Aerosole

von: Jan Sebastian Mänz

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung 4

2. Aerosolquellen 5

2.1 Primäraerosole bzw. Dispersionsaerosole 6
2.2 Sekundäraerosole bzw. Nukleationsaerosole  8
2.3 Anteile natürlicher und anthropogener Quellen 10

3. Größenverteilung 11

4. Chemische Zusammensetzung 13

5. Lebenslauf Troposphärischer Aerosole / Senken 14

5.1 Umwandlungsprozesse 14
5.2 Senken 16
5.3 Lebensdauer 17
5.4 Partikeltransport 18

6. Klimawirkung 20

6.1 Indirekter Klimaeffekt 20
6.2 Direkter Klimaeffekt 22
6.3 Quantifizierung der Effekte 23

7. Einfluss auf die Gesundheit 24
 

1. Einleitung

Aerosol bedeutet wörtlich übersetzt „in Luft gelöst“ (aus dem griech. oder lat. aer = Luft und sole = Lösung).1 Streng genommen bezeichnet es ein Trägerfluid mit darin suspendierten Partikeln. In der wissenschaftlichen Literatur wird der Begriff „Aerosol“ jedoch meist gleichbedeutend mit den Partikeln verwendet, ohne das Trägergas mit einzuschließen.2 Die Teilchen haben einen Durchmesser von etwa 10-2 bis 102 µm und können sowohl fest als auch flüssig sein. Typische Aerosole sind z.B. Seesalzkerne aus den Ozeanen, Mineralteilchen aus Vulkanausbrüchen oder Wüstenregionen, Kohlestaub, Rußpartikel aus Feuerungsanlagen3 oder sulfathaltige Partikel, die aus Gasen entstanden sind.4 Aerosole können sich in der Atmosphäre weiträumig verteilen. Maßgeblich für ihre Bewegung und Lebensdauer sind Größe, Dichte und Konzentration der Partikel. Da sie als Kondensationskerne für die Wolkenbildung verantwortlich sind (indirekter Klimaeffekt) und die Atmosphäre trüben (direkter Klimaeffekt), beeinflussen sie den Strahlungshaushalt der Erde und somit auch das Klima.5 Derzeitige Forschungsergebnisse deuten auf einen dem Treibhauseffekt gegenläufigen, also einen abkühlenden Effekt hin.6 Auch auf die menschliche Gesundheit üben Aerosole einen Einfluss aus. Je nach Partikelgröße können sie bis in die Lungenalveolen vordringen.7 Diese Arbeit beschreibt den Lebenslauf und die Eigenschaften der Aerosole sowie ihre Einflussnahme auf das Klima und die menschliche Gesundheit. Abbildung 1 Teilchendurchmesser einiger Partikel [Abbildung in der Downloaddatei vorhanden]

2. Aerosolquellen

Grundsätzlich lassen sich zwei verschiedene Aerosolklassen unterscheiden. Die Primärpartikel, auch Dispersionsaerosole genannt, werden direkt in die Atmosphäre emittiert. Zu ihnen gehören Mineralstaub, Seesalz und Partikel, die als Folge von Verbrennungsvorgängen entstehen, wie z.B. Rußpartikel (siehe Abbildung 2).8 Sekundärpartikel, auch Nukleationsaerosole genannt, werden aus Vorläufersubstanzen in der Gasphase durch homogene Nukleation gebildet.9 Dieser Vorgang wird häufig auch als „gas to particle conversion“ bezeichnet.10 Solche sekundären Aerosole enthalten oft Ammonium-, Sulfat- oder Nitrat-Ionen in Form von Salzen und Säuren.11 Beide Aerosoltypen werden sowohl natürlich als auch anthropogen emittiert. Abbildung 2 Rußpartikel [Abbildung in der Downloaddatei vorhanden]

2.1 Primäraerosole bzw. Dispersionsaerosole

[...]

1 Vgl. Claus Bliefert, Umweltchemie, 3.Auflage 2002, S.225.
2 Vgl. Nicole Riemer, Numerische Simulation zur Wirkung des Aerosols auf die Troposphärische Chemie und die Sichtweite,2002, S.7.
3 Vgl. Claus Bliefert, Umweltchemie, 3.Auflage 2002, S.225.
4 Vgl. Spektrum der Wissenschaft, April 1994, Sulfat-Aerosole und Klimawandel, S.46-53.
5 Vgl. Claus Bliefert, Umweltchemie, 3.Auflage 2002, S.225/226.
6 Vgl. Spektrum der Wissenschaft, April 1994, Sulfat-Aerosole und Klimawandel, S.46-53.
7 Vgl. http://aerosolforschung.web.psi.ch/Was_Page/Was_Page.htm, 27.03.04.
8 Vgl. Nicole Riemer, Numerische Simulation zur Wirkung des Aerosols auf die Troposphärische Chemie und die Sichtweite,2002, S.11.
9 Vgl. Claus Bliefert, Umweltchemie, 3.Auflage 2002, S.229.
10 Vgl. Ruprecht Jaenicke, Atmosphärische Spurenstoffe, 1987, S.323.
11 Vgl. Claus Bliefert, Umweltchemie, 3.Auflage 2002, S.229.