Masterarbeit

Moos-Monitoring von volatilem As und Sb im Yellowstone Nationalpark

Sarah Hofmann (08/2012-04/2014)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Julia Arndt

Moosbiomonitoring ist eine einfache und preiswerte Methode, um volatile Verbindungen von z.B. As, Sb, Tl oder Bi aus anthropogenen oder geogenen Quellen zu identifizieren und wurde bereits erfolgreich an vulkanischen Standorten angewandt. Im Juni 2013 wurden im Yellowstone Nationalpark (USA) an 47 Standorten in 5 Geothermalgebieten an verschiedenen geothermalen Erscheinungsformen Moose für 17-21 Tage regengeschützt exponiert. Mittlere Elementakkumulationen auf den Moosen lagen für Bi und Tl unterhalb der Nachweisgrenze, für Sb bei 0,009 μg (g Moos*Tag)-1 und für As bei 0,038 μg (g Moos*Tag)-1. In den zugehörigen wässrigen Phasen lagen die Gehalte für Bi ebenfalls unterhalb der Nachweisgrenze, für Tl bei 0,2 - 0,7 μg L-1, für Sb bei 18 - 85 μg L-1 und für As bei 720 - 2030 μg L-1. Für Arsen wurde eine positive Korrelation zwischen dem Arsengesamtgehalt sowie dem Vorherrschen der Spezies Arsenit und der Arsenakkumulation auf dem Moos festgestellt, was ein Hinweis auf den Freisetzungsmechanismus unter reduzierenden Bedingungen sein könnte. Die Akkumulation von Antimon korrelierte dagegen nicht mit ihren Spezies oder Gesamtgehalten. Zudem gab es weder großräumige regionale „Hotspots“ volatiler Arsen- und Antimonfreisetzung, noch einen klaren Trend einer bevorzugten Entgasung aus den verschiedenen geothermalen Erscheinungsformen (geothermal beeinflusste Sumpfgebiete, Schlammtöpfe, heiße Quellen, Geysire oder Fumarolen). Von den qualitativ ermittelten Parametern korrelierten die Entgasungsintensitäten sowie der Zustand der Moose (trocken – nass) der jeweiligen Probenahmestellen positiv mit beobachteten Elementakkumulationen auf den Moosen. Außerdem erschwerten Kontaminationen durch Spritzwasser und generell sehr niedrige, homogene Elementakkumulationen auf den Moosen eine klare Interpretation. Exhalationen aus geothermalen Strukturen erschienen zudem deutlich geringer zu sein als z.B. aus aktiven Fumarolen der Insel Vulcano, wo mit der gleichen Methode und 3 Wochen Expositionszeit Akkumulationen von bis zu 0,62 μg (g Moos*Tag)-1 für Sb und 10,90 μg (g Moos*Tag)-1 für As gemessen wurden. Künftige Studien sollten längere Expositionszeiten oder eine andere Form der Anreicherung möglichst mit Spritzwasserschutz anwenden.