Laboruntersuchungen zur Aufnahme von N 2 O 5, HNO 3 und NO 2 auf Mineralstaub

Abstract

Mit Hilfe eines Aerosolströmungsreaktors wurden erstmals die heterogenen Reaktionen der Spurengase N2O5, HNO3 und NO2 mit verschiedenen synthetischen Mineralstäuben und dem natürlichen Mineralstaub Saharastaub untersucht. Es wurden Aufnahmekoeffizienten für die Reaktion von N2O5 mit Saharastaub, Arizona Teststaub, Kalzit und Quartz bei Zimmertemperatur, Atmosphärendruck, unterschiedlichen relativen Feuchten und N2O5-Konzentrationen zwischen 5·10^12 und 3·10^13 Moleküle/cm^3 bestimmt. Die Aufnahmekoeffizienten für N2O5 auf Mineralstaub lagen zwischen 1,90·10^−2 (Saharastaub) und 0,63·10^−2 (Kalzit), unabhängig von der relativen Feuchte und der N2O5-Konzentration. Als Reaktionsprodukt wurde HNO3 in der Gasphase gefunden.

Es wurde eine Aufnahme von HNO3 auf Saharastaub beobachtet, NO2 wurde nicht caufgenommen. Für NO2 konnte eine obere Grenze von gamma = 4·10^−4 für den Aufnahmekoeffizienten gewonnen werden.

Die Aufnahme von N2O5 und auch HNO3 beeinflusst die photochemischen Kreisläufe von NOx und NOy in der Troposphäre. Zum einen führt die Aufnahme von N2O5 zu einer Abnahme in Ozonkonzentrationen und zum anderen zu einer Reduktion von NO3, was beides die oxidative Kraft in der Troposphäre herabsetzt.

The heterogeneous reactions of N2O5, HNO3 and NO2 on various synthetic mineral dust substrates and on natural Sahara dust were for the first time investigated with an aerosol flow tube. The uptake coefficient gamma was determined for the reaction of N2O5 with Sahara dust, Arizona Test Dust, Calcite and Quartz at ambient temperature, atmospheric pressure, different relative humidities and N2O5 concentrations between 5×10^12 and 3×10^13 molecules/cm^3. The uptake coefficients measured for N2O5 were between 1.90×10^-2 (Sahara dust) and 0.63×10^-2 (Calcite), independent of relative humidity and N2O5 concentration. HNO3 was identified as a gas phase product.

Uptake of HNO3 on Sahara dust was observed, NO2 was not taken up. An upper limit for the uptake coefficient of NO2 on Sahara dust was determined as gamma = 4×10^-4.

Uptake of N2O5 and HNO3 influences the photochemical cycle of NOx and NOy in the troposphere. Uptake of N2O5 induces a reduction in concentrations of O3 and NO3, decreasing the oxidative strength in the troposphere.