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HAUPTMENUE:

FORSCHUNG


Mitarbeiter/-innen

Überblick

Die chemische Analytik atmosphärischer Partikel erfolgt im Rahmen der physikalischen und chemischen
Charakterisierung des Aerosols mit unterschiedlichen Zielen und Fragestellungen:
  • Welche Quellen und Transportwege haben die Aerosolpartikel?
  • Welchen Einfluss haben die Aerosolpartikel auf den Strahlungshaushalt?
  • Welche Bedeutung haben die Partikelbestandteile für die heterogene Chemie bzw. die
    Flüssigphasenreaktionen in der Atmosphäre?
  • Sind die Bestandteile der Partikel human- bzw. phytotoxikologisch bedeutsam?
Dazu stehen verschiedene Partikelsammeltechniken zur Verfügung, mit denen auch eine hohe Größenauflösung
der Partikel verwirklicht werden kann (
Kontakt: Konrad Müller):
  • HV - Filtersammler für PM10:                                    DIGITEL HVA-80
  • HV - Filtersammler für PM2,5:                                   DIGITEL HVA-80
  • HV - Filtersammler für PM1:                                      DIGITEL HVA-80
  • LV - Filtersammler (PM1, PM2,5, PM10):                  Rupprecht & Patashnick Partisol 2000
  • Fünstufige Niederdruck-Kaskaden-Impaktoren:        BERNER
    (PM 0,05-10 µm)
  • MOUDI/Nano-MOUDI-Kombination                            MSP Model 110/Model 115
    (PM 0,056-18/0,010-0,056 µm)
Zur Aufklärung der chemischen Zusammensetzung der Partikelfraktionen kommen vielfältige  Probeaufbereitungs-
und Analysentechniken zum Einsatz:
  • Ionenchromatographie (Metrohm):                            für ionische anorganische Spezies (Kontakt: Konrad Müller)
  • Kapillarelektrophorese (TSP, Agilent):                      für ionische organische Spezies (Kontakt: Yoshiteru Iinuma)
  • Thermographisches Verfahren:                                zur Bestimmung von OC und EC (Kontakt: Thomas Gnauk)
    (C-mat 5500, Ströhlein)
  • TXRF (PICOFOX, Bruker) :                                      Metallanalytik (Kontakt: Konrad Müller)

Zur Charakterisierung organischer Bestandteile der OC-Fraktion in den Partikeln stehen weitere moderne
massenspektrometrische Verfahren zur Verfügung:

  • Thermische Desorption GC-MS-FID:                        Kontakt: Yoshiteru Iinumar
    (Autochrom und Turbomass, Perkin Elmer)
  • Curie-Punkt-Pyrolyse-GC-MS:                                   Kontakt: Yoshiteru Iinuma
    (JHP-3S und JSP 350)
  • HPLC-MS HP 1100 und Esquire-LC (Bruker):           Kontakt: Yoshiteru Iinuma
  • GC-MSD (Agilent):                                                      Kontakt: Yoshiteru Iinuma
  • CE-MSD (Bruker):                                                      Kontakt: Yoshiteru Iinuma
  • TOF-MS (Bruker):                                                       Kontakt: Yoshiteru Iinuma

Weiterhin werden zur Erzielung einer besseren Zeitauflösung kontinuierlich bzw. quasikontinuierlich messende
Monitore für Masse- und OC/EC-Konzentration eingesetzt:


Die aufgeführten Techniken wurden in zahlreichen nationalen und internationalen Messkampagnen erfolgreich eingesetzt, z.B. bei den Schließungsexperimenten LACE und MINT, dem Aerosolcharakterisierungs-Experiment ACE-2, bei INDOEX, Holme Moss 99, AFS, EUROTRAC-2 (INTERCOMP 2000), den AFO-2000-Projekten BEWA, EFEU und FEBUKO. Bearbeitet wurden weiterhin ein Projekt für die Fördervereinigung Automobiltechnik (FAT), ein Projekt für das Umweltbundesamt (UBA) unter Einbeziehung der Station Melpitz sowie ein DFG-Projekt zur Aerosolbelastung in China (Peking und Perlenflussdelta in der Nähe von Hongkong).
Für das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) wurden im Laufe der letzten Jahre eine Reihe von Projekten zu verschiedenen Problemen wie Quellenzuordnung, Ferntransportbeiträge oder Einfluss von Holzfeuerungen auf die Partikelbelastung bearbeitet.

Gegenwärtig arbeiten die Mitarbeiter der Abteilung Chemie an mehreren Projekten wie UFOPLAN,
REGKLAM oder HACHI, die am Ende des Eintrags aufgeführt werden. Daneben sind eine Reihe kleinerer Vorhaben in Bearbeitung. Die Ergebnisse der chemischen Analysen und Massenschließungen werden gemeinsam mit den Daten der physikalischen Partikelcharakterisierung, den meteorologischen Daten unter Einbeziehung der Rückwärtstrajektorien sowie den Modellierungsergebnissen zu einem Gesamtbild zusammengeführt und interpretiert.

Die von den Abteilungen Physik und Chemie gebildete Arbeitsgruppe "Aerosolcharakterisierung" am IfT ist innerhalb der EU-Forschungsförderung eine Einrichtung zur Aus- und Weiterbildung europäischer Doktoranden auf dem Gebiet der +physikalischen und chemischen Charakterisierung des Umweltaerosols. Innerhalb dieser Einrichtung können in den Jahren 2002-2006 Stipendien an Doktoranden vergeben werden, die sich in einem Teil ihrer Doktorarbeit mit Untersuchungen auf dem genannten Gebiet beschäftigen wollen.
Für weitere Informationen: AEROTOOLS Marie Curie Trainingsite Homepage.

Wichtige Projekte der letzten Jahre:

Im Zeitraum 01/2001 bis 12/2003 wurden die folgende Projekte innerhalb des Atmosphärenforschungsprogramms (AFO 2000) des BMBF bearbeitet: Im Zeitraum 07/2002 bis 12/2005 wurde für die Fördervereinigung Automobiltechnik (FAT) ein Projekt über Feinpartikel in einer stark befahrenen Straßenschlucht bearbeitet:
  • Größenaufgelöste physikalische und chemische Bestimmung von elementarem und organischem Kohlenstoff in Nanopartikeln (FAT-Projekt)
Der Projektabschlussbericht wurde 2007 in der FAT-Schriftenreihe veröffentlicht.

Im Zeitraum 09/2003 bis 12/2004 wurde für das LfUG Sachsen das Feinstaubprojekt II bearbeitet:
Im Zeitraum 07/2004 bis 06/2006 wurde für das Umweltbundesamt ein Aerosolcharakterisierungsprojekt (UBA-Melpitz) bearbeitet:
  • Feinstaubmessung; Charakterisierung des Aerosols im Messnetz des Umweltbundesamtes
Im Zeitraum von 01/2003 bis 12/2006 wurde ein DFG-Projekt zur Charakterisierung von Aerosolpartikeln in Beijing (China) bearbeitet:
  • Charakterisierung der Anzahl- und chemischen Größenverteilung sowie der Hygroskopizität feiner und ultra- feiner Aerosolpartikel in Beijing, China
  • Pearl River Delta - Messkampagne
Im Rahmen des DFG-Projekts "Charakterisierung der Anzahl- und chemischen Größenverteilung sowie der Hygroskopizität feiner und ultrafeiner Partikel in Peking, China" wurde von August bis September auf dem Campus der PKU im Nordwesten Pekings und parallel dazu in dem etwa 50 km südostlich von Peking gelegenen Ort Yufa eine Messkampagne durchgeführt, die neben den physikalischen Messungen auch größenaufgelöste Partikelprobenahme (BERNER-Impaktor, fünfstufig im Bereich von Dpaer = 0,05-10 µm) und Massebestimmung sowie chemische Analyse der anorganischen Ionen, der OC/EC-Fraktion sowie ausgewählter organischer Einzelverbindungen umfasste.
Unmittelbar vorausgehend wurde im Juli am Pearl River Delta in der Nähe von Guangzhou (Südchina) ebenfalls eine Intensivmesskampagne durchgeführt, die der Untersuchung der aus Megacities (Guangzhou, Shenzen, Hongkong) und Sonderwirtschaftszonen (Shenzen) stammenden belasteten Luftmassen gewidmet war.
Die Ergebnisse dieser Messkampagnen werden in der Fachzeitschrift Journal of Geophysical Research veröffentlicht.

Im Zeitraum von 09/2006 bis 12/2007 wurde ein vom LfUG Sachsen initiiertes Projekt

zur Quantifizierung von PM10-Ferneinträgen bearbeitet, das neue Erkenntnisse zur Identifizierung und Quantifizierung der PM10-Ferntransporteinträge in den sächsischen Ballungsgebieten erbringen sollte, die öfter als 35 mal pro Jahr von Überschreitungen des EU-Grenzwertes von 50 µgm-3 betroffen werden. Dazu wurden drei Anströmsektoren mit je einer Hintergrundstation definiert, die entsprechend der für die Probenahmezeit berechneten Trajektorie mit einer verkehrsbelasteten Station und einer städtischen Hintergrundstation in Dresden in Beziehung gesetzt werden konnten. Auf diese Weise war es möglich, die Anteile für Regional-/Ferntransport, städtischen Hintergrund und direkten Verkehrseinfluss abzuschätzen. Dabei zeigte sich, dass Überschreitungssituationen oft bei östlichen und südöstlichen Anströmungen eintraten und dann vom Ferntransportanteil dominiert wurden.

Im Zeitraum von 10/2007 bis 03/2008 wurde ein vom LfULG Sachsen initiiertes Projekt

  • Einfluss kleiner Holzfeuerungen auf die Immissionssituation

bearbeitet, dass die Veränderungen in der Massekonzentration, Größenverteilung und chemischen Zusammensetzung der Partikelimmission untersuchte. Dabei wurden für die durch Holzheizungen verursachten zusätzlichen Belastungen für den Untersuchungsort Seiffen identifiziert und quantifiziert.

Gegenwärtig sind neben einer Reihe kleinerer Vorhaben folgende wichtigen Projekte in Bearbeitung:

  • Eintrag von Saharastaub in den tropischen Atlantik: Qualitative und quantitative chemisch- physikalische Charakterisierung (Laufzeit 2007-2010) - SOPRAN / TENATSO
  • Physikalische und chemische Charakterisierung von Fein- und Ultrafeinstaubpartikeln in der Außenluft (Laufzeit 2008-2010) - UFOPLAN Größenaufgelöste Messungen an sieben Stationen in verschiedenen Regionen Deutschlands im Sommer und Winter, Erfassung der unterschiedlichen Aerosoltypen.
  • Entwicklung und Erprobung eines integrierten regionalen Klima-Anpassungsprogramms für die Modellregion Dresden (Laufzeit 2008-2013) - REGKLAM
  • The regional aerosol in Eastern Central China and its cloud microphysical and optical Properties of haze at high relative humidities (Laufzeit 2008-2010) - HACHI


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Letzte Änderung: 2009-01-13

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