Das Projekt "Was bestimmt die Konzentration von Aerosolpartikeln in der marinen Grenzschicht über dem atlantischen Ozean?" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V..Aerosolpartikel spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. Weltweit gibt es deshalb zahlreiche Messstationen, von denen allerdings nur ein kleiner Teil die marine Grenzschicht (MBL) erfasst, obwohl etwa 70% der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind. Dieses Projekt soll dazu beitragen, das Wissen über Quellen und Austauschprozesse von Aerosolpartikeln in der MBL mithilfe einer Messkampagne über den Azoren im Nordostatlantik, welche nahezu unbeeinflusst von lokalen Quellen sind, zu verbessern.Die zentrale Hypothese ist, dass sowohl Ferntransport aus Nordamerika, als auch Partikelneubildung in der freien Troposphäre (FT) und an Wolkenrändern mit anschließendem Vertikaltransport wesentlich zur Anzahlkonzentration der Aerosolpartikel in der MBL beitragen. Das Verständnis der Partikelquellen und Senken zusammen mit dem vertikalen Partikelaustausch zwischen MBL und FT ist daher eine Grundvoraussetzung für die Vorhersagbarkeit der Partikelanzahlkonzentration in den unteren Schichten der MBL wo sie z.B. für die Wolkenbildung von großer Bedeutung ist. Diese Prozesse sind bisher über dem offenen Ozean nur unzureichend quantifiziert. Zur Verifizierung der Hypothese sollen vertikale Austauschprozesse und Partikelquellen über den Azoren mit hoher räumlicher Auflösung untersucht werden. Dazu werden mit einer am TROPOS entwickelten hubschraubergetragenen Messplattform Partikelanzahlkonzentration und Vertikalwind mit einer zeitlichen Auflösung gemessen, die erstmalig eine direkte Bestimmung des vertikalen turbulenten Partikelflusses in verschiedenen Höhen ermöglicht. Die hierfür notwendigen schnellen Partikelmessungen von mind. 10 Hz werden durch den Einsatz eines schnellen Partikelzählers ermöglicht, welcher am TROPOS im Rahmen eines abgeschlossenen DFG-Projektes entwickelt und erfolgreich eingesetzt wurde. Durch dieses Gerät ist es ebenfalls möglich zu prüfen, ob auch in dieser Region regelmäßig die Neubildung von Aerosolpartikeln an Wolkenrändern stattfindet, wie es an Passatwolken auf Skalen von wenigen Dekametern beobachtet wurde. Weiterhin werden Anzahlgrößenverteilungen von Aerosolpartikeln sowie Absorptionskoeffizienten bei drei Wellenlängen bestimmt. Damit sind Rückschlüsse auf die Herkunft der untersuchten Aerosolpartikel möglich.Da die Hubschrauberflüge zeitlich begrenzt sind und damit nur Momentaufnahmen darstellen, werden zusätzlich kontinuierliche Messungen der Partikelanzahlgrößenverteilung an zwei bodengebundenen Stationen installiert. Eine dieser Stationen ist wenige Meter über Meeresniveau gelegen, die andere auf 2200 m und somit in der FT. Damit wird auf der Basis kontinuierlicher Messungen über einen Zeitraum von einem Monat die Untersuchung der Austauschprozesse zwischen MBL und FT ermöglicht. Mit Hilfe der gewonnen Datensätze können Einflüsse globaler Klimaänderungen auf das lokale Klima und mögliche Rückkopplungseffekte über den Einfluss von Aerosol auf Wolken in dieser Region besser eingeordnet werden.
Das Projekt "Vertikale Verteilung von Wolkenkondensationskernen in marinen und kontinentalen Luftmassen in Europa und ihre Verbindung zur Wolkentropfenanzahlkonzentration in warmen Wolken" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V..Die Anzahl der verfügbaren Wolkenkondensationskerne (CCN) beeinflusst maßgeblich die mikrophysikalischen Wolkeneigenschaften, wie z.B. die Wolkentropfenanzahlkonzentration (CDNC) und deren Größenverteilung. CDNC und die Tropfengröße steuern sowohl die Strahlungseigenschaften als auch die Lebensdauer von Wolken. Dies wirkt sich komplex auf die Energiebilanz der Erde aus. Aktuelle Klimamodelle basieren häufig auf Annahmen über CCN Anzahlkonzentrationen und andere CCN bezogene Eigenschaften (z.B. Hygroskopizität), da für viele Regionen auf der Erde repräsentative Daten fehlen. Wenn vorhanden, handelt es sich bei diesen CCN Daten um bodengebundene Messungen, welche somit nicht - mit Ausnahme von Bergstationen - in der für Wolkenbildungsprozesse relevanten Höhe durchgeführt wurden. Für die Karibikregion wurde gezeigt, dass die bodengebundenen CCN Messungen für die gesamte marine Grenzschicht repräsentativ zu sein scheinen also auch für die Wolkenbildungsregionen. Im hier vorgeschlagenen Projekt wollen wir überprüfen, ob bodengebundene CCN Messungen auch in anderen Erdregionen repräsentativ sind für die CCN Anzahl in der Wolkenbildungsregion, und wenn ja, unter welchen Bedingungen. Dies würde die Anwendung von CCN Daten in Modellen stark vereinfachen. Dazu wird die Gültigkeit der Beobachtungen in der Karibik, in zwei gegensätzlichen Umgebungen getestet werden, einmal in einer marinen und einmal in einer kontinentalen Umgebung. Die Messkampagne zu marinen CCN soll auf den Azoren (Portugal) durchgeführt werden. Wir werden kontinuierlich verfügbare CCN Daten von der Azoren Eastern Nordatlantik (ENA) Station auf der Insel La Graciosa (auf Meereshöhe) mit Daten von der Bergstation Pico (Pico Island, 2225 m ü.d.M.) kombinieren. Ergänzend werden CCN und CDNC Messungen auf der Helikopter-Messplattform (ACTOS) durchgeführt, um die vertikale Lücke zwischen den Meeresspiegel- und Bergmessungen zu schließen. Die kontinentalen bodengebundenen CCN Messungen werden kontinuierlich an der ACTRIS Station Melpitz durchgeführt. Die vertikale CCN und CDNC Verteilung wird in Melpitz mit Hilfe eines Ballons in mehreren einwöchigen Kampagnen einmal pro Jahreszeit gemessen werden. Darüber hinaus werden wir mit Hilfe der Aerosol-Wolken-Wechselwirkungsmetrik (ACI) die in der Wolke in-situ gemessen CCN Eigenschaften (das heißt Anzahl und Hygroskopizität) mit den CDNC quantitativ verbinden. Es wird außerdem eine Sensitivitätsstudie mit einem Cloud-Parcel Model durchgeführt, welches durch die realen Messungen in der Atmosphäre angetrieben werden wird. Dies wird einen Einblick in das Übersättigungsregime von frisch gebildeten Wolken gewähren.Die CCN Daten selbst, die Erkenntnisse zu CCN Eigenschaften und ihrer vertikalen Verteilung sowie die quantitative Verbindung zwischen CCN und CDNC werden im Hinblick auf das Verständnis und die Modellierung der Wolkentropfenaktivierung sowie der mikrophysikalischen Wolkeneigenschaften von außerordentlichem Wert sein.
Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 1525: INUIT - Ice Nuclei research UnIT, Statische Analyse der Bedingungen für Eisnukleation in Mischphasenwolken" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung.Die temperatur- und feuchteabhängige Eisnukleationseffizlenz von verschiedenen Aerosolen kann in Laborexperimenten genau charakterisiert und für die Beschreibung von primärer Eisbildung in numerischen Modellen auf verschiedensten Skalen parametrisiert werden. Wenn diese Effizienten als bekannt vorausgesetzt werden, unter welchen Bedingungen und wie oft tritt heterogene Eisnukleation in den verschiedenen Nukleationsmoden tatsächlich in typischen Mischphasenwolken auf? Dieser Frage wird in diesem Projekt mit dem Modell ICON-LES (der Large Eddy Version des neuen icosahedrischen nichthydrostatischen Modells, welches zurzeit am Deutschen Wetterdienst und dem Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg entwickelt wird) nachgegangen. Dieses Modell enthält ein Zwei-Momenten-Wolkenphysikschema und wird durch aerosolspezifische Eisnukleationsparameterisierungen ergänzt werden. Zusätzlich wird eine einfache Diagnostik von Aerosolen in Wolkentropfen eingeführt, um zwischen potentiellen Immersionseiskeimen und interstitiellen eisnukleierenden Partikeln, die als Kontakt- oder Depositionseiskeime dienen können, zu unterscheiden. In idealisierten Simulationen von verschiedenen Mischphasenwolkentypen, die in Europa häufig auftreten (Winternebel, Altostratus, orographische Wolken, hochreichende Konvektion) und unter Benutzung von klimatologischen Aerosolfeldern wird das Auftreten von Immersions-, Depositions- und Kontaktgefrieren und die Werte der Eiskeimkonzentrationen statistisch ausgewertet und mit den Sensitivitätsbereichen der INUIT Labor- und Feldmessgeräten verglichen. Zusätzlich wird das bevorzugte räumliche Auftreten dieser Prozesse (z. B. Kontaktgefrieren in den Einmischbereichen an den Wolkenrändern) analysiert und quantifiziert werden. Das Modellsetup für die Fallstudie der konvektiven Wolke wird mit RP3 abgestimmt, so dass ein Vergleich zwischen dem spektralen und dem Zwei-Momenten- Mikrophysikschema möglich ist. Außerdem wird in diesem Projekt zusammen mit WP-F und WP-L eine Schließungsstudie für die Messungen in der Mittelmeerkampagne durchgeführt. Dabei wird untersucht, welche Parameter zu den größten Unsicherheiten in der Vorwärtsberechnung von potentiellen Eiskeimen führen.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Untersuchung zu Wolkenkondensationskeimen und eisnukleierenden Aerosolpartikeln während der Antarktis-Umrundungsexpedition (ACE)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V..Über dem Antarktischen Ozean findet man das am wenigsten vom Menschen beeinflusste Aerosol der Erde, aber es gibt so gut wie keine Aerosol bezogenen Messdaten aus dieser interessanten Region. Als Partner des Projekts -Study of Preindustrial-like-Aerosol Climate Effects- (SPACE) beteiligen wir uns an der beispiellosen Antarctic Circumnavigation Expedition (ACE), die uns die einmalige Gelegenheit bietet, hochwertige Aerosolmessungen in dieser abgelegenen Region durchzuführen. ACE-SPACE zielt auf eine detaillierte Charakterisierung des vorhandenen Aerosols, welches von anthropogener Verschmutzung unbeeinflusst ist und somit ein Aerosol darstellt, welches mit dem in einer vorindustriellen Atmosphäre vergleichbar ist. Im Rahmen von ACE-SPACE liegt der Schwerpunkt von TROPOS auf Aerosolpartikeln, welche an klimarelevanten Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen beteiligt sind. Insbesondere Partikel, die als Wolkenkondensation (CCN) fungieren können, sowie Partikel, die in der Lage sind, zur Vereisung von Wolken zu führen, sind Untersuchungsgegenstand. Während der Antarktischen Umrundung werden wir 3 Monate lang kontinuierliche INP- und CCN-bezogene in-situ-Messungen an Bord des russischen Eisbrechers Akademik Tryoshnikov durchführen, ergänzt durch Aerosol Filterproben. Im Rahmen des ACE-SPACE Projekts wird TROPOS nur für die Durchführung der Messungen und die chemische Charakterisierung der Filterproben finanziert. Deshalb beantragen wir hiermit Mittel für die wissenschaftliche Auswertung, physikalische Analyse und Interpretation (hauptsächlich 1 Doktorand, 67% für drei Jahre) der gesammelten Proben und Daten.Wir werden einen einzigartigen Datensatz zu den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Wolkenkondensationskernen (CCN) und Eis nukleierenden Partikeln (INP), sowie deren Quellen, über dem Antarktischen Ozean liefern. Der Datensatz beinhaltet sowohl CCN und INP-Anzahlkonzentrationen entlang der Route der Antarktischen Umrundung (ACE), als auch quantitative Informationen bzgl. des Aktivierungsverhaltens (Hygroskopizität) und Eisnuklerationsverhaltens (z.B. Gefriertemperaturen), der gesammelten CCN und INP. Der erhobene Datensatz ist repräsentativ für ein natürliches, von menschlichen Einflüssen quasi freies, vorindustrielles Aerosol und damit ein sehr wertvoller Beitrag zur Verbesserung der Vorhersage der Klimaveränderungen in der Antarktischen Region im Besonderen, und der globalen Atmosphäre im Allgemeinen. Die gewonnenen Daten werden innerhalb des SPP offen zur Verfügung gestellt aber auch von unseren Partnern im ACE-SPACE-Projekt zur Klimamodellierung und Validierung von Satellitenretrievals genutzt.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 2115: Synergie von Polarimetrischen Radarbeobachtungen und Atmosphärenmodellierung (PROM) - Verschmelzung von Radarpolarimetrie und numerischer Atmosphärenmodellierung für ein verbessertes Verständnis von Wolken- und Niederschlagsprozessen; Polarimetric Radar Observations meet Atmospheric Modelling (PROM) - Fusion of Radar Polarimetry and Numerical Atmospheric ..., Polarimetrische Signaturen mikrophysikalischer Prozesse in der Eisphase und ihre Interpretation mit in-situ Messungen und Wolkenmodellierung (POLICE)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft.POLICE trägt zum ersten übergeordneten Ziel eines Projektes bei, der Nutzung von Polarimetrie für quantitative Prozess- und Modellevaluierung. Bereits existierende und neu geplante in-situ Messungen in der Schicht mit bevorzugtem Dendritenwachstum (DGL) und darunter werden verwendet um Hypothesen über die Ursache von Bändern erhöhter differentieller Phase KDP in der DGL zu evaluieren und verschiedene Indikatoren für die Unterscheidung von Riming und Aggregationsprozessen zu quantifizieren. Letzteres erlaubt einen ausschliesslich auf polarimetrischen Radarmessungen basierenden Diskriminierungsalgorithmus aufzusetzen. Sowohl die Erklärung von KDP-Bändern als auch die Fähigkeit Aggregation von Riming zu unterscheiden ist für die Datenassimilation als auch die Modellphysik über der Schmelzschicht von großer Bedeutung. POLICE verwendet die verfügbaren in-situ Messungen weiterhin um polarimetrische Retrieval von Partikelanzahlkonzentration Nt, mittleren Partikeldurchmesser Dm und Eiswassergehalt IWC zu evaluieren und die Representierung von Hydrometeortypen und ihrer Größenverteilung in ICON-LAM zu verifizieren. Die Verwendung von spektralen mikrophysikalischen Schemata im Wolkenmodel der Hebrew University (HUCM) in Kombination mit gemessenen polarimetrischen Profilen erlaubt es schlecht representierte Prozesse, welche für potentielle Modellschwächen verantwortlich sind, zu identifizieren und ermöglicht letztendlich eine bessere Repräsentierung der Hydrometeore in ICON.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 2115: Synergie von Polarimetrischen Radarbeobachtungen und Atmosphärenmodellierung (PROM) - Verschmelzung von Radarpolarimetrie und numerischer Atmosphärenmodellierung für ein verbessertes Verständnis von Wolken- und Niederschlagsprozessen; Polarimetric Radar Observations meet Atmospheric Modelling (PROM) - Fusion of Radar Polarimetry and Numerical Atmospheric ..., Klimamodell-PArametrisierungen – Revision mit Hilfe von RAdar (PARA)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft.PARA trägt zum zweiten Ziel des SPP PROM bei, indem das Projekt die Parametrisierung von Wolken- und Niederschlagsprozessen im Atmosphärenmodell mit Hilfe der polarimetrischen Radarbeobachtungen verbessert.Die adäquate Darstellung diabatischer Wolken- und Niederschlagsprozesse ist eine besondere Herausforderung für Klimamodelle, da diese räumlich nicht aufgelösten Prozesse mittels subskaliger Parameterisierungen repräsentiert werden. Diese müssen mit Hilfe von Beobachtungen und/oder prozessauflösenden Simulationen erstellt und evaluiert werden. Radarpolarimetrie liefert die am Besten geeingneten Beobachtungen für die Wolken- und Niederschlagsmikrophysik dank der Ableitung mikrophysikalischer Zustandsgrößen und der Prozesserkennung. In der ersten Phase von PROM wird das Projekt PARA die räumliche Heterogenität des Eiswassergehalts sowie die Niederschlagsbildung über de Eisphase betrachten; in der zweiten Phase wird die Betrachtung von Mischphasenprozessen wie Bereifung und die Rolle der Variabilität der Partikelanzahlkonzentration hinzukommen. PARA betrachtet dabei mit Hilfe von polarimetrischen Radarbeobachtungen und der Evaluierung und Revision der Parametrisierungen im ICON-Klimamodell die vier Prozesse, die für die Bestimmung von aus der Eisphase gebildeten Niederschlag am Boden relevant sind: (i) die Eisbildung und die räumliche Heterogenität des Eiswassergehalts auf bezüglich des ICON-GCM subskaligen Dimensionen, (ii) die Rolle dieser Variabilität für die Schneebildung durch den Aggregationsprozess, (iii) das Schmelzen von Schnee bei Temperaturen über 0°C, und (iv) die Verdunstung von Regen unterhalb der Schmelzschicht.
Background The implementation of emission mitigation policies in Europe over the last two decades has generally improved the air quality, which resulted in lower aerosol particle mass, particle number, and black carbon mass concentration. However, little is known whether the decreasing particle concentrations at a lower-altitude level can be observed in the free troposphere (FT), an important layer of the atmosphere, where aerosol particles have a longer lifetime and may affect climate dynamics. In this study, we used data from two high-Alpine observatories, Zugspitze-Schneefernerhaus (ZSF) and Jungfraujoch (JFJ), to assess the long-term trends on size-resolved particle number concentrations (PNCs) and equivalent black carbon (eBC) mass concentration separated for undisturbed lower FT conditions and under the influence of air from the planetary boundary layer (PBL) from 2009 to 2018. Results The FT and PBL-influenced conditions were segregated for both sites. We found that the FT conditions in cold months were more prevalent than in warm months, while the measured aerosol parameters showed different seasonal patterns for the FT and PBL-influenced conditions. The pollutants in the PBL-influenced condition have a higher chance to be transported to high-altitudes due to the mountainous topography, leading to a higher concentration and more distinct seasonal variation, and vice versa. The long-term trends of the measured aerosol parameters were evaluated and the decreased aerosol concentrations were observed for both FT and PBL-influenced conditions. The observed decreasing trends in eBC concentration in the PBL-influenced condition are well consistent with the reported trends in total BC emission in Germany and Switzerland. The decreased concentrations in the FT condition suggest that the background aerosol concentration in the lower FT over Central Europe has correspondingly decreased. The change of back trajectories in the FT condition at ZSF and JFJ was further evaluated to investigate the other possible drivers for the decreasing trends. Conclusions The background aerosol concentration in the lower FT over Central Europe has significantly decreased during 2009-2018. The implementation of emission mitigation policies is the most decisive factor and the decrease of the regional airmass occurrence over Central Europe also has contributed to the decreasing trends. © 2021, The Author(s)
Das Projekt "Feldmessgerät zur Partikelanzahlmessung Partektor - Phase 2 - Messgerät zur Feldüberwachung der Partikelemissionen von Baumaschinen" wird/wurde gefördert durch: Bundesamt für Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fachhochschule Nordwestschweiz, Institut für Aerosol- und Sensortechnik.Gesundheits- und klimaschädigenden Emissionen von Dieselmotoren können mit dem Einbau von Dieselpartikelfiltern effizient reduziert werden. Die Luftreinhalteverordnung (LRV) schreibt vor, dass die Partikelfilter von Baumaschinen einen strengen Partikelanzahl-Grenzwert einhalten müssen. Zudem verpflichtet die LRV den Halter oder den Betreiber von Baumaschinen zu einer periodischen Abgaswartung. Diese Abgaswartung umfasst unter anderem auch eine Messung, bisher eine Trübungsmessung, in Zukunft eine Partikelanzahl-Messung (wird in der Baurichtlinie Luft geregelt, Ergänzung vom Februar 2016). Dafür existiert auf dem Markt derzeit erst ein Gerät der Firma TSI, welches vom METAS zertifiziert ist. Es ist schwer, unhandlich und benötigt einen Anschluss ans Stromnetz. Zudem ist der darin eingesetzte Partikeldetektor (CPC) aufwändig in der Wartung und wenig flexibel. Messgeräte, die einerseits so klein und portabel sind, dass sie einfach auf Baustellen eingesetzt werden können, andererseits robust genug sind um in rauen Arbeitsbedingungen einsetzbar zu sein, stehen bis heute nicht zur Verfügung. Die FHNW und die Firma naneos particle solutions GmbH haben im Rahmen einer Machbarkeitsstudie (UTF 480.10.14) gezeigt, dass es möglich ist ein Handmessgerät herzustellen, das für Partikelmessung auf Baustellen und im Feld geeignet ist. In der Zwischenzeit wurde vom METAS zugesagt, die Anforderungen zu senken, was eine weitere Vereinfachung erlaubt und damit einen Ansatz, der nicht mehr auf der Machbarkeitsstudie aufbaut. Mit dem vorliegenden Projekt soll nun ein bestehender Partektor weiterentwickelt werden, so dass dieser den Ansprüchen eines handlichen praxistauglichen Messgerätes gerecht wird und die neuen Anforderungen der METAS erfüllt sind. Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 14.12.2017 genehmigt. Projektziele: Es soll ein durch das METAS zertifiziertes, praxistaugliches (auf Baustellen einsetzbar, klein, robust, handlich, mit Batteriebetrieb) und zur Serienreife entwickeltes Messgerät zur Bestimmung der Anzahl Nanopartikel in der Grösse von 10nm bis 300nm entwickelt werden. Das Gerät umfasst die Abgaskonditionierung, die eigentliche Messung sowie eine verordnungskonforme Datenverarbeitung/Speicherung und Protokollierung, damit die Funktionstauglichkeit von Partikelfiltern an Baumaschinen gesetzeskonform überwacht werden kann.
Air pollution is a global challenge causing millions of premature deaths annually. This is limited not only to developing, but also developed nations, with cities in particular struggling to meet air quality limit values to adequately protect human health. Total exposure to air pollution is often disproportionately affected by the relatively short amount of time spent commuting or in the proximity of traffic. In this exploratory work, we conducted measurements of particle number concentrations using a DiscMini by bicycle. Eighteen tracks with accompanying video footage were analyzed and a suite of factors classified and quantified that influence exposure to air pollution. A method was developed to account for variations in the ambient average concentrations per trip that allowed for comparison across all tracks. Large differences in ultra-localized air pollution levels were identified and quantified for factors such as street type, environmental surroundings, and vehicle type. The occurrence of one or more non-passenger car vehicles, including e.g., buses, mopeds, or trucks, result in an increase in particulate concentrations of 30% to 40% relative to the average ambient level. High traffic situations, such as traffic jams or cars waiting at traffic lights, result in increased particulate concentrations (+47% and +35%, respectively). Cycling in residential neighborhoods decreased particulate number concentrations by 17% relative to the ambient average level, and by 22% when cycling through green spaces or parks. Such information is valuable for citizens who may want to reduce their air pollution exposure when moving through a city, but also for policy makers and urban planners who make or influence infrastructure decisions, to be able to reduce exposure and better protect human health, while progress is made to reduce air pollution levels overall. © 2019 The Authors
The colloidal stability of nanoparticles NP in soil solution is important to assess their potential effects on ecosystems. The aim of this work was to elucidate the interactions between initial particle size di, particle number concentration (N0) as well as the characteristics of dissolved organic matter (DOM) for stabilizing Ag NP and TiO2 NP. In batch experiments using time-resolved dynamic light scattering (DLS), we investigated the aggregation of TiO2 NP (79 nm, 164 nm) and citrate-stabilised Ag NP (73 nm, 180 nm) in Ca2+ solution (2 mM) and two soil solutions, one extracted from a farmland and one from a floodplain soil (each containing 2 mM Ca2+). Our results demonstrate that the initial particle size and the particle number concentration affected aggregation more strongly in the presence of DOM than without DOM. The composition of DOM also affected aggregate size: NP formed larger aggregates in the presence of hydrophilic DOM than in the presence of hydrophobic DOM. Hydrophilic DOM showed a larger charge density than hydrophobic DOM. If Ca2+ is present, it may bridge DOM molecules, which may lead to greater NP destabilization. The results demonstrate that DOM interaction with NP may not only vary for different DOM characteristics (i.e. charge density) but may also be influenced by the presence of multivalent cations and different NP material; thus the effect of DOM on NP colloidal stability is not uniform. © 2019 The Authors. Published by Elsevier B.V.
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| Förderprogramm | 34 |
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