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Untersuchungen zum Säureeintrag und zur Säurebildung im Nebel (II)

Das Projekt "Untersuchungen zum Säureeintrag und zur Säurebildung im Nebel (II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Laboratorium für Aerosolphysik und Filtertechnik durchgeführt. Die Erdatmosphaere ist ein oxidatives System. Die Saeurebildung in der Atmosphaere geschieht vornehmlich durch oxidative Umwandlungen anthropogen oder biogen emittierter Nichtmetalloxide. SO2 und NOx werden so zu Sulfat bzw. Nitrat oxidiert und als solche durch trockene oder feuchte Deposition wieder aus der Atmosphaere entfernt. Zur feuchten Deposition tragen auch Nebelereignisse bei. Feuchte Deposition und atmosphaerisches Fluessigwasser weisen oft gegenueber dem Zustand vollstaendiger Neutralisation der Anionen durch die Kationen stark erhoehte Protonenkonzentrationen auf. Die in anthropogen belasteten Gebieten beobachtete zunehmende Versauerung der Deposition wird durch die Saeurebildung dominiert, die mit der SO2- und der NOx-Oxidation einhergeht. Ziel des Vorhabens ist die Quantifizierung des Saeureeintrags in den Nebel ueber Partikeln und der Saeureneubildung im Nebeltropfen selbst. Zur Klaerung des Bildungsmechanismus der Saeure in Nebelereignissen wurden Feldexperimente zur Quantifizierung aller am Saeurebildungsprozess beteiligten Inhaltsstoffe (Vorlaeufer- und Endprodukte) an mehreren Standorten in Baden-Wuerttemberg und in den Vogesen/Elsass durchgefuehrt. Es wurden die Gasphase, die Fluessigwasserphase und die festen Aerosolpartikeln vor, waehrend und nach dem Nebelereignis in Abhaengigkeit von der Groessenverteilung chemisch und physikalisch untersucht. Folgende, allen Messkampagnen gemeinsame Ergebnisse wurden gefunden: - Die freien Saeuregehalte in den Nebelwaessern waren in sogenannten Reinluftgebieten (mit Ausnahme von Strassburg) immer hoeher als in Ballungsgebieten. Die absoluten Frachten sind aber in den Ballungsgebieten groesser. - Waehrend der Nebelereignisse stieg der Saeuregehalt in der Fluessigphase an. Ein gleiches Verhalten zeigten die Aequivalentkonzentrationen von NH4+, SO22- und NO3-. - Die Nebelwasserinhaltsstoffe waren im wesentlichen durch die Auswaschung von Partikeln und Gasen erklaerbar. - An der Saeurebildung in den Troepfchen war auf jeden Fall SO2 beteiligt, da im Nebelwasser S(IV) gefunden wurde. - Kohlenstoffhaltige Partikel haben sich im interstitiellen Aerosol angereichert. - In der Partikelphase trat das Maximum an freier Saeure erst nach dem Nebelereignis ein. - SO42- wurde zu ca. 30 Prozent in die Nebeltroepfchen inkorporiert. - Die N(V)-Frachten im Nebelwasser waren nahezu gleich gross wie die Summen von gasfoermigem HNO3 und Partikelnitrat vor dem Nebelereignis. Nach dem Nebelereignis wurde fuer mehrere Stunden kein gasfoermiges HNO3 und auch kein Partikelnitrat gefunden.

Modellierung wolkenchemischer Prozesse im Rahmen des EUREKA-Projekts (EU 7)

Das Projekt "Modellierung wolkenchemischer Prozesse im Rahmen des EUREKA-Projekts (EU 7)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Außenstelle für Luftchemie durchgeführt. Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens besteht in der Entwicklung eines wolkenchemischen Moduls zum Einsatz im EURAD-Modell, der in der Lage ist, sowohl die komplizierten Prozesse der Saeurebildung in Wolken besser zu erfassen als auch den komplexen Einfluss von Wolken auf den Oxidantienhaushalt der Atmosphaere klaeren zu helfen. Aus juengsten Messdaten zu Photolyseraten innerhalb und in der Umgebung von Wolken und aus Modellrechnungen zum Einfluss von Wolken auf den Strahlungstransport soll dazu die diesbezuegliche Parametrisierung des EURAD-Modells aktualisiert werden. Das bisherige Fluessigphasensystem des EURAD-Modells, welches ausschliesslich auf die aciditaetsbestimmenden Prozesse ausgerichtet ist, soll durch ein umfangreicheres System abgeloest werden, in dem insbesondere die Oxidantienchemie in der Fluessigphase enthalten ist. Die gesamte Entwicklung soll in enger Anbindung an die experimentellen Ergebnisse des EUROTRAC-Projekts GCE erfolgen.

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