Authors:	Sauvage, Carina
Title:	Analysis of Non-Methane Hydrocarbons and Organic Nitrogen Compounds in the Atmosphere
Online publication date:	4-Jul-2019
Year of first publication:	2019
Language:	english
Abstract:	This thesis deals with the measurement of volatile hydrocarbons and organic nitrogen compounds and the interpretation of field data with respect to atmospheric processes. Non-methane hydrocarbons (NMHC) were measured with a commercial gas chromatograph with flame ionization detector. For the measurement of nitrogen containing organic components in the trace gas range, a new system was set up and evaluated as part of this work. It includes a gas enrichment and cryofocusing device, a gas chromatograph and a nitrogen chemiluminescence detector (GC-NCD). The results of two measurement campaigns are presented. The CYPHEX campaign (CYprus PHotochemistry EXperiment) took place in the northwest of Cyprus in the summer of 2014. In summer 2015, the devices were used in the NOTOMO campaign (NOcturnal chemistry at the Taunus Observatory: insights into Mechanisms of Oxidati-on) on the Kleiner Feldberg, Taunus, Germany. The GC-FID system was operated directly on site. Organic nitrogen compounds were analysed in the lab after the campaign (CYPHEX) or during the campaign (NOTOMO) from whole air samples (WAS). As far as we are aware, this study presents the first measurements of short chained alkyl nitrates (C1-C4) in the Mediterranean region. The GC-NCD-system was also regularly used to measure WAS of the CARIBIC project (Civil Aircraft for the Regular Investigation of the atmosphere Based on an instrumented Container) over a period of one year and was thus able to expand the pool of analytes by organic nitrates. A laboratory study for the measurement of plant emissions, which was an extension of the NOTOMO campaign, provided new results regarding the field of application and the extension of the measured components of the GC NCD system. In addition, the study also revealed new results on quasi-online measurements. After an introduction to the theoretical background, the measurement and sampling techniques are explained in chapter 2. The field campaigns are addressed in the chapters 3-5. Chapter 6 summarizes the results of this doctoral thesis. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Messung von flüchtigen Kohlenwasserstof-fen und organischen Stickstoffverbindungen in der Atmosphäre und der Interpretation von Feldmessungen in Hinsicht auf atmosphärische Prozesse. Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe (non-methane hydrocarbons, NMHC) wurden mit einem kommerziellen Gaschromatographen mit Flammenionisationsdetektor gemessen. Für die Messung von stickstoffhaltigen, organischen Komponenten im Spurengasbe-reich wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neues System aufgebaut und evaluiert. Es beinhaltet ein Gerät zur Anreicherung und Kryofokussierung der Gase, einen Gaschro-matographen und einen Stickstoffchemielumineszenzdetektor (GC-NCD). Es werden die Messergebnisse zweier Messkampagnen präsentiert. Im Sommer 2014 fand die CYPHEX-Kampagne (CYprus Photochemistry EXperiment) im Nordwesten Zyperns statt. Im Sommer 2015 kamen die Geräte bei der NOTOMO-Kampagne (NOcturnal chemistry at the Taunus Observatorium: insights into Mechanisms of Oxidation) auf dem Kleinen Feldberg im Taunus, Deutschland, zum Einsatz. Das GC-FID-System wurde dabei jeweils direkt vor Ort betrieben. Organische Stickstoffverbindungen wurden nach der Kampagne (CYPHEX) oder währenddessen (NOTOMO) offline aus gesammelten Kanisterproben (Whole air samples, WAS) im Labor analysiert. Diese Arbeit präsentiert unserem Wissen nach die ersten Messungen von kurzkettigen Alkylnitraten (C1-C4) im Mediterranen Raum. Ebenfalls wurde das GC-NCD-System zur Messung von WAS des CARIBIC-Projekts (Civil Aircraft for the Regular Investigation of the atmosphere Based on an Instrumented Container) über einen Zeitraum von einem Jahr genutzt und konnte somit das Konvolut an Analyten dieses Großprojekts um organische Nitrate erweitern. Eine Laborstudie zur Messung von Pflanzenemissionen, in Ergänzung zur NOTOMO-Kampagne, lieferte neue Ergebnisse hinsichtlich des Einsatzgebietes und der Erweiterung der gemessen Komponenten des GC-NCD-Systems auch in Bezug auf quasi-online Messungen. Nach einer Einführung in den theoretischen Hintergrund werden die Mess- und Probenahmetechniken in Kapitel 2 erläutert. Die Feldkampagnen werden in den Kapiteln 3-5 behandelt. Kapitel 6 gibt einen Überblick über die Ergebnisse dieser Doktorarbeit.
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-2006
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000028534
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	143 Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen