Charakterisierung von Aerosolen aus dem südafrikanischen Township Soweto

Im Rahmen dieser Arbeit sollten Aerosolpartikel aus dem südafrikanischen Soweto mit Hilfe der hochauflösenden Rasterelektronenmikroskopie charakterisiert werden. Es mußte eine hochauflösende Methode verwendet werden, da die Radien der kleinsten Teilchen bei 5 nm lagen. Außerdem konnte auf diese Weise die Morphologie der Teilchen abgebildet und analysiert werden. Im Verlauf dieser Arbeit sollten vor allem folgende Punkte geklärt werden: a) Es sollte die chemische Zusammensetzung der typischen Aerosolpartikel bestimmt werden. b) Die Anteile der verschiedenen Partikeltypen, ihre unterschiedliche Morphologie, ihre Quellen sowie ihre Größenverteilungen sollten bestimmt und analysiert werden. c) Ein anderer wichtiger Punkt war die Frage: Warum nimmt die Konzentration der größeren Teilchen (r > 1.5 µm) im Winter zu? Wieso sind es nicht die Teilchen mit den typischen Größen (r < 0.5 µm) des Verbrennungsaerosols? Hat sich in Soweto wegen der besonders hohen Aerosolkonzentration ein neuer Typ von Partikeln bzw. Agglomeraten gebildet? d) Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, eine quantitative und automatisierte Partikelanalyse für die Elektronenstrahlmikrosonde zu entwickeln, die für Teilchen größer 1 µm eingesetzt werden kann.

The task of this thesis was to characterize aerosol particles from Soweto (South Africa). The smallest particles having diameters of abt. 5 nm a high-resolution scanning electron microscope with an energy dispersive X-ray detector had to be used allowing elemental analysis as well as morphological particle imaging. The following main questions were to be answered: -What chemical elements the most typical aerosol particles are made of? -What different particle classes are to be found in Soweto? What is their morphology like? What sources do they come from? What size distribution do they have. -Why does the concentration of giant particles increase during winter in contrast to that of coal-fire generated aerosol partcles? Is there a new type of particles resp. agglomerations having developed in Soweto because of its especially high aerosol concentration. -A further aim of this thesis was to evolve a quantitative and automated analysis suitable for the electron microprobe allowing the analysis of particles with an aerodynamic diameter exceeding 1000 nm.