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Entwicklung von Methoden zur Analyse von Carbonylverbindungen in der Atmosphäre

Schlomski, Stefan :
Entwicklung von Methoden zur Analyse von Carbonylverbindungen in der Atmosphäre.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2000)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Entwicklung von Methoden zur Analyse von Carbonylverbindungen in der Atmosphäre
Language: German
Abstract:

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Entwicklung eines Analyseverfahrens zur Bestimmung gasförmiger Aldehyde und Ketone. Die Carbonylverbindungen entstehen beim photochemischen Abbau der Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid und werden in beträchtlichen Mengen sowohl anthropogen als auch biogen emittiert. Mit Lebensdauern von einigen Stunden bis Tagen sind sie relativ stabile Zwischenprodukte, iIhr weiterer Abbau durch Radikalreaktionen und Photolyse trägt allerdings wesentlich zur Radikalbilanz der Atmosphäre (Oxidationskapazität, Ozonbildung) bei. Zur Probenahme der Carbonylverbindungen wurde ein neuentwickeltes Sammelsystem eingesetzt. Die Anreicherung findet auf Umkehrphasen-Extraktionskartuschen statt, die mit Pentafluorbenzylhydroxylamin (PFBHA) beschichtet sind. Die Aldehyde und Ketone reagieren zu den entsprechenden Oximen und können nach Elution gaschromatographisch getrennt und mit einem Elektroneneinfangdetektor oder einem Massenspektrometer nachgewiesen werden. Zur Erhöhung der Nachweisgrenzen wurde mit eine großvolumige Injektionstechnik eingesetzt (PTV-Injektion). Das analytische Verfahren wurde hinsichtlich aller relevanten Parameter validiert und durch externe Qualitätssicherungsmaßnahmen auf seine feldexperimentelle Eignung hin überprüft. Im Ergebnis konnten über 30 Carbonylverbindungen in Luftproben identifiziert werden. Für die Luftprobenahme wurden Tagesprofile an der TU Darmstadt sowie im Rahmen der Feldmeßkampagne BERLIOZ aufgenommen. Diese Daten wurden zusammen mit Informationen zu den Kohlenwasserstoff-Vorläufersubstanzen und atmosphärenchemischen und meteorologischen Parametern interpretiert. Dabei konnten Quellen und Senken von Aldehyden und Ketonen in der Atmosphäre identifiziert werden, es wurden definierte Edukt-Produktbeziehungen gefunden sowie Fragen der Bilanzierung zwischen Carbonylverbindungen und Kohlenwasserstoffen beantwortet.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The main goal of this work was the development of a method for the analysis of gaseous aldehydes and ketones in the atmosphere. The carbonyl compounds arise from the photochemical breakdown of hydrocarbons and are emitted in substantial amounts from anthropogenic and biogenic sources. They are the first stable intermediates in the oxidation chain and have lifetimes ranging from hours to days. Their photochemical breakdown through reactions and photolysis is one of the major sources of radicals in the atmosphere with all consequences for the oxidation capacity and the ozone creation potential. The carbonyl compounds were sampled with an newly developed method on reversed phase SPE cartridges coated with Pentafluorobenzylhydroxylamine (PFBHA). The analytes reacted online to the corresponding oximes and could be separated with a gaschromatograph after elution of the derivatives. Detection is done with an electron capture detector. To improve the detection limits a PTV-injector in the solvent vent mode was used. The procedur was validated concerning all relevant sampling and analytical parameters and was verfied in several external quality comparisons. At last over 30 carbonyl compounds were measured in atmospheric samples. For air analysis, diurnal profiles were taken at the University of Darmstadt and during the German field measuring campain BERLIOZ. The carbonyl compound data were interpreted together with the hydrocarbon data and several atmospheric and meteorological informations. As a result sources and sinks of carbonyl compounds in the atmosphere were identified together with defined relations between precursor substances and related carbonyl compound products. Moreover, the relation and the balance between aldhydes and ketones versus hydrocarbons was discussed.English
Uncontrolled Keywords: Gaschromatographie, Atmosphäre, Umweltanalytik, Instrumentelle Analytik, Ozon, Carbonylverbindungen, Aldehyde, Ketone, Probenahme, Derivatisierung, Adsorbens, Probenvorbereitung, Tagesprofile, Feldmessungen, BERLIOZ, Oxidationskapazität, biogene Emissionen, anthropogene Emissionen, photochemischer Abbau
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Gaschromatographie, Atmosphäre, Umweltanalytik, Instrumentelle Analytik, Ozon, Carbonylverbindungen, Aldehyde, Ketone, Probenahme, Derivatisierung, Adsorbens, Probenvorbereitung, Tagesprofile, Feldmessungen, BERLIOZ, Oxidationskapazität, biogene Emissionen, anthropogene Emissionen, photochemischer AbbauGerman
Gaschromatography, Atmosphere, Environmental Analysis, Air Analysis, Ozone, Carbonyl Compounds, Aldehydes, Ketones, Derivatization, Sampling, ECD-Detection, Adsorbens, Diurnal Profiles, Anthropogenic Emissions, Biogenic Emissions, Photochemical Reactions, Oxidation Capacity, field measurements, BERLIOZEnglish
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: Fachbereich Chemie
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:20
Last Modified: 07 Dec 2012 11:46
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000072
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-721
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Lindner, Prof. Dr. Hans Jörg
Advisors: Bächmann, Prof. Dr. Knut
Refereed: 22 May 2000
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/72
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