Der Schnee, der auf Svalbard fällt, enthält in den sonnigen Monaten höhere PFAS-Werte als in den dunklen Wintermonaten. Untersuchungen der Universität Örebro zeigen, dass die Konzentration dieser Chemikalien in der sonnigsten Zeit des Archipels bis zu 71-mal höher ist.
„Das Sonnenlicht löst in der Atmosphäre chemische Reaktionen aus, die PFAS umwandeln und während des arktischen Sommers in den Schnee tragen“, sagt der Chemiker William Hartz.
PFAS bezeichnet eine Gruppe von Tausenden von künstlich hergestellten Chemikalien, die in der Natur nur sehr langsam abgebaut werden. Keiner dieser Stoffe kommt in der Natur vor – sie werden auch als Ewigkeitschemikalien bezeichnet, und mehrere stehen im Verdacht, sich negativ auf Mensch und Natur auszuwirken. Diese Chemikalien, die in Kleidung, Küchengeräten und Dichtungsmitteln verwendet werden, sind in der Natur und im Körper von Tieren und Menschen weltweit verbreitet. So wurde beispielsweise eine Art von PFAS namens PFOS im Blut von Eisbären gefunden.
„Bei Eisbären wurden ähnliche PFOS-Werte gemessen wie bei Menschen, die in der Nähe von PFAS-Fabriken in China leben. Es ist erstaunlich, dass Eisbären an so abgelegenen Orten die gleichen PFOS-Werte aufweisen wie Menschen in den am stärksten verschmutzten Gebieten der Welt“, sagt William Hartz, Postdoktorand an der Universität Örebro.
In Zusammenarbeit mit anderen Forschern hat er Daten aus einer Studie veröffentlicht, die 2019 begann, als er von Januar bis August auf Spitzbergen lebte. Svalbard ist eine Inselgruppe im Arktischen Ozean, und die Stadt Longyearbyen ist einer der nördlichsten bewohnten Orte der Welt.
„Wir wissen aus Laborexperimenten, dass Sonnenlicht PFAS in der Atmosphäre in andere Arten von PFAS umwandeln kann, und ich wollte untersuchen, wie dies an einem abgelegenen Ort geschieht“, erklärt William Hartz.
Er wählte einen Gletscher aus, den er während seiner acht Monate auf der Insel zehnmal besuchte. Die Kräfte der Natur bestimmten, wie er sich fortbewegte – ob mit dem Schneemobil, auf Skiern oder zu Fuß – und wann die Probenahme stattfinden konnte. Er beobachtete die Wettervorhersagen genau, um Ausfahrten bei starkem Wind oder hohem Lawinenrisiko zu vermeiden.
„Ich sammelte zwischen 10 und 20 kg Schnee pro Besuch. Insgesamt wurden etwa 100 kg geschmolzener Schnee vom Flughafen Longyearbyen nach Schweden transportiert.“
Zurück im Labor an der Universität Örebro stellten William Hartz und seine Kollegen fest, dass die PFAS-Konzentrationen im Schnee für Trifluoressigsäure (TFA) während der Sonnenscheinperioden, wenn die Sonne rund um die Uhr schien, bis zu 71-mal höher waren als in den dunkelsten Monaten, wenn die Sonne nie aufgeht.
„Trotz des Wissens um die chemischen Prozesse war das Team von den extremen jahreszeitlichen Unterschieden in den PFAS-Werten überrascht“, sagt William Hartz.
TFA gehört zu den so genannten ultrakurzen PFAS-Substanzen, die ein bis drei Kohlenstoffatome enthalten. Forscher haben auch 13- bis 22-mal höhere Konzentrationen von PFOA und PFOS in Schnee gefunden, der im Sommer fällt, als im Winter. PFOA und PFOS wurden in den 1950er Jahren in großen Mengen hergestellt und in Produkten wie Teflon und Feuerlöscherschaum verwendet. Diese Stoffe werden zwar immer noch in verschiedenen Industriezweigen verwendet, sind aber in der EU verboten.
Sonnenlicht löst photochemische Reaktionen aus, durch die sich PFAS in der Atmosphäre in andere Arten von PFAS verwandeln. Diese atmosphärischen PFAS stammen hauptsächlich aus Fabriken und der Abfallwirtschaft und können Tausende von Kilometern zurücklegen, bevor sie als Niederschlag in Form von Regen oder Schnee fallen.
„Dies könnte erklären, warum in einer früheren Studie die Chemikalie GenX auf der Oberfläche des Arktischen Ozeans gefunden wurde. Da die Produktion von GenX im Jahr 2009 begann, ist noch nicht genug Zeit vergangen, um das Arktische Meer zu erreichen, wenn es in die Nordsee eingeleitet würde. Dennoch haben wir 41-mal höhere GenX-Werte gemessen, nachdem die Sonne schien, was darauf hindeutet, dass sein Vorhandensein in der Arktis auf atmosphärische Prozesse zurückzuführen sein könnte.“
William Hartz sieht die Forschung als ein wesentliches Puzzlestück für das Verständnis der Verbreitung von PFAS auf der ganzen Welt. Trotz der scheinbar düsteren Ergebnisse bleibt William Hartz vorsichtig optimistisch, was die Zukunft angeht:
„Wenn wir die Emissionen bestimmter Stoffe stoppen können, könnten wir möglicherweise schon in wenigen Jahren niedrigere PFAS-Werte in Regen und Schnee sehen, sagt er.
Der Artikel Quellen und saisonale Schwankungen von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) in Oberflächenschnee in der Arktis ist in Environmental Science and Technology veröffentlicht. Die Studie ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Universität Örebro, der Universität Oxford, dem Universitätszentrum in Svalbard und NILU, einem norwegischen Klima- und Umweltforschungsinstitut.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c08854
