Langzeittrends für Trifluoressigsäure in terrestrischen Umweltproben

Untersuchung von Pflanzenproben der Umweltprobenbank des Bundes auf Trifluoressigsäure (TFA)

Blatt der Rotbuche (Bild: Wikipedia)

Der Vergleich aktueller TFA-Gehalte im Niederschlag mit den Werten aus Mitte der 1990er Jahre deutet auf einen Anstieg des atmosphärischen Eintrags von TFA innerhalb der letzten Jahrzehnte in Deutschland hin. Aufgrund der physikochemischen Eigenschaften von TFA ist davon auszugehen, dass, analog zum Anstieg der TFA-Gehalte im Niederschlag, die TFA-Gehalte in Pflanzen ebenfalls zugenommen haben. Systematische Untersuchungen hinsichtlich zeitlicher Trends für TFA in Pflanzen lagen vor Projektbeginn allerdings nicht vor. Diese Wissenslücke wurde nun mithilfe archivierter Pflanzenproben der Umweltprobenbank des Bundes geschlossen.

Zunächst wurde eine leistungsstarke Analysemethode für die Probenmatrix entwickelt. Untersucht wurden Blatt- bzw. Nadelproben der Baumarten Rotbuche (Fagus sylvatica), Pyramidenpappel (Populus nigra 'Italica'), Gemeine Fichte (Picea abies) und Waldkiefer (Pinus sylvestris) von unterschiedlichen Probenahmestellen innerhalb Deutschlands. Die erhobene Zeitreihe der TFA-Gehalte umfasst den Zeitraum von 1989 bis 2020.

Die TFA-Gehalte untersuchter Blatt- und Nadelproben lagen überwiegend im zwei- bis dreistelligen µg/kg-Bereich (bezogen auf das Trockengewicht). Proben unterschiedlicher Standorte derselben Baumart lagen jeweils in einem ähnlichen Konzentrationsbereich. Die höchsten TFA-Gehalte wurden in Proben der Pyramidenpappel gefunden. Hier wurden Konzentrationen bis knapp über 1000 µg/kg Trockengewicht nachgewiesen. Für drei der vier untersuchten Standorte der Rotbuche und für beide Standorte der Pyramidenpappel konnte ein statistisch signifikanter positiver Trend der TFA-Konzentration innerhalb des Untersuchungszeitraums festgestellt werden. Die Ergebnisse der Nadelproben deuten ebenfalls auf einen Anstieg der TFA-Konzentration im Untersuchungszeitraum hin, wenngleich für diese aufgrund der geringen Probenanzahl keine statistische Trendbetrachtung durchgeführt wurde.

Die im Rahmen dieser Studie erzielten Ergebnisse verdeutlichen das ubiquitäre Vorkommen von TFA in der Umwelt und der positive Trend der Konzentrationen innerhalb des Beobachtungszeitraums stellt einen deutlichen Hinweis auf einen ansteigenden atmosphärischen Eintrag von TFA in die (terrestrische) Umwelt dar. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den prognostizierten Anstieg des atmosphärischen Eintrags von TFA in Folge erwarteter steigender Emissionen gasförmiger Vorläufersubstanzen von TFA relevant.

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