MOE-Fellowship: Joanna Stepien

Observation of particle changes in hygroscopicity in relation to their chemical composition (measureAerosole sind allgegenwärtig in der Atmosphäre. Aerosole bezeichnen eine Suspension von festen oder flüssigen Bestandteilen in einem Trägergas. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei einer Vielzahl von Prozessen, unter anderem beeinflussen sie den Strahlungs- und Energiehaushalt der Erde durch den direkten und indirekten Strahlungseffekt.Ein nicht zu vernachlässigendes Einflussgebiet der Aerosole ist neben dem Klima auch die menschliche Gesundheit. Zusammen mit der Luft können Toxine in den Atemtrakt gelangen und dort abgeschieden werden. Andererseits können zerstäubte Arzneimittellösungen auf der feuchten Oberfläche des Atemtrakts eine therapeutische Wirkung haben. Im menschlichen Atemtrakt sind Aerosolpartikel einer relativen Feuchte von bis zu 99% ausgesetzt und können je nach Hygroskopizität auf das Siebenfache ihres ursprünglichen Durchmessers anwachsen. Hygroskopizität eines Aerosolpartikels bezeichnet seine Fähigkeit, Wasser aus seiner Umgebung aufzunehmen. Auf Grund des größenabhängigen Depositionsverhaltens bestimmt das Feuchtewachstum der Partikel also auch, wie weit sie in die Lunge eindringen können und wo sie abgeschieden werden. Die ersten Studien, die sich mit dem hygroskopischen Wachstum von Aerosolpartikeln in der Atmosphäre beschäftigten, wurden vor ein paar Jahrzehnten durchgeführt. Covert et al. [1972] führte Messungen mit integrierenden Nephelometern durch, um das Verhältnis zwischen den chemischen Komponenten und der relativen Feuchte zu der Streuung des Lichts durch Aerosole zu bestimmen. Mit derartigen Messungen konnten allerdings keine Informationen über Partikel-Anzahlgrößenverteilung gewonnen werden. Von Winkler und Junge [1972], ebenso wie von Hänel [1976], wurden auf Grundlage von Impaktor messungen erste Modelle über die hygroskopischen Eigenschaften von atmosphärischen Aerosolpartikeln entwickelt. In den 80er Jahren wurde das HTDMA (Hygroscopicity Tandem Differential Mobility Analyser) von Rader und McMurry [1986] konstruiert. Mit dem HTDMA ist es möglich, das hygroskopische Wachstum von Partikeln als Funktion der relativen Feuchte mit hoher Zeitauflösung zu ermitteln. Im Herbst 2008 wurden Intensivmesskampagn in Melpitz durchgeführt. Es wurden sowohl die hygroskopischen Eigenschaften atmosphärischer Aerosolpartikel durch Kombination von HTDMA-Messungen untersucht als auch die chemischen Komponenten in Zusammenwirken von AMS und MAAP. Ziel war es, einen direkten Vergleich zwischen dem hygroskopischen Verhalten der Aerosolpartikel und ihrer chemischen Zusammensetzung ziehen zu können.