Nasse, trockene und Gesamt-Deposition

Einträge aus dem Niederschlag und Messmethoden

Ein Teil der Stoffeinträge, die zur Versauerung und Überdüngung von Böden und Vegetation beitragen, werden gasförmig, als feste Teilchen oder in Niederschlag und Luftfeuchtigkeit gelöst eingetragen (=Deposition).

Als nasse Deposition wird der Niederschlag von Regen und Schnee bezeichnet. Sie ist nur abhängig von der Konzentration des Schadstoffes in der Luft und der Niederschlagsmenge am Untersuchungsort. Mit offenen Sammelgefäßen (engl. bulk) mit aufgesetztem Trichter lassen sich aus der Atmosphäre die in Lösung gegangenen Stoffe auffangen.

In der Luft vorhandene feste und gasförmige Teilchen lagern sich ebenfalls auf Böden und der Vegetation ab. Sie bilden die trockene Deposition. Sie ist zum Großteil abhängig von der Art und Beschaffenheit der aufnehmenden Oberfläche; je größer und rauer diese ist, desto mehr Schadstoff wird deponiert. Deshalb nehmen Bäume mit ihrem dichten Kronendach mehr Schadstoffe auf als eine Wiesenfläche. Exakte Messungen der trockenen Deposition erfordern eine Vielzahl aufwendiger Messgeräte. Mit Hilfe von einfachen Passivsammlern kann zumindest die gasförmige Konzentration z. B. von Stickstoffverbindungen erfasst werden.

Nasse und trockene Deposition verhalten sich im Gesamt-Stoffeintrag im Mittel etwa wie Eins zu Eins.

Für die Ermittlung der Gesamtdeposition müssen alle Komponenten der nassen, trockenen und der feuchten (Nebel- und Wolkentröpfchen) Deposition berücksichtigt werden. Dies ist nur mit umfangreichen Rechenmodellen möglich.

Der bei uns mit offenen Bulks gesammelte Anteil der Gesamtdeposition erfasst den nassen und den wasserlöslichen Teil der trockenen Deposition, der aus dem Staub über den Trichter in die Sammelflasche gespült wird. Der Inhalt der Sammelflasche wird durch ein passives Kühlsystem vor zu starker Aufheizung während der Sommermonate geschützt. Damit werden Stoffveränderungen durch Bakterien und Algen eingeschränkt. Die Sammler werden alle 14 Tage beprobt.

Aufbauskizze eines Bulk-Niederschlagssammler Bild vergrössern Aufbauskizze eines Bulk-Niederschlagssammler

Der Bulk-Niederschlagssammler ist eine Modifikation des Bulk-Sammlers nach der LAWA-Richtlinie (LAWA 1998: Atmosphärische Deposition – Richtlinie für Beobachtung und Auswertung der Niederschlagsbeschaffenheit. Länderarbeitsgemeinschaft Wasser). Elektrisch betriebene Niederschlagssammler, wie der offene elektrische Bulk (E-Bulk) und der Wet-only-Sammler, sind mit einem Kühl- und Heizaggregat ausgestattet, das die Probentemperatur in der Sammelflasche annähernd unabhängig von der Außentemperatur auf 5 bis 8 °C hält und damit einen Sammelzeitraum von 28 Tagen ermöglicht. Der offene elektrische Bulk sammelt genau wie der einfache Bulk-Niederschlagssammler einen Teil der Gesamtdeposition. Um nur die nasse Deposition messen zu können, werden Wet-only-Sammler eingesetzt. Sie haben einen sensorgesteuerten Deckel, der den Sammler nur für nassen Niederschlag öffnet.

Wet-only-Niederschlagssammler Bild vergrössern Wet-only-Niederschlagssammler

Das Depositionsmessnetz des LfU setzt sich aus 6 naturnahen landwirtschaftsnahen und städtischen Messstellen zusammen. Parallele Messungen finden an sieben Dauerbeobachtungsstationen statt. Vor Ort wird die Niederschlagsmenge bestimmt, ein Teil der Probe abgefüllt und in einer Kühltasche ins Labor gebracht. Dort wird die ungefilterte Probe unter anderem auf ihren Gehalt an
Sulfat (SO42-), Ammonium (NH4+) und Nitrat (NO3-) untersucht.

Bayernkarte mit den Standorten der Dauerbeobachtung und Depositionsmessnetz des LfU Bild vergrössern Standorte der Dauerbeobachtung und Depositionsmessnetz des LfU

Der Gehalt gasförmigen Ammoniaks in der Luft (NH3-Konzentration) wird mit Hilfe von Diffusionssammlern (Passivsammler nach dem FERM-Typ) bestimmt. Das Gas wird an einem mit Säure behandelten Filter aufgenommen und dabei in Ammonium umgewandelt. Die Menge des am Filter festgehaltenen Ammoniums kann im Labor ionenchromatografisch bestimmt und auf die Ammoniakkonzentration zurückberechnet werden. Es wird die mittlere Konzentration über den 28-tägigen Sammelzeitraum angegeben.

Ammoniakkonzentrationen werden an ausgewählten Standorten des Depositionsmessnetzes und der Dauerbeobachtung ermittelt.