Skip to main content
Log in

Verteilung verkehrsbedingter Edelmetallimmissionen in Böden

  • Schwerpunktthema: Platin in Umweltkompartimenten
  • Published:
Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung Submit manuscript

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.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

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

    Google Scholar 

  • Blume, H.-P. (1992): Handbuch des Bodenschutzes, 2. Auflage, 794 S.; Landsberg/Lech (ecomed Verlagsgesellschaft)

    Google Scholar 

  • 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

    CAS  Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • Ehrenstorfer-Schäfers, F.;H. Hartl;W. Beck (1988): Bildung wasserlöslicher Histidin-Platin-Komplexe aus metallischem Platin und Histidin. Z. Naturforsch.43b: 499–500

    Google Scholar 

  • 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

    CAS  Google Scholar 

  • 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

    CAS  Google Scholar 

  • Finnigan MAT (1995): ICP-MS Interferenz-Tabelle, Vers. 2.— Finnigan MAT, Bremen

    Google Scholar 

  • Freiesleben, D.;B. Wagner;H. Hartl;W. Beck (1993): Auflösung von Palladium- und Platinpulver durch biogene Stoffe. Z. Naturforsch.48b: 847–848

    Google Scholar 

  • Gäth, S.;M. Sternheim;H.-G. Frede (1990): Einfluß des Kraftfahrzeugverkehrs auf den Schwermetallgehalt von Straßenabflußwasser. Forum Städte-Hygiene41: 235–238; Berlin, Hannover (Patzer)

    Google Scholar 

  • Golwer, A. (1991): Belastung von Böden und Grundwasser durch Verkehrswege. Forum Städte-Hygiene42: 266–276; Berlin, Hannover (Patzer)

    Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • Helmers, E.;N. Mergel (1997): Platin in belasteten Gräsern—Anstieg der Emissionen aus PKW-Abgaskatalysatoren. UWSF—Z. Umweltchem. Ökotox.9 (3): 147–148

    CAS  Google Scholar 

  • Helmers, E. (1996): Elements accompanying platinum emitted from automobile catalysts. Chemosphere33: 405–419

    Article  CAS  Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Article  CAS  Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Knobloch, S. (1993): Bestimmung von Platin in katalysiertem Autoabgas mittels ICP-MS.—Dissertation, 110 S., Fachber. Chemie, Univ. Hannover

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Kramar, U.;H. Puchelt (1981): Applications of radionuclide energy-dispersive X-ray fluoroscence analysis in geochemical prospecting. J. Geochem. Expl.15: 597–612

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Laschka, D.;T. Striebel;J. Daub;M. Nachtwey (1996): Platin im Regenabfluß einer Straße. UWSF—Z. Umweltchem. Ökotox.8 (3): 124–129

    Google Scholar 

  • 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

    Article  CAS  Google Scholar 

  • 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

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Messerschmidt, J.;F. Alt;G. Tölg (1994): Platinum species analysis in plant material by gel permeation chromatography. Anal. Chim. Acta291: 161–167

    Article  CAS  Google Scholar 

  • 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

    CAS  Google Scholar 

  • 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)

    Google Scholar 

  • 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

    CAS  Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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.

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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.

    Google Scholar 

  • 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

    Article  CAS  Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Wäber, M.;D. Laschka;L. Peichl (1996): Biomonitoring verkehrsbedingter Platin-Immissionen. UWSF—Z. Umweltchem. Ökotox.8 (1): 3–7

    Google Scholar 

  • Wedepohl, K. H. (1995): The composition of the continental crust. Geochim. Cosmochim. Acta:59(7): 1217–1232

    Article  CAS  Google Scholar 

  • 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

    CAS  Google Scholar 

  • 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

    Article  CAS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Jörg-Detlef Eckhardt.

Rights and permissions

Reprints 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

Download citation

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02937903

Schlagworte

Keywords

Navigation