Die vier Griechischen Elemente: - TOBIAS-lib - Universität Tübingen
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Die Ergebnisse bestätigen den gasförmigen Transport semivolatiler PAK bis Phenanthren. Während der Wintermonate kondensieren auch die semivolatilen PAK an atmosphärischen Aerosolen, so dass während dieser Sammelperioden keine Differenzen in den akkumulierten Massen auftreten. Eine Erklärung des Minderbefundes partikelgetragener PAK auf der aktiv bepumpten Adsorberkartusche könnte in einem Durchbruch ultrakleiner Partikel liegen, die auch die nachgeschaltete Kartusche passieren. Diese müssten dann im aufgefangenen Niederschlagswasser nachweisbar sein, das allerdings nicht in die Analytik einbezogen wurde. 2.4.6.2 Einfluss des Sammelzeitraumes auf die Depositionsraten Im Untersuchungsgebiet „Schönbuch“ wurden im parallelen Betrieb über einen Zeitraum von 6 Monaten der Einfluss unterschiedlicher Sammelzeiträume auf die PAK-Depositionsraten im Freiland untersucht. Dabei wurde eine Sammeleinrichtung monatsweise beprobt, eine weitere alle drei Monate. Das erste Probenahmeintervall reichte vom 26.10.2001 bis zum 24.01.2002, wobei die weiteren Probenahmetermine der Monatsproben am 22.11. und am 12.12.2001 waren. Abbildung 2-16 zeigt die Ergebnisse dieses Feldversuches. Depositionsrate [ng m -2 d -1 ] 100 80 60 40 20 0 Any Ace Fln Phe Ant Fth Pyr BaA Chr Bbf-BkF BeP BaP Per Indeno DahA BghiP kumulierte Monatsprobe 3-Monatsprobe Abbildung 2-16 Vergleich der Depositionsraten einer 3-Monatsprobe mit den kumulierten Werten von 3 monatlichen Probenahmen zwischen 26.10.2001 und 24.01.2002. Die Depositionsraten werden jeweils aus der Summe der Trichterwäschen und der adsorbierten Massen auf den Kartuschen berechnet. 2.4 Ergebnisse und Diskussion Aus Abbildung 2-16 geht hervor, dass die 3- Monatsprobe gegenüber der monatlichen Probenahme für fast alle PAK (Ausnahme: Benz(a)anthracen) einen Minderbefund aufweist. Allerdings konnte beim Ausbau der 3- Monatsprobe am 24.01.2002 festgestellt werden, dass die Adsorberkartusche einen Glasbruch aufwies. Als weitere Ursache für den Minderbefund wurde die Trichterreinigung mit Glaswolle und Aceton erkannt. In diesem ersten Versuch wurde die Trichterreinigung jeweils mit der Adsorberkartusche zusammen analysiert. Das 3malige reinigen des Trichters gegenüber der einmaligen Reinigung der 3-Monatsprobe könnte jedoch zu einer zusätzlichen Akkumulation von PAK durch Aktivierung der Glasoberflächen führen (Gingrich et al., 2001; Young et al., 2002). Daher wurde der Versuch zwischen dem 24.01. und dem 24.04.2002 wiederholt, wobei nun die Adsorberkartuschen getrennt von der Trichterwäsche analysiert wurden. Die zusätzlichen Termine für die Monatsproben waren am 19.02. sowie am 20.03.2002. Die Ergebnisse dieses zweiten Feldversuches werden in Abbildung 2-17 gezeigt. Depositionsrate [ng m -2 d -1 ] 120 80 40 0 Any Ace Fln Phe Ant Fth Pyr BaA Chr Bbf-BkF BeP BaP Per Indeno DahA BghiP kumulierte Monatsprobe 3-Monatsprobe Abbildung 2-17 Vergleich der Depositionsraten einer 3-Monatsprobe mit den kumulierten Werten von 3 monatlichen Probenahmen zwischen 24.01. und 24.04.2002. Die Depositionsraten werden jeweils nur aus den adsorbierten Massen auf den Kartuschen berechnet. Auch wenn nur die adsorbierten Schadstoffmassen auf den Kartuschen gegeneinander aufgetragen werden, ergibt sich ein Minderbefund der 3-Monatsprobe gegenüber den 49
2 Atmosphärische Deposition von PAK kumulierten Werten der monatlichen Probenahme (Ausnahme Benz(a)anthracen und Indeno(1,2,3-cd)pyren). Insgesamt ist dieser Minderbefund für die semivolatilen PAK stärker ausgeprägt als für die nicht volatilen (z.B. Benzo(a)pyren). In Tabelle 2-20 ist der prozentuale Anteil der 3- Monatsprobe an den kumulierten Monatsproben für beide Vergleichszeiträume aufgelistet. Des Weiteren sind in Tabelle 2-20 die Ergebnisse der getrennten Analytik der Trichterwäsche zusammengefasst. Tabelle 2-20 Prozentualer Anteil der PAK auf den Adsorberkartuschen der 3-monatigen Expositionsdauer an den kumulierten Monatsproben und PAK in der Trichterwäsche (n = 10). Kartuschen Trichter Anteil [%] [ng m -2 ] Substanz a) b) AM c) Med d) SA e) Bl f) Any 69 32 5 0 8 0 Ace 88 42 21 22 16 17 Fln 72 0 37 38 31 26 Phe 83 69 689 627 192 281 Ant 49 0 19 22 14 15 Fth 88 76 315 312 57 143 Pyr 60 72 245 220 62 97 BaA 144 140 26 26 19 0 Chr 56 62 50 53 31 38 B(b+k)F 67 77 43 52 36 0 BeP 61 77 13 13 14 0 BaP 66 89 6 0 11 0 Per 73 136 0 0 0 0 Indeno 78 114 10 0 13 0 DahA 104 0 0 0 0 0 BghiP 78 73 14 14 13 0 a) Vergleichszeitraum 26.10.01 – 24.01.02 b) Vergleichszeitraum 24.01. – 24.04.02 c) Arithmetischer Mittelwert d) Median e) Standardabweichung f) Blank 50 Für die semivolatilen Phenanthren, Fluoranthen und Pyren kommt es zu erheblichen Anreicherungen auf der Trichteroberfläche, und zwar unabhängig von der Expositionsdauer der Trichter. Die Spannbreite der Daten liegt für die Σ–PAK zwischen 1062 und 2023 ng m -2 . Die Ergebnisse sind konsistent mit Untersuchungen von Gingrich et al. (2001) zur Anreicherung von PAK auf Fensterscheiben, auf denen im ländlichen Raum durchschnittlich 210 ng m -2 , im suburbanen Raum 1800 ng m -2 und im urbanen Raum 6100 ng m -2 ermittelt wurden. Werden die Werte des Blank in Tabelle 2-20 subtrahiert, so liegen die hier ermittelten Ergebnisse im Übergangsbereich zwischen ländlichem und suburbanen Raum nach Gingrich et al. (2001). Allerdings sind die Daten in Tabelle 2-20 mit einer gewissen Unsicherheit behaftet, denn in einer weiteren Blank-Messung wurde ein Wert von 1552 ng m -2 für die Σ–PAK gemessen (nicht in Tabelle 2-20 enthalten), was auf stark schwankende Hintergrundwerte im Labor hinweist. Es ist jedoch davon auszugehen, dass der Höherbefund bei monatlicher Probenahme auf die Ausbildung eines organischen Filmes auf den Trichteroberflächen im Zusammenhang mit der Trichterreinigung zurückzuführen ist. Nach der Reinigung entwickelt sich dieser Film innerhalb weniger Tage, im ländlichen Raum mit bevorzugter Anreicherung von PAK aus der Gasphase, dann erfolgt eine langsamere Akkumulation (Gingrich et al., 2001). Durch Erosion des Filmes während Niederschlagsereignissen kann dann eine zusätzliche Akkumulation auch auf den Adsorberkartuschen erfolgen. Da jedoch erhebliche Anteile partikelgetragener Schadstoffe bei der Probenahme mit einem Trichter auf den Trichteroberflächen verbleiben (Offenberg & Baker, 2002b), empfiehlt es sich zur Verminderung dieses Artefaktes die Trichterreinigung mit deionisiertem Wasser benetzter Glaswolle durchzuführen. Die mögliche rasche Adsorption gasförmig transportierter PAK auf dem Adsorbermaterial selbst als Ursache für den Höherbefund bei kürzeren Sammelperioden würde von solchen Maßnahmen unberührt bleiben.
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<strong>Die</strong> Ergebnisse bestätigen den gasförmigen<br />
Transport semivolatiler PAK bis Phenanthren.<br />
Während der Wintermonate kondensieren auch<br />
die semivolatilen PAK an atmosphärischen<br />
Aerosolen, so dass während dieser Sammelperioden<br />
keine Differenzen in den akkumulierten<br />
Massen auftreten. Eine Erklärung des Minderbefundes<br />
partikelgetragener PAK auf der<br />
aktiv bepumpten Adsorberkartusche könnte in<br />
einem Durchbruch ultrakleiner Partikel liegen,<br />
die auch die nachgeschaltete Kartusche passieren.<br />
<strong>Die</strong>se müssten dann im aufgefangenen<br />
Niederschlagswasser nachweisbar sein, das allerdings<br />
nicht in die Analytik einbezogen wurde.<br />
2.4.6.2 Einfluss des Sammelzeitraumes auf<br />
die Depositionsraten<br />
Im Untersuchungsgebiet „Schönbuch“ wurden<br />
im parallelen Betrieb über einen Zeitraum von 6<br />
Monaten der Einfluss unterschiedlicher<br />
Sammelzeiträume auf die PAK-Depositionsraten<br />
im Freiland untersucht. Dabei wurde eine<br />
Sammeleinrichtung monatsweise beprobt, eine<br />
weitere alle drei Monate. Das erste Probenahmeintervall<br />
reichte vom 26.10.2001 bis zum<br />
24.01.2002, wobei die weiteren Probenahmetermine<br />
der Monatsproben am 22.11. und am<br />
12.12.2001 waren. Abbildung 2-16 zeigt die<br />
Ergebnisse dieses Feldversuches.<br />
Depositionsrate [ng m -2 d -1 ]<br />
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kumulierte Monatsprobe 3-Monatsprobe<br />
Abbildung 2-16 Vergleich der Depositionsraten<br />
einer 3-Monatsprobe mit den kumulierten Werten<br />
von 3 monatlichen Probenahmen zwischen<br />
26.10.2001 und 24.01.2002. <strong>Die</strong> Depositionsraten<br />
werden jeweils aus der Summe der Trichterwäschen<br />
und der adsorbierten Massen auf den Kartuschen<br />
berechnet.<br />
2.4 Ergebnisse und Diskussion<br />
Aus Abbildung 2-16 geht hervor, dass die 3-<br />
Monatsprobe gegenüber der monatlichen<br />
Probenahme für fast alle PAK (Ausnahme:<br />
Benz(a)anthracen) einen Minderbefund aufweist.<br />
Allerdings konnte beim Ausbau der 3-<br />
Monatsprobe am 24.01.2002 festgestellt werden,<br />
dass die Adsorberkartusche einen Glasbruch<br />
aufwies. Als weitere Ursache für den Minderbefund<br />
wurde die Trichterreinigung mit Glaswolle<br />
und Aceton erkannt. In diesem ersten Versuch<br />
wurde die Trichterreinigung jeweils mit der<br />
Adsorberkartusche zusammen analysiert. Das 3malige<br />
reinigen des Trichters gegenüber der einmaligen<br />
Reinigung der 3-Monatsprobe könnte<br />
jedoch zu einer zusätzlichen Akkumulation von<br />
PAK durch Akti<strong>vier</strong>ung der Glasoberflächen<br />
führen (Gingrich et al., 2001; Young et al.,<br />
2002). Daher wurde der Versuch zwischen dem<br />
24.01. und dem 24.04.2002 wiederholt, wobei<br />
nun die Adsorberkartuschen getrennt von der<br />
Trichterwäsche analysiert wurden. <strong>Die</strong> zusätzlichen<br />
Termine für die Monatsproben waren am<br />
19.02. sowie am 20.03.2002. <strong>Die</strong> Ergebnisse<br />
dieses zweiten Feldversuches werden in<br />
Abbildung 2-17 gezeigt.<br />
Depositionsrate [ng m -2 d -1 ]<br />
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kumulierte Monatsprobe 3-Monatsprobe<br />
Abbildung 2-17 Vergleich der Depositionsraten<br />
einer 3-Monatsprobe mit den kumulierten Werten<br />
von 3 monatlichen Probenahmen zwischen 24.01.<br />
und 24.04.2002. <strong>Die</strong> Depositionsraten werden<br />
jeweils nur aus den adsorbierten Massen auf den<br />
Kartuschen berechnet.<br />
Auch wenn nur die adsorbierten Schadstoffmassen<br />
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