Bachelor Thesis

Arktische Aerosole aus marinen Biopolymeren – Erste Smogkammerexperimente

Katharina Wissmüller (06/2011-08/2011)

Support: Andreas Held

BSc-Arbeit, Universität Bayreuth, 43 S.

Marine Biopolymere können durch das Platzen von Blasen an der Wasseroberfläche in die Atmosphäre gelangen, wo sie als Kondensationskerne bei der Wolkenbildung dienen und den Strahlungshaushalt beeinflussen können. In der sauberen Atmosphäre der Arktis sind diese Aerosolpartikel von besonders großer Bedeutung. Die beiden Modellsubstanzen Carrageen und Calciumalginat wurden mit einem Vernebler in eine Smogkammer eingebracht. Mit einem Mobilitätspartikelspektrometer wurden die Partikelgrößenver-teilungen sowohl vor als auch nach der Bestrahlung mit künstlichem Sonnenlicht gemessen. Die zeitliche Entwicklung der Mobilitätsgrößenverteilungen zeigt jeweils eine Zunahme des mittleren Durchmessers und der Partikelkonzentration. Zusätzlich wurden die Partikel mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht. Die gering runden Calciumalginat-Partikel mit einer teilweise gut erkennbaren Oberflächenstruktur unterscheiden sich deutlich von den runden Carrageen-Partikeln. Nach der Bearbeitung der REM-Bilder mit einem Medianfilter wurden die Aufnahmen mit der Bilderkennungssoftware Pixcavator hinsichtlich der Partikelgrößenverteilung analysiert. Die Größenverteilungen aus den Mikroskopbildern stimmen bei Carrageen gut mit den Mobilitätsgrößenverteilungen überein; bei Calciumalginat sind die Verteilungen aus den Mikroskopbildern zu kleineren Durchmessern verschoben. Nach der Bestrahlung sind bei beiden Proben weder in den Verteilungen noch in der Morphologie der Partikel eindeutige Veränderungen zu erkennen. Die manuelle Auswertung der REM-Aufnahmen stellt eine realistische Alternative zu der automatischen Analyse dar. Schon eine schnelle Einmalzählung erzielt im Vergleich zu der automatischen Bildanalyse und zu den Mobilitätsgrößen gute Resultate. Der Arbeits-aufwand ist dabei vergleichsweise gering.