inhomogenitaeten der Gelaendegestalt und der Bodeneigenschaften wird simuliert mit Hilfe der Verknuepfung des atmosphaerischen mesoskaligen Modells KAMM mit einem Erdbodenmodell. Ziel der Arbeiten sind dabei u.a. Erkenntnisse ueber instationaere Prozesse in der atmosphaerischen Grenzschicht, die Vorhersage des Lokalklimas durch entsprechende Parameterstudien, die Parametrisierung mesoskaliger Prozesse fuer Wetter- und Klimavoraussage-Modelle. Fuer die Beschreibung der Schadstoffausbreitung im mesoskaligen Bereich existiert das zusaetzliche Modell DRAIS, das durch Kopplung mit einem luftchemischen Modell so weiterentwickelt werden soll, dass damit auch das Auswaschen von Gasen und Aerosolpartikeln und deren nasse Deposition simuliert werden kann.

Bestimmung der nassen Deposition in Oesterreich

Bestimmung raeumlicher und zeitlicher Variation der nassen Deposition.

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