Bachelorarbeit

Moosmonitoring von Emission und Deposition volatiler Metall(oid)e entlang eines Fumarolen-Transsekts auf Vulcano, Italien

Kathrin Struller (11/2012-08/2013)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Julia Arndt

Neben H₂O, CO₂ und SO₂ enthalten vulkanische Emissionen auch metallische Spurenelemente, die bislang kaum erforscht sind. Emission und Deposition volatiler Metall(oid)e wurden mittels 3-wöchigem aktivem Moosmonitoring entlang eines Transekts durch das Fumarolenfeld der Insel Vulcano (Italien), unter Verwendung von Sphagnum palustre Moosbeuteln untersucht. Das Moos wurde vor der Exposition gewaschen, gefroren und getrocknet. An jedem der 8 Probenahmepunkte wurden 3 Moosbeutel in jeweils 5 Höhen (0,72-1,6 m), sowie 1 zusätzlicher Beutel in 1,6 m Höhe exponiert und Bodenproben genommen. Nach der Exposition wurden Triplikate von Moos- und Bodenproben im Labor getrocknet, gemahlen und mit 32 % HNO₃/32 % H₂O₂ mikrowellenextrahiert. Die filtrierten Extrakte wurden mittels ICP-MS auf As, Se, Sb, Tl, Te und Bi analysiert. Die zusätzlichen Moosbeutel wurden mit 1 % HNO₃ mikrowellenextrahiert und mittels HPLC-ICP-MS auf As-Spezies analysiert. Stark erhöhte Konzentrationen aller Elemente gegenüber den Hintergrundwerten zeigten Emission aus den Fumarolen. Eine Abnahme der Konzentrationen mit zunehmender Distanz zeigte Ausbreitung der Emissionen mit dem Wind. Unterschiede in der horizontalen Konzentrationsverteilung der einzelnen Elemente wurden durch unterschiedliche Temperatur und chemische Zusammensetzung der Fumarolen erklärt, sowie durch das Bindungsvermögen gegenüber Moos und Trägerstoffen. Es konnte kein vertikales Verteilungsmuster festgestellt werden, da die gewählten Höhen zu dicht lagen, um den Einfluss des vertikalen Windprofils zu erkennen. Anorganisches As wurde als dominante As-Spezies identifiziert; die Konzentrationen von As-Kationen, Mono- und Dimethylarsen waren viel geringer. Der Vergleich der Metall(oid)-Akkumulation auf Moosbeuteln mit in der Luft durch aktives Pumpen in AgNO₃-Sorptionsröhrchen gemessenen Gesamtgehalten zeigte eine gute Korrelation und bestätigte Moosmonitoring als sinnvolle Methode zur Überwachung vulkanischer Emissionen.