Bachelor Thesis

Effect of FeSO4-containing droplets on secondary organic aerosol formation in flow reactor experiments

Sophia Schmidt-Rohr (07/2016-08/2016)

Support: Sarmite Kernchen, Andreas Held

BSc-Arbeit, Universität Bayreuth, 30 S.

Aerosole beeinflussen, abhängig von ihren physikalischen Eigenschaften, das Klima unmittelbar durch Streuung oder Absorption der Sonnenstrahlung. Außerdem beeinflussen sie indirekt die Wolkenbildung und den Niederschlag, da als Aerosolpartikel als Wolkenkondensationskerne maßgeblich zur Wolkenbildung beitragen. Viele sekundäre organische Aerosole eines natürlichen Ursprungs entstehen durch die Oxidation von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in der Atmosphäre. Ein weit verbreitetes VOC ist α-Pinen, das von vielen Nadelbäumen, wie z.B. der Kiefer oder der Fichte, emittiert wird. Diese Experimente untersuchen die Bildung sekundärer organischer Aerosole durch die Ozonolyse des Monoterpens α-Pinen unter verschiedenen Bedingungen in einem Flussreaktor. Die Partikelgrößenverteilung bzw. die Anzahl und der Durchmesser der gebildeten Partikel wurde mittels eines ‚scanning mobility particle sizer‘ (SMPS) bestimmt. Durch die Hinzugabe von Lösungen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung wurden die Versuchsbedingungen variiert. Die Anwesenheit von reinem Wasser hat die Ozonkonzentration und damit auch die Partikelbildung erheblich reduziert. Die Hinzugabe von Tröpfchen, die eine Salzmischung aus NaBr, NaCl und Na2SO4 enthielten erhöhte die Gesamtkonzentration an Partikeln sowie deren mittleren geometrischen Durchmesser deutlich. In der letzten Versuchsreihe wurde FeSO4 zu der Salzlösung dazugegeben. Die Konzentration des FeSO4 wurde variiert um den potenziellen Einfluss von Eisen in der wässrigen Phase auf die Partikelbildung zu untersuchen. Das erzeugte Volumen an sekundären organischen Aerosols wird durch die Erhöhung der Eisenkonzentration deutlich reduziert. Die niedrigste Gesamtkonzentration an Partikeln sowie der kleinste mittlere geometrische Durchmesser wurde nach der Hinzugabe von Tröpfchen mit der höchsten Eisenkonzentration gemessen.