Zusammenfassung
Die Verteilung verkehrsbedingter Platingruppenelemente (PGE) aus Kfz-Abgaskatalysatoren in straßennahen Böden wurde an verschiedenen Standorten untersucht. Entlang senkrecht zur Fahrbahn verlaufender Traversen (0,1–10 m) wurden Bodenproben aus drei unterschiedlichen Bodentiefen entnommen. Die Bestimmung der Gehalte an Platin, Rhodium und Palladium erfolgte nach Abtrennung und Anreicherung durch Nickelsulfid-Dokimasie und naßchemischem Aufschluß (HCl/H2O2) mittels ICP-MS. Die Platinkonzentrationen im straßennahen Boden liegen zwischen 250 μg/kg und den geogenen Hintergrundwerten. Die Platin/Rhodium-Verhältnisse in Straßensedimenten und kontaminierten Oberböden liegen bei 6∶1 und entsprechen somit weitgehend den langjährig in der Katalysatorproduktion eingesetzten Mengenverhältnissen. Deutliche Abhängigkeiten der Immissionen von der Entfernung zur Fahrbahn, der Bodentiefe und Standortmerkmalen, wie Hauptwindrichtung, Barrieren durch Vegetation oder Morphologie sowie der Verkehrsdichte und Stauhäufigkeit zeichnen sich anhand der gemessenen Konzentrationsprofile ab.
Abstract
Contents and distribution of platinum-group-elements (PGE) in soils caused by automobile emissions were investigated at three transects perpendicular to the road at various depths. Concentrations of platinum, rhodium and palladium were determined by ICP-MS after separation and preconcentration by nickel-sulphide fire-assay. Platinum contents in roadside soils range from 250 μg/kg to the local background values which are below 0.5–0.8 μg/kg. Ratios of platinum and rhodium (about 6∶1) are similar to the ratios in catalytic converters. There is evidence for a significant correlation of PGE input and local parameters such as traffic-conditions, distance from the trafficlane, prevailing wind direction, and barriers such as vegetation or morphology.
Article PDF
Explore related subjects
Discover the latest articles, news and stories from top researchers in related subjects.Avoid common mistakes on your manuscript.
Literatur
Abthoff, J.;W. Zahn;G. Loose;A. Hirschmann (1994): Serieneinsatz von Palladium in Drei-Wege-Katalysatoren mit hoher Leistungsfähigkeit. MTZ Motortechn. Z.55: 292–297
Blume, H.-P. (1992): Handbuch des Bodenschutzes, 2. Auflage, 794 S.; Landsberg/Lech (ecomed Verlagsgesellschaft)
Bogenrieder, A.;A.M. Reichlmayr-Lais;M. Kirchgessner (1992a): Einfluß von alimentärem PtCl4 und Pt0 auf Wachstum; hämatologische Parameter und auf Reproduktionsleistung. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr.68: 281–288
Bogenrieder, A.;A.M. Reichlmayr-Lais;M. Kirchgessner (1992b): Pt-Retention in maternalen Geweben nach unterschiedlich hoher PtCl4- und Pt0-Ingestion. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr.69: 143–150
Eckhardt, J.-D.;J. Schäfer (1997): PGE-Emissionen aus Kfz-Abgaskatalysatoren. In: Matschullat, J.; Tobschall, H.J. & Voigt, H.-J. [Hrsg.]. Geochemie und Umwelt: 181–188, Heidelberg (Springer)
Ehrenstorfer-Schäfers, F.;H. Hartl;W. Beck (1988): Bildung wasserlöslicher Histidin-Platin-Komplexe aus metallischem Platin und Histidin. Z. Naturforsch.43b: 499–500
Farago, M.E.;P.J. Parsons (1994): The effects of various platinum metal species on the water plantEichhornia crassipes (MART.) Solms. Chem. Spec. Bioavail.6(1): 1–12
Farago, M.E.;P. Kavanagh;R. Blanks;J. Kelly;G. Kazantzis;I. Thornton;P.R. Simpson;J.M. Cook;S. Parry;G.M. Hall (1996): Platinum metal concentrations in urban road dust and soil in the United Kingdom. Fresenius J. Anal. Chem.354: 660–663
Finnigan MAT (1995): ICP-MS Interferenz-Tabelle, Vers. 2.— Finnigan MAT, Bremen
Freiesleben, D.;B. Wagner;H. Hartl;W. Beck (1993): Auflösung von Palladium- und Platinpulver durch biogene Stoffe. Z. Naturforsch.48b: 847–848
Gäth, S.;M. Sternheim;H.-G. Frede (1990): Einfluß des Kraftfahrzeugverkehrs auf den Schwermetallgehalt von Straßenabflußwasser. Forum Städte-Hygiene41: 235–238; Berlin, Hannover (Patzer)
Golwer, A. (1991): Belastung von Böden und Grundwasser durch Verkehrswege. Forum Städte-Hygiene42: 266–276; Berlin, Hannover (Patzer)
Heinrich, E.;G. Schmidt;K.-L. Kratz (1996): Determination of Platinum-Group-Elements (PGE) from catalytic converters in soil by means of docimasy and INAA. Fresenius J. Anal. Chem.354: 883–885; Heidelberg (Springer)
Helmers, E.;N. Mergel (1997): Platin in belasteten Gräsern—Anstieg der Emissionen aus PKW-Abgaskatalysatoren. UWSF—Z. Umweltchem. Ökotox.9 (3): 147–148
Helmers, E. (1996): Elements accompanying platinum emitted from automobile catalysts. Chemosphere33: 405–419
Hertel, R.F.; H.P. König; O. Inacker; R. Malessa (1990): Nachweis der Freisetzung und Identifizierung von Edelmetallen im Abgasstrom von Katalysatorfahrzeugen. In: Ökologische Forschung, Zwischenbericht “Edelmetallemissionen”, BMFT: 16–21
Hill, R. F.;W.J. Mayer (1977): Radiometric determination of platinum and palladium attrition from automotive catalysts. JEEE Transact. Nucl. Sci. NS—24 (6): 2549–2554
Hoffmann, G.; W. Scholl; A. Trenkle (1989): Schadstoffbelastung von Böden durch Kraftfahrzeugverkehr. Agrar- und Umweltforschung Bad.-Württ.19, 74 S.
Inacker, O.; R. Malessa (1992): Abschlußbericht zum Forschungsvorhaben “Experimentalstudie zum Austrag von Platin aus Automobilabgaskatalysatoren und dessen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt”. Naturwiss. u. Med. Inst. d. Univ. Tübingen
Johnson-Matthey (1996): Platinum 1996: Johnson Mathey Public Limited Company, Hatton Garden, London
Kirchgessner, M.;A. Bogenrieder;A.M. Reichlmayr-Lais (1992a): Pt-Retention in verschiedenen Organen von Ratten nach alimentärer Applikation von Pt-II-Phytochelatin-Komplex. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr.68: 205–208
Kirchgessner, M.;A. Bogenrieder;A.M. Reichlmayr-Lais (1992b): Pt-Retention in der feto-plazentalen Einheit von graviden Ratten nach unterschiedlich hoher PtCl4- und Pt0- Ingestion. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr.69: 151–155
Knobloch, S. (1993): Bestimmung von Platin in katalysiertem Autoabgas mittels ICP-MS.—Dissertation, 110 S., Fachber. Chemie, Univ. Hannover
König, H.P.;R.F. Hertel;W. Koch;G. Rosner (1992): Determination of Platinum Emissions from a three-way Catalystequipped Gasoline Engine. Atmospheric Environment26A: 741–745
Kohl, R.;Th. Nöltner;M. Schöttle (1993): Erfassung und Überwachung des Zustands der Böden in Baden-Württemberg durch Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF). Mitt. dt. bodenkundl. Ges.72, 977–980
Kramar, U.;H. Puchelt (1981): Applications of radionuclide energy-dispersive X-ray fluoroscence analysis in geochemical prospecting. J. Geochem. Expl.15: 597–612
Laschka, D.;T. Striebel;J. Daub;M. Nachtwey (1996): Platin im Regenabfluß einer Straße. UWSF—Z. Umweltchem. Ökotox.8 (3): 124–129
Laschka, D.; M. Nachtwey (1996): Platin in den kommunalen Kläranlagen einer Großstadt. In: Lustig, S. & Schramel, P. [Hrsg.]: Proc. 3. Platin-Anwendertreffen: 54–61
Lung, T. (1996): Screening-Modell zur Ausbreitungssimulation von Kfz-Emissionen in locker bebautem Gelände. In: WLB Wasser, Luft und Boden1, 2/1996: 51–54
Lustig, S.;S. Zang;B. Michalke;B. Schramel;W. Beck (1996): Transformation behaviour of different platinum compounds in a clay-like humic soil: speciation investigations. Sci. Total Environment188: 195–204
Lustig, S.; S. Zang; B. Michalke; P. Schramel (1997): Platinum determination in nutrient plants by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) with special respect to the hafnium oxide interference. Fresenius J. Anal. Cem., in press
Marquardt, H.; S.G. Schäfer: Lehrbuch der Toxikologie, BI-Wiss.-Verl., Mannheim, 1003 S.
Mcdonald, I.; R.J. HART; M. TREDOUX (1994) Determination of the platinum-group elements in South African kimberlites by nickel sulphide fire-assay and neutron activation analysis. Anal. Chim. Acta289: 237–247
Messerschmidt, J.;F. Alt;G. Tölg (1994): Platinum species analysis in plant material by gel permeation chromatography. Anal. Chim. Acta291: 161–167
Michalke, B.; P. Schramel (1996): Kopplung von CE mit ICP-MS als elementspezifischer Detektor für die Pt-Speziation. In: Lustig, S. & Schramel, P. [Hrsg.]: Proc. 3. Platin-Anwendertreffen: 5–18
Mikkelsen, P.S.; M. Häfliger; M. Boller (1995): Kontamination in zwei schweizerischen Anlagen zur Versickerung von Straßenabwasser. Versickerung von Meteorwasser, Mod. 6, EAWAG-Forschungsschwerpunkt 1993–1997 “Nachhaltige Ressourcenbewirtschaftung—am Beispiel Gewässer und anthropogene Sedimente”, EAWAG, Zürich; 75 S.
Muschak, W. (1989): Pollution of Street Run-Off by Traffic and Local Conditions. In: Highway Pollution. The Third International Symposium—Munich, Germany, Draft Proceedings; 18.–22. September 1989
Nachtigall, D.;H. Kock;S. Artelt;K. Levsen;G. Wünsch;T. Rühle;R. Schlögl (1996): Platinum solubility of a substance designed as a model for emissions of automobile catalytic converters. Fresenius J. Anal. Chem.354: 742–746
Nobel, W.; K. Michenfelder (1988): Wirkungen von Platin auf Pflanzen. In: BMFT [HRSG]: Abschlußbericht des TÜV Südwest e. V., 103 S.
Puchelt, H.;U. Kramar;G.L. Cumming;D. Krstic;Th. Nöltner;M. Schöttle;V. Schweikle (1993): Anthropogenic Pb contamination of soils, southwest Germany. In: Applied geochemistry, Suppl. Issue No. 2: 71–73; Oxford, New York (Pergamon)
Reinirkens, P. (1991): Ermittlung und Beurteilung straßenbedingter Auswirkungen auf die Landschaftsfaktoren Boden und Wasser. Forsch. Straßenbau u. Straßenverkehrstechnik,626, Geograph. Inst. Univ. Bochum, 144 S.
Robert, R.V.D.; E. Van Wyk; R. Palmer (1971): Concentration of noble metals by a fire-assay technique using nickel-sulphide as the collector. In: Nat. Inst. Metall. Report 1371: 1–16, Johannesburg
Rosner, G.;R.F. Hertel (1986): Gefährdungspotential von Platinemissionen aus Automobilabgaskatalysatoren. Staub-Reinhalt. Luft46: 281–285
Rosner, G.;H.P. König;W. Koch;H. Kock;R.F. Hertel;H. Windt (1991): Motorstandexperimente zur Untersuchung der Platin-Akkumulation durch Pflanzen. Angew. Botanik65: 127–132
Schäfer, J.;J.-D. Eckhardt;H. Puchelt (1995): Einträge von Platingruppenelementen (PGE) aus Kfz-Abgaskatalysatoren in straßennahe Böden. Texte und Berichte zum Bodenschutz 2, Landesanstalt für Umweltschutz Bad.-Württ., Karlsruhe, 14 S.
Schierl, R. (1996): Biomonitoring von Platin in der Arbeitsmedizin. In: Lustig, S. & Schramel, P. [Hrsg.]: Proc. 3. Platin-Anwendertreffen: 81–82
Schmidt, G.;H. Palme (1997): Abundance of Os, Ir, Ru, Rh, Pt and Pd in the Earths’s crust. EAG-Workshop: The Origin and Fractionation of Highly Sideriphile Elements in the Earth’s Mantle, Abstracts: 71–72; Max-Planck Institut, Mainz
Unger, H.-J.;D. Prinz (1992): Verkehrsbedingte Immissionen in Bad.-Württ. Schwermetalle und organische Fremdstoffe in straßennahen Böden und Aufwuchs. Umweltministerium Baden-Württemberg, Stuttgart, 191 S.
Urban, H.;F. Zereini;B. Skerstupp;M. Tarkian (1995): The determination of platinum-group elements (PGE) by nickel sulfide fire-assay: Coexisting PGE-phases in the nickel sulfide button. Fresenius J. Anal. Chem.352: 537–543
Veltz, I.;F. Arsac;J. Bouillot;P. Collery;F. Habets;H. Lechenault;J.C. Paicheler;G. Vernet (1994): Ecotoxicological study of platinum using an experimental food chain. Preliminary results. In: Collery, P.; Poirier, L.A.; Littlefield, N.A. & Etienne, J.C. [Hrsg.]. Metal Ions in Biology and Medicine. John Libbey Eurotext, Paris: 241–245
Wäber, M.;D. Laschka;L. Peichl (1996): Biomonitoring verkehrsbedingter Platin-Immissionen. UWSF—Z. Umweltchem. Ökotox.8 (1): 3–7
Wedepohl, K. H. (1995): The composition of the continental crust. Geochim. Cosmochim. Acta:59(7): 1217–1232
Zereini, F.;C. Zientek;H. Urban (1993): Konzentrationen und Verteilung von Platingruppenelementen (PGE) in Böden—Platinmetall-Emissionen durch Abrieb des Abgaskatalysatormaterials. UWSF—Z. Umweltchem. Ökotox.5 (3): 130–134
Zereini, F.;B. Skerstupp;H. Urban (1994): Comparison between the Use of Sodium and Lithium Tetraborate in Platinum-Group Element Determination by Nickel Sulphide Fire-Assay. Geostandards Newsletter18 (1): 105–109
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Cubelic, M., Pecoroni, R., Schäfer, J. et al. Verteilung verkehrsbedingter Edelmetallimmissionen in Böden. UWSF - Z Umweltchem Ökotox 9, 249–258 (1997). https://doi.org/10.1007/BF02937903
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02937903
Schlagworte
- Abgaskatalysator, Edelmetalle, Emissionen
- ICP-MS
- Immissionen, Abgaskatalysator
- Kfz-Emissionen, Abgaskatalysator
- Nickelsulfid-Dokimasie
- Palladium
- Platin
- Platin-gruppenelemente in Böden
- Rhodium