Das Projekt "Einfluss oberflaechennaher organischer Komponenten auf das Wasserkondensationsverhalten von Schwebpartikeln unter verschiedenen Luftbelastungssituationen" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Umwelt und Verkehr Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Technische Chemie, Bereich Wasser- und Geotechnologie, Technische Mineralogie.Bestandteile der Oberflaechenregion bestimmen die Wechselwirkung von Aerosolpartikeln mit der Umwelt. Dies sind haeufig organische Verbindungen, die deshalb die Partikeleigenschaften praegen und andererseits in hohem Masse dem Angriff durch die Atmosphaere ausgesetzt sind. So wurde modellhaft fuer verschiedenste Flugaschen gezeigt, dass sich beispielsweise Fluoranthen und Toluol auf der Oberflaeche leicht abscheiden und die Wasseraufnahme der Partikel stark behindern. Dieses Vorhaben soll die gegenwaertigen Modelluntersuchungen zur atmosphaerischen Beeinflussung dieser organischen Schichten durch NO2 auf die Wirkung von Ozon und Licht ausdehnen. Ferner ist geplant, Partikel der Aussenluft bei unterschiedlicher Luftbelastung zu sammeln, um deren Oberflaechenregion detailliert insbesondere auf organische Komponenten zu untersuchen. Dabei ist wieder vor allem der Einsatz sekundaermassenspektrometrischer Methoden vorgesehen, die Tiefenprofile mit einer Aufloesung um 10 nm ermoeglichen. Aus der Tiefenverteilung und der Art der Oberflaechenkomponenten sollen Informationen ueber Herkunft und eventuelle Transportreaktionen der Partikel in der Atmosphaere gewonnen werden. Schliesslich soll die Wasseraufnahmefaehigkeit der Partikeloberflaechen festgestellt werden, um sie mit der chemischen Zusammensetzung und der Luftbelastungslage in Beziehung zu setzen.
Das Projekt "Modelluntersuchungen zu heterogenen Reaktionen organischer Aerosolkomponenten und ihrem Einfluss auf die Wasserkondensation" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Umwelt Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Technische Chemie, Bereich Wasser- und Geotechnologie, Technische Mineralogie.Die heterogene Wechselwirkung organischer Bestandteile in Aerosolen unter der Wirkung reaktiver anthropogener Spurengase und ihre Folgen sind weitgehend unerforscht. In orientierenden Untersuchungen wurde der Abbau von VOC unter dem Einfluss von luftgetragenen Partikeln in atmosphaerischen Modellsituationen bereits nachgewiesen, doch die Umwandlungsprodukte blieben unidentifiziert. Lediglich die heterogene Umwandlung polyzyklischer Kohlenwasserstoffe ist ausfuehrlicher bearbeitet worden. Allerdings quantifiziert nur eine Untersuchung die Umwandlungsrate hinsichtlich einzelner Einflussgroessen. Weder das Adsorptionsverhalten der VOC auf Aerosolpartikeln, noch die Kondensation von Wasser auf solchen Adsorbaten sind bislang eingehend untersucht worden. Die Reinigung der Atmosphaere von Feststoff partikeln im Groessenbereich zwischen 0,1 und 10 Mikrometer geschieht ueberwiegend durch nasse Deposition. Um den Einfluss organischer Aerosolkomponenten auf die Auswaschung von Partikeln aus Verbrennungsvorgaengen in Gegenwart von NO2 zu untersuchen, wurde die Wasseradsorption auf vier verschiedenen Partikeltypen nach Adsorption von Fluoranthen oder Toluol und einer darauffolgenden NO2-Exposition untersucht: Zwei waren Flugaschen aus Kohlekraftwerken, eine mit niedrigem und die andere mit hoeherem Gehalt an organischen Verbindungen im Oberflaechenbereich. Weiterhin wurden eine Muellverbrennungsasche (MVA) mit hohem Anteil ionischer Verbindungen und Autoabgaspartikel mit nahezu ausschliesslich organischen Komponenten auf der Oberflaeche eingesetzt. Alle Partikel zeigten nach Exposition von Fluoranthen und Toluol keinerlei Bereitschaft zur Bindung von Wasser. Die Oberflaechenanalyse durch Auswertung negativer Sekundaerionen zeigte, dass Fluoranthen und Toluol die Wasserbindungsfaehigkeit aller untersuchten Flugaschen stark beeintraechtigen. Im Tiefenprofil zeigte sich, dass selbst das vergleichsweise leicht fluechtige Toluol eine mehr als 2 nm starke Kontaminationsschicht auf Muellverbrennungsasche ausbildet. Stickstoff dioxid kann diese Beeintraechtigung wieder auf heben, wenn sich die organische Kontaminationsschicht auf Partikeln mit ionischen Verbindungen im Oberflaechenbereich befindet. Weitergehende Untersuchungen haben ergeben, dass die Gegenwart von NO2 nur bei der ionischen MVA die Beeintraechtigung der Wasseradsorption durch organische Kontamination auf zuheben vermag. Es wurde nachgewiesen, dass die Oberflaeche dieser Asche bereits ohne Vorbehandlung mit den organischen Verbindungen bei der Exposition mit NO2 reagiert. Bei Anwesenheit der organischen Kontaminationen an der Oberflaeche gehen auch diese eine Reaktion mit NO2 ein. In beiden Faellen wird die Wasseraufnahmefaehigkeit der Oberflaeche durch NO2-Exposition gesteigert. Bei allen Partikeltypen blieb die von organischer Kontamination verursachte Passivierung gegenueber Wasseraufnahme auch nach NO2-Exposition bestehen.
