Projekt 12633/01

Entwicklung einer Wasserstoffperoxid-Sonde mit amperometrischem Messverfahren

Projektträger

Brandenburgische Technische Universität Cottbus Fakultät für Umweltwissenschaften u. Verfahrenstechnik Lehrstuhl für Luftchemie u. Luftreinhaltung
Volmerstr. 13
12489 Berlin
Telefon: 030/63925651

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Entwicklung einer Sonde zur Bestimmung der vertikalen Mischungsverhältnisse von Wasserstoffperoxyd. Die Sonde soll sich durch eine geringe Masse von ca. 1 kg auszeichnen, und ihr Preis wird unter 2000 DM veranschlagt. Im Rahmen dieses Vorhabens ist vorgesehen, das Verfahren als Ein-Kanal-Analysator zur Bestimmung von H2O2 auszulegen und die Höhe der Vertikalprofile bis vorerst maximal 3000 m vorzusehen. Die auch zukünftig noch zu erwartende Zunahme der Oxidationskapazität der Atmosphäre er-fordert insbesondere während kritischer austauscharmer Sommersmogperioden neben der Ozonsondierung auch die Kenntnis der vertikalen Verteilung wichtiger Photo-Oxidantien wie z. B. Wasserstoffperoxyd.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAufbauend auf den bisherigen Erfahrungen des Antragstellers mit dem Einsatz und der Optimierung verschiedener H2O2-Verfahren werden folgende Arbeitsschritte durchgeführt:
1. Überarbeitung des amperometrischen Messverfahrens nach Keuken (Keuken et.al. 1987) und Anpassung an die Einsatzbedingungen zur Vertikalsondierung von H2O2.
Das Messverfahren wird bzgl. Nachweisgrenze, Reproduzierbarkeit, zeitliche Auflösung und Querempfindlichkeit an die neuen Anforderungen angepasst. Es erfolgt die Auswahl und Anpassung eines Auswaschverfahrens von gasförmigem Wasserstoffperoxyd in die flüssige Phase.
2. Miniaturisierung des Meßsystems
In Kooperation mit Meteoconsult wird das Meßsystem in eine miniaturisierte Form überführt. Dabei werden weitestgehend handelsübliche Bauteile eingesetzt bzw. den Anforderungen entsprechend angeglichen. Die für die Messung und Steuerung notwendige Hard- und Software wird entwickelt und angepasst.
3. Testung des Meßsystems auf Druckstabilität und Querempfindlichkeiten
Für die Untersuchung der Druckstabilität sind Druckkammerversuche im Forschungszentrum Jülich vorgesehen. Der Test des Systems unter Feldbedingungen wird am Grünten (Allgäu) stattfinden. Ei-ne dort vorhandene Seilbahn überwindet während eines Aufzuges ca. 1000 Höhenmeter und eignet sich damit hervorragend als Testplattform für das Meßsystem.
4. Anpassungsarbeiten des Meßsystems für vertikale Wasserstoffperoxydprofile bis ca. 3000 m Höhe
Es wird ein Trägersystem entwickelt, das sich in eine Gerätebox, einen Geräteträger und eine Bodenstation gliedert. Das Meßsystem wird in die Gerätebox integriert. Der Geräteträger beinhaltet die Stromversorgung, die Mess-, Steuerungs- und Datenübertragungstechnik, evtl. Einrichtungen zur Temperatur- und Druckstabilisierung und Messeinrichtungen für Außentemperatur, Außendruck und Feuchte. Die Bodenstation empfängt die Messdaten, bereitet sie auf und stellt sie über eine Schnittstelle für den PC zur Verfügung.