Bestimmung der Aerosol-Zusammensetzung und Wachstumsraten

  • Wimmer, Daniela (Projektleiter*in)

Projekt: Forschungsförderung

Projektdetails

Abstract

Atmosphärische Aerosolpartikel haben einen relevanten Einfluss auf Menschenleben. Vor allem die menschliche Gesundheit ist betroffen., da die Aerosolpartikel in die Atemwege gelangen und sich dort absetzen können. Das kann in weiterer Folge zu schwerwiegenden gesundheitlichen Problemen führen. Weiters beeinflussen die Aerosolpartikel durch direkte und indirekte Wechselwirkungen mit dem Sonnenlicht, mittelbar und unmittelbar das Klima der Erde. Primäre Aerosolpartikel gelangen aus verschiedenen Quellen menschlicher und natürlicher Natur ständig in die Atmosphäre. Sekundäre Aerosolpartikel können spontan in der Atmosphäre durch Kondensation von schwerflüchtigen gasförmigen Verbindungen entstehen. Diese gebildeten Moleküle können als Wolkenkondensationskeime fungieren, die dann als
Grundlage für Wolkentröpfchen dienen. Modellstudien haben gezeigt, dass diese für etwa 50% der globalen Wolkenkondensationskeime verantwortlich sind. Intensive experimentelle und theoretische Arbeiten beschäftigen sich seit geraumer Zeit damit, das Verständnis der Details dieser sekundär gebildeten Aerosolpartikel zu vertiefen.

Das Projekt stellt eine experimentelle Untersuchung der chemischen Zusammensetzung atmosphärischer Aerosolpartikel dar. Die Messungen werden dazu dienen, die physikalischen und chemischen Eigenschaften von den spontan neugebildeten Aerosolpartikel zu verstehen. Die Entwicklung von Messverfahren zur Detektion der kleinsten Aerosolteilchen hat sich in den letzten Jahren schnell weiterentwickelt. Die chemische Zusammensetzung der anfänglich gebildeten Cluster kann im Größenbereich bis zu ungefähr 2 nm (nm= nanometer= 2*10-9 meter) mittels hochauflösender Massenspektrometrie bestimmt werden. Aerosolpartikel mit einem Durchmesser größer als 10 nm können chemisch und physikalisch mit verschiedenen Methoden analysiert werden.

Die vorgeschlagene Methode soll helfen, die Lücke im Größenbereich der derzeit verfügbaren Messtechnik zu schließen. Hier geht es nicht nur darum, die chemische Zusammensetzung, sondern auch die Partikelwachstumsraten in diesem Größenbereich zu bestimmen. Die Partikelwachstumsraten bestimmen die Wahrscheinlichkeit mit der die neugebildeten Partikel signifikant das Klima beeinflussen, da sie erst ab einer Größe von etwa 50-100 nm als Wolkenkondensationskeime dienen. Die vorgeschlagenen Methoden kombinieren elektrische Verfahren, welche die Größe der gemessenen Aerosolpartikel selektieren und Kondensationsverfahren mit deren Hilfe die Partikel gezählt werden. Die Kondensationsverfahren sollen helfen indirekt, die chemische Zusammensetzung der Partikel zu ermitteln und die Größenselektion der Partikel erlaubt die Bestimmung der Wachstumsraten. Das vorgeschlagene Projekt umfasst Laboruntersuchungen und Feldmessungen an verschiedenen Standorten (ländliche und städtische Flächen) um die Unterschiede in den Partikeleigenschaften zwischen Flächen mit großem menschlichen Einfluss und Flächen ohne menschlichen Einfluss zu untersuchen.
StatusAbgeschlossen
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/09/1631/08/19

UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung

2015 einigten sich UN-Mitgliedstaaten auf 17 globale Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) zur Beendigung der Armut, zum Schutz des Planeten und zur Förderung des allgemeinen Wohlstands. Die Arbeit dieses Projekts leistet einen Beitrag zu folgendem(n) SDG(s):

  • SDG 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinden
  • SDG 13 – Maßnahmen zum Klimaschutz

Schlagwörter

  • nanoparticles
  • chemical composition
  • nanoparticle growth
  • Condensation particle counters
  • Determination of the collision rate coefficient between charged iodic acid clusters and iodic acid using the appearance time method

    He, X. C., Iyer, S., Sipilä, M., Ylisirniö, A., Peltola, M., Kontkanen, J., Baalbaki, R., Simon, M., Kürten, A., Tham, Y. J., Pesonen, J., Ahonen, L. R., Amanatidis, S., Amorim, A., Baccarini, A., Beck, L., Bianchi, F., Brilke, S., Chen, D., Chiu, R., &59 mehrCurtius, J., Dada, L., Dias, A., Dommen, J., Donahue, N. M., Duplissy, J., El Haddad, I., Finkenzeller, H., Fischer, L., Heinritzi, M., Hofbauer, V., Kangasluoma, J., Kim, C., Koenig, T. K., Kubečka, J., Kvashnin, A., Lamkaddam, H., Lee, C. P., Leiminger, M., Li, Z., Makhmutov, V., Xiao, M., Marten, R., Nie, W., Onnela, A., Partoll, E., Petäjä, T., Salo, V. T., Schuchmann, S., Steiner, G., Stolzenburg, D., Stozhkov, Y., Tauber, C., Tomé, A., Väisänen, O., Vazquez-Pufleau, M., Volkamer, R., Wagner, A. C., Wang, M., Wang, Y., Wimmer, D., Winkler, P. M., Worsnop, D. R., Wu, Y., Yan, C., Ye, Q., Lehtinen, K., Nieminen, T., Manninen, H. E., Rissanen, M., Schobesberger, S., Lehtipalo, K., Baltensperger, U., Hansel, A., Kerminen, V. M., Flagan, R. C., Kirkby, J., Kurtén, T. & Kulmala, M., 2021, in: Aerosol Science and Technology. 55, 2, S. 231–242 12 S.

    Veröffentlichungen: Beitrag in FachzeitschriftArtikelPeer Reviewed

    Open Access
  • Role of iodine oxoacids in atmospheric aerosol nucleation

    He, X. C., Tham, Y. J., Dada, L., Wang, M., Finkenzeller, H., Stolzenburg, D., Iyer, S., Simon, M., Kürten, A., Shen, J., Rörup, B., Rissanen, M., Schobesberger, S., Baalbaki, R., Wang, D. S., Koenig, T. K., Jokinen, T., Sarnela, N., Beck, L. J., Almeida, J., &84 mehrAmanatidis, S., Amorim, A., Ataei, F., Baccarini, A., Bertozzi, B., Bianchi, F., Brilke, S., Caudillo, L., Chen, D., Chiu, R., Chu, B., Dias, A., Ding, A., Dommen, J., Duplissy, J., Haddad, I. E., Carracedo, L. G., Granzin, M., Hansel, A., Heinritzi, M., Hofbauer, V., Junninen, H., Kangasluoma, J., Kemppainen, D., Kim, C., Kong, W., Krechmer, J. E., Kvashin, A., Laitinen, T., Lamkaddam, H., Lee, C. P., Lehtipalo, K., Leiminger, M., Li, Z., Makhmutov, V., Manninen, H. E., Marie, G., Marten, R., Mathot, S., Mauldin, R. L., Mentler, B., Möhler, O., Müller, T., Nie, W., Onnela, A., Petäjä, T., Pfeifer, J., Philippov, M., Ranjithkumar, A., Saiz-Lopez, A., Salma, I., Scholz, W., Schuchmann, S., Schulze, B., Steiner, G., Stozhkov, Y., Tauber, C., Tomé, A., Thakur, R. C., Väisänen, O., Vazquez-Pufleau, M., Wagner, A. C., Wang, Y., Weber, S. K., Winkler, P. M., Wu, Y., Xiao, M., Yan, C., Ye, Q., Ylisirniö, A., Zauner-Wieczorek, M., Zha, Q., Zhou, P., Flagan, R. C., Curtius, J., Baltensperger, U., Kulmala, M., Kerminen, V. M., Kurtén, T., Donahue, N. M., Volkamer, R., Kirkby, J., Worsnop, D. R. & Sipilä, M., 5 Feb. 2021, in: Science. 371, 6529, S. 589-595 7 S.

    Veröffentlichungen: Beitrag in FachzeitschriftArtikelPeer Reviewed

  • The driving factors of new particle formation and growth in the polluted boundary layer

    Xiao, M., Hoyle, C. R., Dada, L., Stolzenburg, D., Kürten, A., Wang, M., Lamkaddam, H., Garmash, O., Mentler, B., Molteni, U., Baccarini, A., Simon, M., He, X. C., Lehtipalo, K., Ahonen, L. R., Baalbaki, R., Bauer, P. S., Beck, L., Bell, D., Bianchi, F., &59 mehrBrilke, S., Chen, D., Chiu, R., Dias, A., Duplissy, J., Finkenzeller, H., Gordon, H., Hofbauer, V., Kim, C., Koenig, T. K., Lampilahti, J., Lee, C. P., Li, Z., Mai, H., Makhmutov, V., Manninen, H. E., Marten, R., Mathot, S., Mauldin, R. L., Nie, W., Onnela, A., Partoll, E., Petäjä, T., Pfeifer, J., Pospisilova, V., Quéléver, L. L. J., Rissanen, M., Schobesberger, S., Schuchmann, S., Stozhkov, Y., Tauber, C., Tham, Y. J., Tomé, A., Vazquez-Pufleau, M., Wagner, A. C., Wagner, R., Wang, Y., Weitz, L., Wimmer, D., Wu, Y., Yan, C., Ye, P., Ye, Q., Zha, Q., Zhou, X., Amorim, A., Carslaw, K., Curtius, J., Hansel, A., Volkamer, R., Winkler, P. M., Flagan, R. C., Kulmala, M., Worsnop, D. R., Kirkby, J., Donahue, N. M., Baltensperger, U., El Haddad, I. & Dommen, J., 27 Sept. 2021, in: Atmospheric Chemistry and Physics. 21, 18, S. 14275-14291 17 S.

    Veröffentlichungen: Beitrag in FachzeitschriftArtikelPeer Reviewed

    Open Access