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Art und Menge der PGE-Emissionen
Die in Abgaskonvertern verwendeten PGE werden
nahezu ausschließlich als Partikel emittiert. Zum
Bestimmen der Emissionen von PGE werden Versuche
auf Rollenprüfständen durchgeführt. Untersuchungen
an geregelten Drei-Wege-Katalysatoren
ergaben, dass je nach Motortyp, den gewählten
Betriebsbedingungen und dem Katalysatoralter im
Abgasstrom mittlere Platinkonzentrationen von 7-
123 ng/m 3 zu finden sind.
Partikelfraktionen mit einem Durchmesser von
> 10,2 µm dominieren die Platingesamtemissionen.
Die Platinemissionen korrelieren dabei auf Grund
erhöhter thermischer Belastung und einer dadurch
bedingten erhöhten Abriebs auf der Oberfläche des
Monolithen positiv mit der Fahrgeschwindigkeit.
Aus den Versuchen können folgende Emissionsraten
für Platin abgeleitet werden:
· Bundesautobahnen: 0,65 µg/Kfz-km
· Bundes- und Landesstraßen: 0,18 µg/Kfz-km
· Kreisstraßen, innerörtliche
Straßen: 0,065 µg/Kfz-km
Fehlfunktionen des Motors können im Vergleich
zum Normalbetrieb zu einer um den Faktor 100
höheren Platinemissionsrate führen.
Die jährlichen Gesamtemissionen von Platin werden
von HELMERS (HELMERS und KÜMMERER
1999) für das Jahr 1990 mit 100 kg/a, für das Jahr
2018 mit 2.100 kg/a abgeschätzt. Auf Grund des
festen Einbauverhältnisses Platin/Rhodium von ca.
5/1 bei der Produktion von Konvertern ergibt sich
entsprechend eine Rhodiumemission von ca. 20
kg/a für 1990 und 400 kg/a für 2018.
Transport und Immissionen
Verkehrsbedingte PGE-Emissionen werden über
zwei Pfade in die straßennahen Flächen eingetragen:
· den kontinuierlichen, in seiner Intensität
schwankenden Luftpfad,
· den diskontinuierlichen Weg durch Oberflächenabflüsse
nach Niederschlagsereignissen.
Beide Eintragspfade werden durch den kurzen Abstand
zwischen Emissionsquelle und Immissionsort
geprägt.
Da PGE nahezu unlöslich sind, kumulieren die von
den Konvertern emittierten Metalle (Größenordnung
im Bereich von ppt = ng/m 3 Abgas) in den untersuchten
Umweltmedien. So werden bereits im
Luftstaub Konzentrationen im ppb-Bereich (µg/kg)
festgestellt. Die im Grasschnitt aus dem Intensivpflegebereich
und in den Banketten von Autobahnen
festgestellten Gehalte liegen um 1-2 Zehnerpotenzen
höher. Eine weitere Anreicherung insbesondere
in Böden und Banketten ist zu erwarten.
Auch in Sedimenten von Entwässerungs- bzw. Regenrückhaltebecken
wurden Platingehalte in der
Größenordnung von ppb gefunden. Die Anreicherung
von Platin in Oberböden nimmt mit zunehmenden
Abstand von Straßenrand allerdings sehr
schnell ab. Vermutlich auf Grund der schlechten
Löslichkeit von PGE wurden in untersuchten
Straßenabwässern auch nur Gehalte im Bereich
von ppt gefunden.
Umweltauswirkungen
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PGE können von Pflanzen entweder über die Spaltöffnungen
der Blätter (Stomata) oder über die Wurzelhaare
aufgenommen werden. Da PGE im Wesentlichen
als Partikel und nicht gasförmig emittiert
werden, kommt ausschließlich der zweite Aufnahmepfad
in Betracht. In Untersuchungen wurde
festgestellt, dass insbesondere im Boden vorhandene
Huminsäuren, aber auch das auf Bundesfernstraßen
als Taustoff eingesetzte Natriumchlorid
(NaCl) die Löslichkeit von Platin-, Palladium- und
Rhodiumpartikeln begünstigen.
In Modellversuchen wurden an Pflanzen Anlagerungen
von Platinsalzen an den Feinwurzeln festgestellt.
Als Reaktion auf diese Anlagerungen
kommt es zu den bei einem gestörten Wasserhaushalt
(Wasserstress) üblichen Schadsymptomen
wie
· reduziertes Blattwachstum,
· gleichzeitige Vergrößerung der Wurzelbiomasse
und
· Wachstumsverminderung.
Dabei ist zu beachten, dass bei den Modellversuchen
die Nährlösungen im Vergleich zu den im
Straßenabfluss gemessenen Platingehalten eine
um den Faktor 10 3 höhere Konzentration aufwiesen.
Ergebnisse über die Wirkung von Palladium und
Rhodium auf Pflanzen liegen bisher nicht vor.