Die vier Griechischen Elemente: - TOBIAS-lib - Universität Tübingen
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efüllt wird (Abbildung 2-4). Dieses Adsorbermaterial stellte sich in Vorversuchen als das geeignetste heraus. Es handelt sich um ein makroporöses Polystyren mit N-Methylglucamin als funktionelle Gruppe. Kriterien für die Auswahl des Adsorbers waren: • Benetzbarkeit mit Wasser. • Ausreichende Wiederfindung und Reproduzierbarkeit bei der Extraktion mit einfachen Methoden. • Ausreichende Sorptionskapazität, um einen Durchbruch während des Monitoring- Intervalls zu verhindern. • Gute Wasserdurchlässigkeit • Kein Quellen oder Schrumpfen des Materiales bei Wasserkontakt oder Frost- und Tauwechsel. Entsprechende Untersuchungen zu Durchbruchsverhalten, Sorptionsverhalten, Reproduzierbarkeit und Langzeitstabilität adsorbierter PAK auf der Kartusche sowie eine genaue Beschreibung des Adsorbermateriales Amberlite ® IRA-743 sind bei Martin (2000) sowie Martin & Grathwohl (2002) dokumentiert. Das Adsorbermaterial wurde in der Kartusche von Glaswolle mit einer Einbauhöhe von jeweils ca. 1,5 cm fixiert. Je Kartusche wurden 15 g des Adsorbermateriales trocken eingewogen. Vor der Packung der Glassäule erfolgte eine mehrfache Reinigung des Adsorbermateriales mit Wasser und Aceton. Die Glastrichter wurden von der Firma UMEG (Gesellschaft für Umweltmessungen und Umwelterhebungen) speziell für das Depositionsmonitoring entwickelt. Der Trichterinnendurchmesser sowie die Tiefe des zylindrischen Trichters beträgt jeweils 25 cm, die Neigung des konischen Teiles beträgt 50° und der Innendurchmesser der Verbindung zur Kartusche 10 mm. Die senkrecht projizierte Trichteroberfläche als Bezugsgröße für die Ermittlung der atmosphärischen Deposition beträgt bei einem Durchmesser von 25 cm 0,049 m -2 . Trichter Schraubkappe Gl. 32 Gewinde Gl. 32 Glaswolle Adsorber Glaswolle 2.3 Material und Methoden 210 mm Abbildung 2-4 Aufbau der Adsorberkartusche. 250 mm Als Halterung für das Probenahmesystem dient ein zylindrischer Aluminiumbehälter der so konstruiert wurde, dass er vom innen eingesetzten Trichter um 5 cm überragt wird. Abbildung 2-5 zeigt die komplette Sammeleinrichtung im Geländeeinsatz. In den Bestandsmessstellen wurde in den Trichter zusätzlich ein Edelstahlsieb mit einer Maschenweite von 0,5 mm eingesetzt. Dadurch wurden grobe Bestandteile wie Blätter, Äste etc. zurückgehalten und die Deposition konnte an 23
2 Atmosphärische Deposition von PAK diesen Standorten in den durchtropfenden Anteil sowie den mit der Streu eingetragenen Anteil differenziert werden. Abbildung 2-5 Depositionssammler im Gelände mit skizziertem Trichter und Adsorberkartusche (veränderte Abbildung der Fa. UMEG). Auf der Testfläche am Waldstein im Fichtelgebirge wurde an einer Freilandmessstelle eine aktive Probenahme durch Anlegen eines Unterdruckes an der Adsorptionskartusche durchgeführt. Dabei wurde mittels einer Vakuumpumpe (Laboport N 86 KN 18 VAC-Control der Firma KNF) und eines Gasflussreglers (Typ 1179A Firma MKS Instruments) ein konstanter Volumenstrom von 100 ml min -1 durch die Kartusche gefördert. Am Auslauf der Kartusche dieser Messstelle wurde ein Schlauch befestigt, der in eine Vorratsflasche geführt wurde. In der Vorratsflasche wurde der Niederschlag gesammelt, um eine Kontamination des Massenflussreglers zu verhindern. Aus der Vorratsflasche wurde eine Leitung zu der Pump- und Steuereinheit geführt. 2.3.2 Beprobung der Depositionssammeleinrichtung Vor dem Einsatz der Adsorberkartuschen im Gelände erfolgte eine erneute Spülung mit jeweils 50 ml Aceton (zunächst reinst, dann 24 Reinheit (GC) min. 99,9 %). Anschließend wurde die Kartusche oben mit einem Schraubdeckel (GL. 32) verschlossen, der mit einem Teflonseptum ausgestattet wurde. Der untere Auslauf wurde mit einem Silikonstopfen verschlossen. Während der Probenahme nach Beprobungsintervallen von i.d.R. 2 Monaten wurden die Trichter jeweils nach dem Entfernen der alten Kartusche mit acetongetränkter Glaswolle ausgewischt sowie mit 200 ml Aceton gespült. Dadurch kann die mögliche Verschleppung von PAK auf der Trichteroberfläche in die folgende Sammelperiode verhindert werden. Das Aceton dieser Trichterspülung wurde in einer Braunglasflasche aufgefangen. Anschließend wurde eine frische Adsorberkartusche an den Trichter angeschlossen und die ausgetauschte Kartusche mit dem Deckel und Silikonstopfen der frischen Kartusche luftdicht verschlossen. Abschließend wurde die neu eingebaute Kartusche mit Aluminiumfolie ummantelt, um während des Beprobungsintervalles adsorbierte PAK vor Abbau durch UV-Strahlung zu schützen und Algenwuchs während niederschlagsreicher Wetterperioden in der feuchten Kartusche zu verhindern. Bei jeder Probenahme wurde eine Kartusche als Blank mit in das Gelände genommen, um während der Probenahme, des Transportes oder der Extraktion eventuell vorkommende Hintergrundbelastungen quantifizieren zu können. 2.3.3 Probenahmen zur Bestimmung kohliger Partikel Die Probenahme für die Ermittlung der atmosphärischen Deposition kohliger Partikel erfolgte nach dem Trichter-Flasche-Verfahren. Unter Metalltrichtern wurden im Untersuchungsgebiet „Schönbuch“ PE-Flaschen mit einem Volumen von 2 l installiert. Insgesamt zwei solcher Sammelstellen wurden eingerichtet, an denen zu den Probenahmeterminen jeweils die Flaschen gewechselt wurden.
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2 Atmosphärische Deposition von PAK<br />
diesen Standorten in den durchtropfenden Anteil<br />
sowie den mit der Streu eingetragenen Anteil<br />
differenziert werden.<br />
Abbildung 2-5 Depositionssammler im Gelände mit<br />
skizziertem Trichter und Adsorberkartusche<br />
(veränderte Abbildung der Fa. UMEG).<br />
Auf der Testfläche am Waldstein im Fichtelgebirge<br />
wurde an einer Freilandmessstelle eine<br />
aktive Probenahme durch Anlegen eines Unterdruckes<br />
an der Adsorptionskartusche durchgeführt.<br />
Dabei wurde mittels einer Vakuumpumpe<br />
(Laboport N 86 KN 18 VAC-Control der<br />
Firma KNF) und eines Gasflussreglers (Typ<br />
1179A Firma MKS Instruments) ein konstanter<br />
Volumenstrom von 100 ml min -1 durch die<br />
Kartusche gefördert. Am Auslauf der Kartusche<br />
dieser Messstelle wurde ein Schlauch befestigt,<br />
der in eine Vorratsflasche geführt wurde. In der<br />
Vorratsflasche wurde der Niederschlag<br />
gesammelt, um eine Kontamination des Massenflussreglers<br />
zu verhindern. Aus der Vorratsflasche<br />
wurde eine Leitung zu der Pump- und<br />
Steuereinheit geführt.<br />
2.3.2 Beprobung der Depositionssammeleinrichtung<br />
Vor dem Einsatz der Adsorberkartuschen im<br />
Gelände erfolgte eine erneute Spülung mit<br />
jeweils 50 ml Aceton (zunächst reinst, dann<br />
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Reinheit (GC) min. 99,9 %). Anschließend<br />
wurde die Kartusche oben mit einem Schraubdeckel<br />
(GL. 32) verschlossen, der mit einem<br />
Teflonseptum ausgestattet wurde. Der untere<br />
Auslauf wurde mit einem Silikonstopfen<br />
verschlossen.<br />
Während der Probenahme nach Beprobungsintervallen<br />
von i.d.R. 2 Monaten wurden die<br />
Trichter jeweils nach dem Entfernen der alten<br />
Kartusche mit acetongetränkter Glaswolle<br />
ausgewischt sowie mit 200 ml Aceton gespült.<br />
Dadurch kann die mögliche Verschleppung von<br />
PAK auf der Trichteroberfläche in die folgende<br />
Sammelperiode verhindert werden. Das Aceton<br />
dieser Trichterspülung wurde in einer<br />
Braunglasflasche aufgefangen. Anschließend<br />
wurde eine frische Adsorberkartusche an den<br />
Trichter angeschlossen und die ausgetauschte<br />
Kartusche mit dem Deckel und Silikonstopfen<br />
der frischen Kartusche luftdicht verschlossen.<br />
Abschließend wurde die neu eingebaute<br />
Kartusche mit Aluminiumfolie ummantelt, um<br />
während des Beprobungsintervalles adsorbierte<br />
PAK vor Abbau durch UV-Strahlung zu<br />
schützen und Algenwuchs während niederschlagsreicher<br />
Wetterperioden in der feuchten<br />
Kartusche zu verhindern.<br />
Bei jeder Probenahme wurde eine Kartusche als<br />
Blank mit in das Gelände genommen, um<br />
während der Probenahme, des Transportes oder<br />
der Extraktion eventuell vorkommende Hintergrundbelastungen<br />
quantifizieren zu können.<br />
2.3.3 Probenahmen zur Bestimmung<br />
kohliger Partikel<br />
<strong>Die</strong> Probenahme für die Ermittlung der<br />
atmosphärischen Deposition kohliger Partikel<br />
erfolgte nach dem Trichter-Flasche-Verfahren.<br />
Unter Metalltrichtern wurden im Untersuchungsgebiet<br />
„Schönbuch“ PE-Flaschen mit<br />
einem Volumen von 2 l installiert. Insgesamt<br />
zwei solcher Sammelstellen wurden eingerichtet,<br />
an denen zu den Probenahmeterminen<br />
jeweils die Flaschen gewechselt wurden.
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