Waldbrände als Quecksilber-Schleudern

Quecksilber ist extrem gesundheitsschädlich, aber keineswegs nur ein Produkt menschlicher Aktivitäten. Auch die Natur gibt den Giftstoff ab: Wissenschaftler haben jetzt nachgewiesen, dass Waldbrände und andere Biomasseverbrennungen ebenfalls Quecksilber abgeben und damit erheblich zur Luftbelastung beitragen.

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Quecksilber steht als Umweltschadstoff auf der Prioritätenliste nahezu aller internationalen Übereinkünfte und Konventionen. So hat das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) im Jahr 2005 dazu aufgerufen, mehr Forschungsanstrengungen zur Aufklärung des globalen Quecksilberkreislaufs zu unternehmen. Forscher des Mainzer Max-Planck-Instituts für Chemie haben nun in Zusammenarbeit mit Kollegen des Instituts für Küstenforschung am GKSS-Forschungszentrum Geesthacht den Ursprung von Quecksilber in der Atmosphäre untersucht.

Bei Linienflügen von Frankfurt nach Santiago de Chile via São Paulo gelang es den Wissenschaftlern mithilfe des fliegenden Luftbeobachtungssystems CARIBIC an Bord eines Lufthansa-Airbus 340-600 erstmalig, Abluftfahnen von großflächigen Waldbränden zu beobachten und dabei erhöhte Quecksilberkonzentrationen nachzuweisen. Sie berichten in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters, dass die Quecksilberfreisetzung durch Biomasseverbrennung in der südlichen Hemisphäre die bisher bekannten anthropogenen Emissionen zum Teil deutlich übersteigt.

Vom Quecksilberdampf zum verseuchten Fisch

Quecksilber kommt in der Atmosphäre überwiegend als Dampf vor. Da das gasförmige Element sehr schlecht wasserlöslich ist, wird es nur langsam aus der Atmosphäre wieder ausgewaschen. Daher kann das elementare Quecksilber weit transportiert und abgelagert werden. Ein Teil des in Seen und Ozeanen abgelagerten Quecksilbers wird zum äußerst toxischen Methylquecksilber umgewandelt, das sich in der Nahrungskette anreichert. In einigen Fischarten, wie Thunfisch und Hecht, erreichen die Methylquecksilberkonzentrationen sehr schnell schädliche Werte. In Kanada und Skandinavien sind deshalb inzwischen tausende von Seen so belastet, dass deren Fische nicht mehr für den menschlichen Verzehr geeignet sind. Sogar Ozeanfische wie Thunfisch sollten nicht häufig verzehrt werden.

Ein Viertel aus natürlichen Quellen

Momentan werden rund drei Viertel des atmosphärischen Quecksilbers durch menschliche Aktivitäten wie Kohleverbrennung, Müllverbrennung und Verhüttung von Erzen emittiert. Nur ein Viertel entstammt aus natürlichen Quellen wie beispielsweise aus Vulkanen. Vor etwa fünf Jahren wurde jedoch beobachtet, dass auch Biomasseverbrennungen, hauptsächlich Wald- und Savannenbrände, größere Mengen an Quecksilber emittieren. Diese Messungen beschränkten sich jedoch auf die mittleren Breiten der Nordhemisphäre, obwohl etwa 90 Prozent aller Waldbrände und Brandrodungen in den Tropen stattfinden. Eine Aussage über die weltweite Bedeutung dieser Quelle im Verhältnis zu anderen Emissionen war somit bisher nicht möglich.

Starke Emissionen aus Brandrodung

Mit den empfindlichen Analysengeräten im CARIBIC-Messcontainer konnten bei Flügen von Frankfurt nach Santiago de Chile via São Paulo während der Verbrennungssaison im Jahre 2005 erstmalig erheblich erhöhte Quecksilber- und Kohlenmonoxid-Konzentrationen in gewaltigen Abluftfahnen gemessen werden. Diese Abgasfahnen stammten aufgrund nachgewiesener Verbrennungsprodukte eindeutig aus großflächigen Waldbränden. Auswertung von Satellitenbildern und die berechneten Rückwärtstrajektorien weisen auf Brände im südlichen, zentralen und östlichen Brasilien hin.

Analysen der vielen CARIBIC-Messungen und der bisherigen Daten aus mittleren Breiten zeigen, dass sich die weltweite Quecksilberemission aus Biomasseverbrennung von 210 bis 750 Tonnen pro Jahr auf drei bis elf Prozent aller Quecksilberemissionen beläuft. Diese Emissionen variieren von Jahr zu Jahr und sind stark saisonabhängig. In der südlichen Hemisphäre übersteigen die Quecksilberemissionen aus der Biomasseverbrennung in der Verbrennungssaison (August bis Oktober) die gesamten anthropogenen Emissionen. Die Verbrennung von Biomasse ist somit eine wichtige Quelle des Umweltschadstoffs Quecksilber, die bei der Modellierung des atmosphärischen Quecksilberhaushalts berücksichtigt werden muss.

(Max-Planck-Institut für Chemie, 03.07.2007 – NPO)