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Chemikalien aus Handys und Co. in den abgelegensten Böden der Erde entdeckt
Chemikalien, die in LCD- und OLED-Bildschirmen eingesetzt werden, sind bis in abgelegene Böden der Arktis, Antarktis und des tibetischen Hochlands gelangt. In 55 Bodenproben wiesen Forscher 42 solcher Verbindungen nach, von denen 33 bei späteren Probenahmen höhere Konzentrationen zeigten. Die Befunde sprechen für eine weiträumige Verfrachtung, mögliche ökologische Folgen sind bislang aber unzureichend erforscht.
Peking (China). Schadstoffe aus der Elektronikindustrie müssen nicht dort verbleiben, wo Geräte produziert, verwendet oder entsorgt werden. Einige der in Bildschirmen eingesetzten Moleküle können in die Umwelt gelangen und sich über große Entfernungen verbreiten. Computermodelle hatten bereits nahegelegt, dass bestimmte Bildschirmchemikalien langlebig und teilweise flüchtig sind. Wie weit sie tatsächlich in abgelegene Regionen vordringen, war durch Umweltmessungen bislang nur unzureichend geklärt.
Kalte Polargebiete und Hochgebirge können als Senken für langlebige organische Schadstoffe wirken. Auch fernab größerer Industriezentren lassen sich dort Chemikalien ablagern, die anderswo freigesetzt wurden. Unklar war bisher, ob dies auch für die Grundstoffe moderner Flüssigkristall- und Leuchtdioden-Bildschirme gilt.
Forscher der Jianghan University um Pu Wang haben nun die Oberflächenböden der Arktis, Antarktis und des Qinghai-Xizang-Plateaus untersucht. Das Hochland auf dem tibetischen Plateau wird wegen seiner ausgedehnten Hochgebirgs- und Eisregionen häufig als dritter Pol bezeichnet. Die Wissenschaftler analysierten 55 Proben, die zwischen 2010 und 2022 bei mehreren Expeditionen gesammelt worden waren, auf Flüssigkristallmonomere und organische Leuchtmaterialien für Displays.
Die Analysen ergaben 42 unterschiedliche Bildschirmchemikalien in den untersuchten Böden. Ihre zusammengefassten Konzentrationen erreichten bis zu 3.130 Pikogramm pro Gramm trockenen Bodens, entsprechend rund 3,13 Nanogramm pro Gramm. Die höchsten Werte liegen damit in einer ähnlichen Größenordnung wie die Konzentrationen einiger schon länger bekannter, langlebiger organischer Schadstoffe in vergleichbar entlegenen Gebieten.
An allen drei Orten gab es jeweils nur zwei Probenahmekampagnen. Auf dem tibetischen Plateau fanden sie 2010 und 2021 statt, in der Arktis 2011 und 2016 sowie in der Antarktis 2011 und 2022. Bei 33 der nachgewiesenen Verbindungen lagen die späteren Konzentrationen höher als die zuvor gemessenen Werte. Besonders fluorierte und cyanhaltige Substanzen trugen zu diesen Unterschieden bei.
Die Zusammensetzung der Stoffgemische unterschied sich zwischen den Regionen. Auf dem tibetischen Plateau und in der Antarktis dominierten fluorierte Biphenylverbindungen, während in der Arktis cyanhaltige Verbindungen stärker vertreten waren. Die Forscher führen diese Unterschiede unter anderem auf die verschiedenen Eigenschaften der Moleküle und ihre Wechselwirkung mit dem Boden zurück.
Auffällig ist zudem, dass Böden nahe den Forschungsstationen nicht durchweg stärker belastet waren als weiter entfernte Probenahmestellen. Dies spricht nach Einschätzung des Teams für einen weiträumigen Transport durch die Atmosphäre statt ausschließlich lokaler Schadstoffquellen. Direkte Messungen der Luftströmungen und der beteiligten Emissionen liegen allerdings nicht vor. Deshalb lässt sich bisher weder die genaue Herkunft noch der Anteil einzelner Eintragswege bestimmen.
Bei schlecht wasserlöslichen Verbindungen spielte außerdem der Gehalt an organischem Kohlenstoff im Boden eine Rolle. Organisches Bodenmaterial könnte einen Teil der eingetragenen Stoffe festhalten und damit ihre Verteilung im Gelände beeinflussen. Wie lange sie unter den jeweiligen Bedingungen verbleiben, muss noch genauer untersucht werden.
Eine erste Risikoabschätzung ergab für das tibetische Hochland teils um bis zu zwei Größenordnungen höhere rechnerische Risikowerte als für die beiden Polargebiete. Daraus folgt allerdings nicht, dass dort bereits konkrete Schäden an Bodenorga