Untersuchungen zum Schadstoffeintrag durch troepfchengebundene atmosphaerische Spurenstoffe : Anwendung eines neuartigen Impaktors : Neuntes Statuskolloquium

1993

S. 309-320

16 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200056316

Mit Hilfe eines virtuellen Gegenstromimpaktors (OGREN et al. 1985) werden Wolken- und Nebeltropfen mit Durchmessern groesser ca. 15 Mikrometern von der Partikel- und Gasphase des atmosphaerischen Aerosols abgetrennt und die Residualkerne der eingetrockneten Tropfen auf Kernporenfiltern bzw. in fuenfstufigen Mini-Kaskadenimpaktoren gesammelt. Kernporenfilter und Mini-Kaskadenimpaktoren dienen auch zur Gewinnung von Partikelproben des interstitiellen Aerosols. Die in den Mini-Kaskadenimpaktoren abgeschiedenen Partikeln werden einzeln mittels Lasermikrosonden-Massenanalyse (LAMMAr 500) , die Filterpraeparate mittels Roentgenfluoreszenzanalyse und Ionenchromatographie analysiert (bulk-Analyse). Neben einer abschliessenden Diskussion frueherer Messepisoden werden Ergebnisse der im Bereichtszeitraum durchgefuehrten Messungen dargestellt und interpretiert. Die durch die bulk- Analyse ermittelte Verteilung wichtiger Spurenstoffe auf die Tropfenphase und auf die Partikeln des intertitiellen Aerosols wird durch die Einzelpartikelanalyse verstaendlich. Partikeln bodenoriginaeren und biogenen Ursprungs wirken bevorzugt als Kondensationskerne grosser Tropfen und erklaeren die besonders effektive Aufnahme von Calcium, und teilweise auch von Eisen, in die Tropfenphase. Kleinere Kondensationskerne grosser Tropfen bestehen hauptsaechlich aus Ammoniumsulfat. Allerdings werden z. T. beachtliche Unterschiede z. B. im Schwermetallgehalt von Tropfen zu Tropfen beobachtet. Eine Befund, der fuer das Verstaendnis von chemischen Reaktionen im Einzeltropfen von Bedeutung ist. Im interstitiellen Aerosol werden eine grosse Zahl relativ grosser (Durchmesser > ca. 1,2 Mikrometer) nichtaktivierter Ammoniumsulfatkerne gefunden. Diese und kleine nichtaktivierte Ammoniumsulfatpartikeln erklaeren die im Vergleich zu Calcium geringere Aufnahme von Sulfat und Ammonium in die Tropfenphase. In einzelnen Residualkernen wurden mit Sulfat vergleichbare Mengen an Hydroxymethansulfonat (HMSA) nachgewiesen. HMSA erschwert eine Oxidation von S(IV) im Tropfen und erklaert den hohen S(IV)-Anteil der waesserigen Phase. HMSA wurde im uebrigen auch nach Nebelende in einzelnen Aerosolpartikel n nachgewiesen. Dies ist ein Beispiel fuer die Veraenderung der Aerosolzusammensetzung als Folge chemischer Umsetzungen waehrend des Nebels. Im Groessenbereich kleiner Teilchen dominierende Russpartikeln verbleiben bei der Nebelbildung zu einem grossen Teil in der Aerosolphase. Diese Tatsache hat Einfluss auf die mittlere Verweildauer und damit auf die grossraeumige Verfrachtung von Russpartikeln in der Atmosphaere. Die im allgemeinen nachgewiesenen hohen Gehalte der Russpartikeln an Kalium, Zink und Blei bestaetigen die bulk-analytisch gemessene geringe Aufnahme dieser Elemente in die Tropfenphase.