Untersuchungen zur Niederschlagschemie in Österreich

Abstract

Niederschlagsproben aus Österreich, gesammelt im Zeitraum von Oktober 2014 September 2017, wurden auf Auffälligkeiten hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung untersucht. An allen untersuchten Stationen tritt ein Anionendefizit auf. Dies zeigt sich auch in den Trendlinien der untersuchten Ionenbilanzen, in welche die Monitoring-Ionen Natrium, Ammonium, Magnesium, Kalium, Kalzium, Chlorid, Nitrat und Sulfat einberechnet werden. Sie sind innerhalb einer Station meist sehr ähnlich, weisen aber zwischen den verschiedenen Stationen unterschiedliche Steigungen auf. Es fällt auch auf, dass Trendlinien mit einer hohen Steigung oft einen hohen Korrelationskoeffizienten aufweisen. Die analysierten Anionendefizite spiegeln sich auch im Vergleich von gemessener und berechneter Leitfähigkeit wider. Diese Leitfähigkeitsbilanzen sind ausgeglichener als die Ionenbilanzen und die gemessenen Werte liegen überwiegend über den berechneten Werten. Es erfolgte auch eine Auswertung der Daten nach Miles und Yost (1982). Einzelne Datenpunkte, welche sich in den Diagrammen stark vom Datenbulk unterscheiden, weisen oft erhöhte Konzentrationen auf, wie zB. Kalzium, zu welchen oft das entsprechende Gegenion in den Analysen fehlt. Aber auch Ionen wie Nitrit, Phosphat oder organische Säuren wie Formiat oder Oxalat, welche in den Jahren 2014 2016 für einige Stationen quantifiziert werden konnten, können zu unausgeglichenen Bilanzen führen. Allerdings können nicht alle unausgeglichenen Anionen-Kationen-Verhältnisse damit erklärt werden. Vergleicht man die Halbjahresmittel der pH-Werte aller untersuchten Stationen, zeigt sich, dass sie meist in den Winterhalbjahren niedriger sind als in den Sommerhalbjahren. Ist dies nicht der Fall, konnten in den jeweiligen Jahren stärkere oder öfter vorkommende Mineralstaubereignisse identifiziert werden.

Precipitation samples from Austria, collected in the period from October 2014 to September 2017, were examined for special features regarding their chemical composition. At all stations, an anion deficit occurs. This is also evident in the trend lines of the ion balances, in which the monitoring ions sodium, ammonium, magnesium, potassium, calcium, chloride, nitrate and sulfate are included. They are usually very similar within a station, but have different slopes between the different stations. It is also noticeable that trend lines with a big slope often have a high correlation coefficient. The analyzed anion deficits become also visible when measured and calculated electrical conductivity values are compared. These conductivity balances are better balanced than the ion balances and the measured values are predominantly above the calculated values. Furthermore an evaluation of the data according to Miles and Yost (1982) was performed. Individual data points, which are visible as outliers, often have elevated concentrations, such as calcium, which often lacks the corresponding counter ion, e.g. carbonate which is not analyzed. But even ions such as nitrite, phosphate or organic acids such as formate or oxalate, which could be quantified for some stations in the years 2014 - 2016, can lead to deviations. However, not all unbalanced anion-cation ratios can be explained as given above. If one compares the half-yearly average of the pH values of all the stations investigated, it becomes visible that they are usually lower in the winter half-years than in the summer half-years. If this is not the case, stronger or more frequent mineral dust events could be identified in the respective years.