Abschlussbericht des Forschungsvorhabens "Der Eintrag von Stickstoffoxiden in Waldoekosystemen ueber Loesungsbildung in der Troepfchenphase"

1989

50 S.

35 Lit. Ang.

Bandaufführung

59187

Die Geschwindigkeit, mit der Spurengase von Wolken- und Nebeltroepfchen absorbiert werden, haengt von Transportprozessen und chemischen Reaktionsschriften ab, von denen jeder geschwindigkeitsbestimmend sein kann. Sehr wenig weiss man ueber den Massen-Akkommodationskoeffizienten Alpha, der die Wahrscheinlichkeit angibt, mit der ein gaskinetischer Stoss mit der Wasseroeberflaeche zur Solvatation des stossenden Molekuels fuehrt. Wir beschreiben eine neuartige Apparatur zur Absolut- und Relativbestimmung von Massen-Akkommodationskoeffizienten Alpha bei normalen Druck: Die Spurengasmenge, die von der frischen Oberflaeche eines sehr duennen Wasserstrahles (durchschnittlich 100 Mym) unter isokinetischen Bedingungen aus der Luft aufgenommen wird, wird ionenchromatographisch bestimmt. Die Kontaktzeit t wird von 7 Mys bis etwa 1 ms varriert, und die in Abhaengigkeit von t gemessene Gasaufnahme wird mit nurmerischen Loesungen der gekoppelten Diffusionsgleichungen fuer die Gasphase und die waessrige Phase verglichen, in den Alpha als Parameter vorkommt. Bisher wurde die Apparatur zur Messung der Massen-Akkomodationskoeffizienten von HCl, HNO3, N2O3 HONO, PAN (Peroxiacetylnitrat) und N2O4 verwendet. Wie die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, liegen alle Massen-Akkommodationskoeffizienten im Bereich (1 groesser gleich Alpha groesser gleich 0,004). Der Transfer durch die Phasengrenze ist daher nicht geschwindigkeitsbestimmend fuer die Aufnahme dieser Spurengase in Wolken- und Nebeltropfen. Ferner wird ueber erste Messergebnisse des Henry-Koeffizienten sowie der Hydrolysegeschwindigkeit und Hydrolyseprodukte von Peroxyacetylnitrat (PAN) in Wasser berichtet. Diese Daten stammen aus einem neuen heterogenen Durchflussreaktor, der in Abschnitt 4 ausfuehrlich beschrieben wird. Es ist vorgesehen, diese Messungen auf den gesamten pH- und Temperaturbereich von Wolken- und Nebenwasser sowie von Oberflaechenwasser auf Vegetation auszudehnen. Nitratgehalte von Nebelwasserproben, die in den Jahren 1984 - 1986 aus dem Eggegebirge gemeldet wurden, sind von aehnlicher Groesse wie Konzentrationen, die sich aus einer Abschaetzung der Bildungs- und Hydrolysegeschwindigkeit von N2O5 in der Atmosphaere waehrend der Nacht ergeben.