Die vier Griechischen Elemente: - TOBIAS-lib - Universität Tübingen

2 Atmosphärische Deposition von PAK
ermittelten Ergebnisse auch die von Horstmann
& McLachlan (1998) publizierten mittleren jährlichen
Depositionsgeschwindigkeiten.
2.4.3 Meteorologische Einflüsse auf
die atmosphärische PAK-Deposition
Die Beziehung zwischen der atmosphärischer
Deposition und der Umgebungstemperatur wird
in Abbildung 2-11 wiedergegeben. Wania et al.
(1998) folgend wurde für das semivolatile Phenanthren
sowie für das nicht volatile Benzo-
(a)pyren der natürliche Logarithmus der atmosphärischen
Deposition über der reziproken Temperatur
dargestellt (Arrhenius-Plot). Für beide
Substanzen ergibt sich eine Regressionsgerade
mit r 2 > 0,65, die beiden Regressionsgeraden
verlaufen ungefähr parallel und weisen eine
positive Steigung auf. Dies bedeutet (dem beschriebenen
Jahresgang folgend), dass niedrige
Umgebungstemperaturen mit hohen Depositionsraten
und umgekehrt hohe Umgebungstemperaturen
mit niedrigen Depositionsraten
korreliert sind. Aus den Steigungen der Regressionsgeraden
können die Enthalpien berechnet
werden. Für Phenanthren beträgt sie ∆H = 5,4 ±
1,2 kJ mol -1 , für Benzo(a)pyren ∆H = 6,7 ± 1,5
kJ mol -1 .
Depositionsrate [ng m-2 d-1]
1000
100
10
1
r2 (Phenanthren) = 0,70
3.40 3.50 3.60 3.70
Phenanthren
1000 T-1 [1/°]
r2 (Benzo(a)pyren) = 0,66
Benzo(a)pyren
Abbildung 2-11 Atmosphärische Deposition von
Phenanthren und Benzo(a)pyren in Abhängigkeit von
der Temperatur im Untersuchungsgebiet
“Waldstein”.
Während ähnliche Verhältnisse für partikelgetragene
PAK in der Literatur beschrieben sind
(Buehler et al., 2001), konnte für andere POP
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(Pestizide, PCB) ein umgekehrter Jahresgang
der atmosphärischen Konzentrationen (nicht
Deposition) mit Konzentrationsmaxima im
Sommer und -minima im Winter beobachtet
werden (Wania et al., 1998a; Buehler et al.,
2001; Murayama et al., 2003). Folgerichtig
konnte für diese Substanzen eine Abbildung
2-11 entsprechende Korrelation nachgewiesen
werden, allerdings mit einer negativen Steigung.
Dies entspricht auch der thermodynamischen
Erwartung, da steigende Temperaturen während
der Sommermonate zur Ausgasung der Substanzen
von der Erdoberfläche in die Atmosphäre,
sinkende Temperaturen aber zu Kondensation
führen (Clausius-Clapeyron-Beziehung).
Im Gegensatz zu Wania et al. (1998) und
Murayama et al. (2003) wurden hier jedoch
nicht atmosphärische Konzentrationen (bzw.
Partialdrucke, vgl. Gleichung 2.5), sondern
Depositionsraten dargestellt. Und entsprechend
den oben angestellten Überlegungen von Ausgasung
und Kondensation ist eine umgekehrt
proportionale Beziehung zwischen atmosphärischer
Deposition und Konzentration denkbar.
Eine Umrechnung der Depositionsraten in Luftkonzentrationen
entsprechend Gleichung 2.1
verbietet sich, da die von Horstmann &
McLachlan (1998) ermittelten Depositionsgeschwindigkeiten
(Tabelle 2-10) ein jährliches
Mittel darstellen. Für die verschiedenen Jahreszeiten
wären demnach unterschiedliche Depositionsgeschwindigkeiten
anzusetzen (für den
Sommer negative!), nach Jahreszeiten differenzierte
Depositionsgeschwindigkeiten sind für
PAK bisher jedoch nicht beschrieben. Für das
semivolatile Phenanthren konnte aber tatsächlich
ein den thermodynamischen Überlegungen
entsprechender Jahresgang der Luftkonzentrationen
mit Maxima im Sommer und Minima im
Winter aufgezeichnet werden, während das nicht
volatile Benzo(a)pyren in den gleichen Untersuchungen
höchste Konzentrationen im Winter
und minimale im Sommer aufwies (Gardner et
al., 1995; Lee & Jones, 1999b; Cortes et al.,
2000; Gigliotti et al., 2000; Dachs et al., 2002).
Im Gegensatz dazu konnten im Jahresgang der
Niederschlagskonzentrationen für alle PAK die