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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Aerosole: "Megamoleküle" durch Sonnenlicht |
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Ein Team des Paul Scherrer Instituts (PSI) und der ETH Zürich erforscht, wie sich Aerosolpartikel - also Feinstaub - aus gasförmigen Stoffen bilden.
Die Ergebnisse der Wissenschaftler haben nun gezeigt, dass Folgereaktionen zu neuen Substanzen führen, die wesentlich weniger flüchtig sind als die Ausgangsstoffe - und so den Anteil der Aerosolpartikel erheblich erhöhen. Ihre Studie ist im Fachmagazin "Science" erschienen.
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Die Studie "Identification of Polymers as Major Components of Atmospheric Organic Aerosols" ist erschienen in "Science", Bd. 303, Seiten 1659 - 1662, Ausgabe vom 12. März 2003 (doi:10.1126/science.1092185). |
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 Der Originalartikel in "Science" (kostenpflichtig) |
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Millionen Tonnen Aerosole durch Verbrennung |
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Wo der Mensch Öl, Gas, Kohle oder Holz verbrennt, gelangen täglich weltweit Millionen Tonnen unsichtbare Teilchen in die Atmosphäre. Solche Aerosole sind kleiner als ein Tausendstel Millimeter und schweben in fester oder flüssiger Form in der Luft.
Epidemiologische Studien belegen, dass die Partikel gesundheitliche Auswirkungen haben. Sie dringen tief in die Lungen ein und sind teils Krebs erregend sowie mitverantwortlich für Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen.
Zudem beeinflusse die Winzlinge den Strahlungshaushalt der Erde - unter anderem dadurch, dass sie Sonnenlicht zurück ins Weltall streuen. Die Aerosole haben damit eine abkühlende Wirkung und wirken dem Effekt der Treibhausgase entgegen.
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Aerosol-Forschung für Folgenabschätzung |
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Um diese Folgen besser untersuchen und auch quantifizieren zu können, müssten aber die chemischen, physikalischen und optischen Eigenschaften der Aerosole und ihrer Bestandteile genauer bekannt sein.
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Sommertag in der "Smogkammer" simuliert |
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Bisher ging man etwa davon aus, dass bei hohen Temperaturen die Aerosole am Nachmittag verdunsten - und sich demzufolge die Masse der Partikel verringert. Das Schweizer Forscherteam hat nun Sommertage in der neuen Smogkammer am PSI simuliert und kommt zu einem völlig entgegengesetzten Befund.
Je länger die Sonneneinstrahlung demnach dauert, desto mehr nehmen diese an Masse und Volumen zu. "Ein wesentlicher Anteil der Aerosolpartikel kommt nicht direkt aus Auspuff oder Kamin, sondern wird erst unter Sonneneinwirkung in der Atmosphäre gebildet" lautet die Schlussfolgerung der Wissenschaftler laut einer Aussendung des PSI.
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Moleküle mit sehr hohem Gewicht entstehen |
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Chemische Untersuchungen an der ETH Zürich mittels Laser-Massenspektrometrie zeigten demnach, dass sich im Lauf der Experimente Moleküle mit sehr hohem Molekulargewicht bildeten (bis zu 1000 atomaren Masseneinheiten).
Die Entstehung solcher "Megamoleküle" - diese sollen im Übrigen bis über 50 Prozent der gesamten Aerosolmasse ausmachen - weise auf Polymerisationsreaktionen hin.
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Flüchtigkeit nimmt mit der Einstrahlzeit ab |
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Die Forscher untersuchten auch die Flüchtigkeit der gebildeten Aerosolpartikel. Dabei war laut Studie deutlich zu erkennen, wie diese bei längerer Einstrahlzeit abnimmt. Die Aerosolteilchen werden stabiler, indem sie bei Erwärmung weniger stark verdampfen.
Die Ergebnisse könnten laut den Forschern auch eine einfache Erklärung für bisher rätselhafte Resultate aus Felduntersuchungen liefern.
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Mehr zu Aerosolen in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
