Marine Schad- und Spurenstoffe

Schadstoffe können weite Strecken zurücklegen und gelangen von den Industriezentren bis in die Arktis.

Der arktische Ozean befindet sich zwar weit entfernt von den großen industriellen Zentren Europas, Asiens und Nordamerikas, aber durch Luft- und Wasserströmungen gelangen Schadstoffe über Ferntransport in die arktische Umwelt. Hinzu kommen lokale Quellen in der Arktis, die zum Beispiel als Folge von Unfällen Schadstoffe freisetzen.

Am Alfred-Wegener-Institut (AWI) erfolgt seit über zehn Jahren die Simulation von Spurenstoff- und Schadstoffausbreitung im marinen Bereich der Arktis mithilfe von Computermodellen, vorrangig mit dem am AWI entwickelten Modell NAOSIM (North Atlantic/Arctic Ocean Sea-Ice Model).

Diese Berechnungen dienen einerseits zur Validation (Bestätigung) der Modellsimulationen (etwa wenn es Messdaten zum Vergleich mit der Realität gibt). Andererseits im Rahmen von Simulationen hypothetischer Ausbreitung zur Einschätzung von möglichen Folgen eines Unfalls oder einer anderen ungewollten Freisetzung.

Beispiele für letzteres waren etwa die hypothetische Ausbreitung von im Wasser gelösten radioaktiven Spurenstoffen (Radionukliden) als Folge einer möglichen Emission durch verklappte radioaktive Abfälle (Harms und Karcher, 2003) oder durch das gesunkene atomare Unterseeboot "Kursk" (Gerdes et al., 2001).

Die ebenfalls am AWI durchgeführten Simulationen zur Modellvalidierung und zur Verbesserung des Verständnisses der Zirkulation zeichnen sich durch eine enge Zusammenarbeit mit den jeweiligen Arbeitsgruppen aus, welche sich auf die Probenahme und deren Analyse spezialisiert haben. Auch hier hat das AWI langjährige Erfahrung. Beispiele für derartige Arbeiten sind die Ausbreitung von anthropogenen Radionukliden aus den westeuropäischen Gewässern in die nördlichen Meere, insbesondere Technetium 99 (99Tc) und Iod 129 (129I) (Karcher et al., 2004, 2012). Beides sind radioaktive Spurenstoffe, die durch die nuklearen Wiederaufbereitungsanlagen in Sellafield (Großbritannien) und La Hague (Frankreich) ins Meer eingeleitet werden. Diese Untersuchungen dienen auch als Basis für die Abschätzung der Transportwege anderer wasserlöslicher Schadstoffe aus Westeuropa auf dem Weg in die arktischen Gewässer für die dort nur wenige Messdaten vorliegen. Ein Beispiel hierfür ist Perfluoroctansäure (PFOA), das u. a. als Beiprodukt der Textilherstellung in die Umwelt gelangt und vor allem über den Ozean bis in die Arktis transportiert wird.

Literatur:
Gerdes, R., Karcher, M. ,  Kauker, F. and Köberle, C. (2001) Predicting the spread of radioactive substances from Kursk , EOS, Transactions, American Geophysical Union, 82(23), 253 , pp. 256-257

Harms, I. H. and Karcher, M. (2003) Pathways of anthropogenic radionuclides in the northern oceans , in: Modelling Radioactivity in the Environment, Elsevier, M. Scott (Ed.), Section 2 Chapter 10, ISBN: 0-08-043663-3 .

Karcher, M. , Gerland, S. , Harms, I. , Iosjpe, M. , Heldal, H. , Kershaw, P. J. and Sickel, M. (2004) The dispersion of technetium-99 in the Nordic Seas and the Arctic Ocean: a comparison of model results and observations , Journal of environmental radioactivity, 74, 1-3, 2004 , pp. 185-198 .

Karcher, M. , Smith, J. N. , Kauker, F. , Gerdes, R. and Smethie Jr, W. (2012) Recent changes in Arctic Ocean circulation revealed by 129-Iodine observations and modelling , Journal of Geophysical Research - Oceans., AGU . doi: 10.1029/2011JC007513

 

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