Entwicklung und Anwendung eines Echtzeit-Verfahrens zur Bestimmung ausgewählter Stoffgruppen (insbesondere organische Peroxide) in atmosphärischen Aerosolpartikeln unter Einsatz eines Aerosolmassenspektrometers (AMS)

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Hoffmann
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264462256

Der Einsatz von Aerosolmassenspektrometern (AMS, ATOFMS) im Rahmen der atmosphärischen Aerosolforschung ist den letzten Jahren zu einem festen Bestandteil aktueller Forschungsprojekte in Zusammenhang mit klima-, umwelt- oder gesundheitsrelevanten Fragestellungen geworden. Für organische Analyten, den weiterhin am wenigsten verstandenen Komponenten atmosphärischer Aerosole, hat sich dabei das AMS (aerosol mass spectrometer) fest etabliert, insbesondere da es in Echtzeit Informationen über Größe und - in Bezug auf organische Komponenten - zumindest Hinweise auf die chemische Zusammensetzung von Submikrometer-Aerosolpartikeln liefert (Unterscheidung von 3-4 Verbindungsklassen wie HOA, OOA, BBOA bzw. Bestimmung des O/C-Verhältnisses). Einzelne Verbindungen oder Verbindungsklassen kann das AMS dagegen nicht bzw. nur unzureichend identifizieren bzw. quantifizieren. Hier nun setzt das vorliegende Forschungsvorhaben an: Bevor die zu untersuchenden Aerosolpartikel in ein AMS überführt werden, sollen ausgewählte Substanzgruppen - mit dem Fokus auf organische Peroxide - in Echtzeit in der Partikelphase gezielt derivatisiert werden. Die Derivatisierungsreagenzien werden dem zu untersuchenden Aerosolstrom über die Gasphase zugesetzt. So soll zur Bestimmung partikelgebundener Peroxide gasförmiges Iodwasserstoff als Reagenz verwendet werden, welches durch die Reaktion mit Peroxiden in den Partikeln zu elementarem Iod oxidiert wird. Die partikel-gebundenen Produkte (also im Fall der Peroxidbestimmung molekulares Iod) gelangen dann - wie in konventionellen Systemen - in das AMS, werden über Elektronenionisation (EI) ionisiert und quantifiziert. Hierdurch soll ein einzigartiges, mobiles Forschungsinstrument zur Verfügung gestellt werden, welches dann in ausgewählten Kampagnen im Rahmen von Atmosphärensimulationskammerexperimenten und in Feldmessungen zum Einsatz kommen soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen