Wichtige Spurenelemente werden über Atmosphäre verteilt

Wichtige Spurenelemente werden über Atmosphäre verteilt

Spurenelemente können trotz ihres geringen Vorkommens sowohl nützliche wie schädliche Wirkungen in Lebewesen hervorrufen. Einem Forscherteam gelang nun erstmals der Nachweis, dass Elemente wie Schwefel, Arsen und Selen in beträchtlichem Ausmaß durch Feuchtgebiete verflüchtigt und so mit dem Wind über weite Strecken transportiert werden können. Speziell für Selen ist das Verständnis von solchen Umverteilungsprozessen wichtig, da Schätzungen zufolge bis zu einer Milliarde Menschen eine Selenunterversorgung haben und langfristig Ansätze zur Sicherung einer angemessenen Versorgung entwickelt werden müssen.

Ein internationales Forscherteam aus 5 Instituten, unter Beteiligung der Hochschule für Life Sciences FHNW (HLS), hat erstmals natürliche Emissionen von verflüchtigten Spurenelementen in der Natur bestimmen können. Aus Laborstudien war bekannt, dass Spurenelemente durch biologische Prozesse verflüchtigt werden können. Allerdings war das Ausmaß der Verflüchtigungsprozesse in der Natur bisher unterschätzt worden.

Da Feuchtgebiete weltweit zwischen 6-11% der Landmasse bedecken, wählten die ForscherGola di Lago, ein Hochmoor im Kanton Tessin, als Modell für ihre Studien. Forschende der ETH Zürich sammelten hier in den Jahren 2010 und 2012 über mehrere Wochen Proben (Bild 1), welche anschließend an der HLS FHNW in einer speziell entwickelten Nachweismethode bezüglich ihres Spurenelementgehalts untersucht wurden. Dr. Markus Lenz und dem Team gelang der Nachweis von wenigen Nanogramm pro Liter, was in etwa einem Kilo Zucker aufgelöst im Volumen des Bieler Sees entspricht. Trotz dieser extrem geringen Konzentrationen können biologische Verflüchtigungsprozesse einen bedeutenden Einfluss auf die globale Verteilung von Spurenelementen haben. Basierend auf den ermittelten Verflüchtigungsraten kann davon ausgegangen werden, dass weltweit mehrere hundert Tonnen Spurenelemente durch Feuchtgebiete verflüchtigt und über die Atmosphäre weiter verteilt werden. Dies kann zur Folge haben, dass langfristig Ungleichgewichte in der Elementverteilung entstehen, welche zu schädlicher Überversorgung mit Spurenelementen führen könnten. Speziell für Selen scheint der Transport mit dem Wind einen maßgeblichen Verteilungspfad darzustellen. Die hochsensitiven neu entwickelten Methoden können nun angewandt werden, um andere Spurenelemente in der Umwelt zu bestimmen.


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