Entwicklung einer Thermodesorptionseinheit für die GC/MS zur Bestimmung hochreaktiver, biogener Kohlenwasserstoffe und deren Anwendung im Rahmen von Labor- und Feldstudien
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Flüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds, VOCs), besonders \r\nTerpene, gelten als Vorläufer des sekundären organischen Aerosols (secondary \r\norganic aerosols, SOA). Terpene werden von Pflanzen zur
Abwehr oder zur \r\nAttraktion von Bestäubern emittiert. Ungesättigten Verbindungen, wie Sesquiterpene, \r\nsind sehr ozonolyseempfindlich und weisen nur geringe Konzentrationen in der \r\nAtmosphäre auf. Zudem lassen sie sich mit handelsüblichen \r\nThermodesorptionseinheiten meist nicht ohne Artefakte nachweisen, da sie eine hohe \r\nReaktivität mit vielen Oberflächen zeigen. \r\nDiese Arbeit präsentiert Forschungsergebnisse der qualitativen und \r\n(semi)quantitativen Auswertungen flüchtiger organischer Verbindungen in \r\nLaborstudien und biogenen Emissionsproben (Feldmessungen) mittels \r\nThermodesorption-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TD-GC/MS). Speziell \r\nzur Analyse hochreaktiver Verbindungen wurde eine Thermodesorptionseinheit für die \r\nGC/MS entwickelt. Diese besteht aus einer Kryofokussierung, einem Desorptionsofen \r\nund einer Heizung. Die Steuerung erfolgt über eine eigens dafür geschaffene \r\nBedienoberf
läche von Labview® an einem PC über eine nachgeschaltete SPS \r\n(speicherprogrammierbare Steuerung). Das komplette Desorptionsprogramm und der \r\nStart der GC/MS-Analyse wurden automatisiert. \r\nDie Quantifizierung alle Proben wurde über Diffusionsquellen und \r\nVergleichsmessungen durch auf Adsorptionsröhrchen aufgebrachte \r\nVerdünnungsreihen realisiert. Um Informationen über die mutmaßlichen Vorläufer des \r\nsekundären organischen Aerosols zu erhalten, wurde zudem eine Ozon-Scrubber-\r\nMethode basierend auf Propen entwickelt. Diese wurde anhand von Standards in einer \r\nReaktionskammer getestet und in Feldmessungen erfolgreich angewendet. \r\nQuantitative Analysen zeigen, dass die meisten Terpene so vollständig vor der \r\nOzonolyse bewahrt werden können. Für hochreaktive Analyte wie α-Humulen oder \r\nβ-Caryophyllen wurden Wiederfindungsraten von über 80 % erreicht. So konnte die \r\
nTemperaturabhängigkeit der Terpen-Emissionen der Fichte (Picea abies) in \r\nFeldmessungen nachgewiesen werden. \r\nEine weitere Anwendungsmöglichkeit wurde mit der Unterscheidung verschiedener \r\nArten der gleichen Gattung anhand der Emissionsmuster und der möglichen \r\nAbgrenzung verschiedener Bestäubertypen am Beispiel der Gattung Salvia untersucht. \r\nDie Emissionsanalysen zeigen, dass eine Zuordnung der Verwandtschaftsverhältnisse \r\nzusätzlich zu anderen Vergleichen möglich ist. Das gleiche gilt für die Differenzierung \r\nvon Bestäubertypen. Die Ergebnisse der Feldmessungen wurden durch \r\nMethodenvergleich zwischen biogenen Emissionsmessungen mit anschließender \r\nTD-GC/MS-Analyse und Extraktionen der jeweiligen Blüten/Blätter mit \r\nanschließender GC/MS-Messung bestätigt.