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Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften

Juniorprofessur Atmosphärische Chemie - Prof. Dr. Anke Nölscher

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Bachelorarbeit

Mobile Luftqualitätsmessungen zur Charakterisierung der photochemischen Ozonbelastung in Bayreuth

Elena Hartner (07/2016-08/2016)

Betreuer: Andreas Held

BSc-Arbeit, Universität Bayreuth, 44 S.

Ozon (O3), ein bedeutsamer Luftschadstoff in der Troposphäre, gehört zu den sogenannten Photooxidantien und wird durch photochemische Reaktionen in Bodennähe gebildet. Als Sekundärschadstoff entsteht O3 durch das Zusammenspiel von hoher Sonneneinstrahlung und Stickstoffdioxid (NO2). Aufgrund der Wichtigkeit der Überwachung dieser Gase wurden im Sommer des Jahres 2016 mit Hilfe des mobilen Messfahrradanhängers TrailAIR Luftqualitätsmessungen durchgeführt, um den Einfluss der Sonneneinstrahlung auf die photochemische Ozonbelastung im Stadtgebiet von Bayreuth zu untersuchen. Je höher die einfallende Sonneneinstrahlung war, desto höher waren auch die gemessenen O3-Konzentrationen. Zwischen der Sonneneinstrahlung und dem NO2/NOX-Verhältnis wurde hingegen ein inverser Zusammenhang festgestellt. Der Grund hierfür ist die Photolyse von NO2 bei hoher Sonneinstrahlung und der damit verbundenen Produktion von O3 und Stickstoffmonoxid (NO). Bei Nacht kehrt sich diese Reaktion um und O3 wird mit NO unter Bildung von NO2 und Sauerstoff (O2) abgebaut. Beim Vergleich von Messfahrten unterschiedlicher Sonneneinstrahlung konnte dies bestätigt werden. An sonnigen Tagen wurden sehr hohe O3-Mischungsverhältnisse detektiert, an bewölkten Tagen deutlich geringere und nachts wurde nahezu kein O3 gemessen. Allerdings konnte die Erwartung, dass kleinräumige schattige Bereiche eine geringe O3-Konzentration aufweisen, nicht bestätigt werden. Viele weitere Faktoren haben demnach einen großen Einfluss auf die kleinräumigen Unterschiede der O3-Konzentration. Diesbezüglich spielt der Einfluss des Straßenverkehrs mit hohen direkten Emissionen an Stickoxiden eine wichtige Rolle. Zudem sind auch die Konzentrationen von anderen Vorläufergasen der O3-Bildung, wie beispielsweise Kohlenstoffmonoxid (CO) und flüchtige organische Verbindungen (VOC), nicht zu vernachlässigen. Auch der Transport von O3 durch den Wind und das Wetter der Vortage wirken bedeutend auf die lokale O3-Konzentration. Die Sonneneinstrahlung hat den Untersuchungen zufolge einen entscheidenden Einfluss auf den O3-Haushalt, kann allerdings nicht alleine Schwankungen der O3-Mischungsverhältnisse erklären.

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