1 / 34

Aerosolpartikel

Aerosolpartikel. Nina Harsch Blockseminar „Luft, Luftbelastungen, Umweltschutz“ Westfälische Wilhelms-Universität Münster SS 2009. Inhalt. AEROSOLPARTIKEL Definition und Bedeutung Klassifikation Größenverteilung Dynamik Prozesse Messtechnik. Definition „Aerosolpartikel“.

aneko
Download Presentation

Aerosolpartikel

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Aerosolpartikel Nina Harsch Blockseminar „Luft, Luftbelastungen, Umweltschutz“ Westfälische Wilhelms-Universität Münster SS 2009

  2. Inhalt AEROSOLPARTIKEL • Definition und Bedeutung • Klassifikation • Größenverteilung • Dynamik • Prozesse • Messtechnik Aerosolpartikel

  3. Definition „Aerosolpartikel“ Aerosol:„aero“ -> Luft, „sol“ -> Dispersion Dispersion fester und z.T. auch flüssiger Schwebeteilchen in Luft.  Aerosolpartikel Größe, Verteilung, Quellen, Senken, Lebensdauer, Transportdistanz, Prozesse, Dynamik, Messtechnik Aerosolpartikel

  4. Bedeutung • Toxizität • Stofftransport • Wolkenbildung  indirekter Aerosoleffekt • Strahlungsantrieb  Treibhauseffekt Aerosolpartikel

  5. Aerosolpartikel

  6. Klassifikation • Genese: • primär / sekundär • Durchmesser: • fein / grob • PM-Skala Aerosolpartikel

  7. Klassifikation nach Genese • Primäre Partikel: direkter Eintrag in die Atmosphäre • Sekundäre Partikel: aus Reaktionen in der Atmosphäre Aerosolpartikel

  8. Reaktionen (sek. Partikel) Gase SO2 NH3 NOX  Salze  SO42-  NH4+  NO32- Aerosolpartikel

  9. Klassifikation nach Durchmesser • grobe / feine Partikel • grob, primär: > 2 μm • fein, sekundär: < 2 μm • ultrafein:< 0,1 µm • Aitken-Teilchen: < 0,08 µm • accumulationrange: 0,08 - 2 µm • PM-Skala • PM10 (< 10 µm): „Feinstaub“ • PM2,5 (< 2,5 µm) • PM1 (< 1 µm) Toxizität Aerosolpartikel

  10. Entwicklung in Deutschland

  11. Verteilung Anzahl [N/cm3] • Urban: 140.000 • Rural: 8.800 • Polar: 22 Durchmesser • accumulationrange ist vorherrschend Aerosolpartikel

  12. Größenverteilung - Herleitung

  13. Größenverteilung - Herleitung Aerosolpartikel

  14. Partikeldynamik • Ultrafeine Partikel: Bewegung wie Gasmoleküle => Free Molecule (Kinetic) Regime • Aitken-Teilchen & Accumulation Range: Bewegung zwischen Gasmolekül und freiem Fall => Transition Regime • Grobe Partikel: Bewegung wie Kugel in freiem Fall (Stokes´ Law) => Continuum Regime Aerosolpartikel

  15. Partikelprozesse • Homogene Nukleation • Heterogene Nukleation • Koagulation • Sedimentation • Impaktion Aerosolpartikel

  16. Homogene Nukleation • Partikelneubildung • Überschreiten des Sättigungsdampfdrucks eines Gases in der Luft • Bildung von Partikeln aus der Gasphase eines oder mehrerer Stoffe • Wichtige Stoffe: • H2O • Isopren • H2SO4 Aerosolpartikel

  17. Heterogene Nukleation • Partikelwachstum durch Anlagerung • Oberflächenwachstum eines festen Partikels durch Kondensation von Gasen auf seiner Oberfläche • z.B.: Alkene Aerosolpartikel

  18. Koagulation • Partikelwachstum durch Anhaftung  2 Partikel prallen zusammen und bleiben aneinander haften bzw. kleben  molekulare und turbulente Diffusion  Diffusionskoeffizient: beschreibt Partikelbewegung  StickingCoefficient: beschreibt „Klebe“-Wahrscheinlichkeit Aerosolpartikel

  19. http://www.azonano.com/work/Nanostructured%20Materials%20Production%20and%20Manufacturing%20in%20Order%20To%20Gain%20Special%20Effects%20and%20Propertie_files/image002.gifhttp://www.azonano.com/work/Nanostructured%20Materials%20Production%20and%20Manufacturing%20in%20Order%20To%20Gain%20Special%20Effects%20and%20Propertie_files/image002.gif Aerosolpartikel

  20. „Partikelbanane“

  21. Sedimentation • Voraussetzung: Fallgeschwindigkeit > 5 m/s • Continuum Regime (freier Fall) Stokes´ Law: • Free Molecule Regime (Brownsche Bewegung) Stokes´ Law + Cunningham Slip Correction (Cc): Aerosolpartikel

  22. Impaktion • Partikel prallt auf Tropfen auf • Dispersion • Lösung • Tropfenoberfläche  Entfernung / Auswaschung aus Atmosphäre  v.a. accumulationrange Aerosolpartikel

  23. http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/18790/entstehung.pnghttp://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/18790/entstehung.png Aerosolpartikel

  24. Partikelmesstechnik Messgeräte: • Impaktoren • Partikelwaagen • Partikelspektrometer • Partikelanalyser • Niederdruckimpaktor Messgrößen: • Anzahl • Masse • Größenverteilung • Chem. Eigenschaften Aerosolpartikel

  25. Impaktoren • Größenverteilung & chem. Eigenschaften • Partikelsammlung per Impaktion • Ausnutzung der Massenträgheit Aerosolpartikel

  26. Impaktoren • Düsen- / Freie Impaktoren • Luftfluss: gerade / gewunden • Filtermaterial: Glasfaser / Alu / PE / Kombi • Einstufig / Mehrstufig • High Volume Sampler • Berner Impaktor Aerosolpartikel

  27. Partikelwaagen Bestimmung der Masse durch: • TEOM + FDMS • β-Absorption • Aethalometer • Carusso Aerosolpartikel

  28. Partikelspektrometer • Anzahl und Größenverteilung (0,03 - 10 μm) • Scanning Mobility ParticleSizer (SMPS): • ElectrostaticClassifier Größenklassen • CondensationParticle Counter (CPC)  Anzahl Aerosolpartikel

  29. Partikelspektrometer ElectrostaticClassifier • Ansaugschlauch • Vorimpaktor • Radioaktive Quelle • DMA Aerosolpartikel

  30. Partikelspektrometer CondensationParticle Counter (CPC) • Butanoldampf kondensiert auf Partikeln • Partikel vergrößern sich • Lichtstreuung auf Detektor • Frequenz ergibt Anzahl Aerosolpartikel

  31. Partikelanalyser Laser MassAnalyserforParticles in the Airborne State (LAMPAS 2) • Anzahl, Masse, chemische Eigenschaften • 0,2 - 10 µm • Druckkammern • Detektionslaser • Ionisationslaser Aerosolpartikel

  32. Niederdruckimpaktor Electrical Low PressureImpactor (ELPI) • Anzahl, Größenverteilung (0,03 - 10 μm) • Auflösung < 5 sek., 12 Stufen, 30 l /min • Partikelbanane, TÜV, Depositionsgeschwindigkeiten • Charger ionisiert Partikel • Prallplatten: Spannungsmessung Aerosolpartikel

  33. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Aerosolpartikel

More Related