Forschung
Projekte
Globale und regionale Multikompartiment-Chemie-Transport-Modellierung von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAH) und anderen mittelflüchtigen organischen Verbindungen: Das globale Modell EMAC basiert auf einem Allgemeinen Zirkulationsmodell der Atmosphäre (ECHAM5). Durch Parameterisierungen für Spurenstoffmassenaustasch an und –speicherung in Böden und Meeresoberflächen wurde es zu einem Multikompartimentmodell erweitert. Die Modellsimulationen erlauben, Spurenstoffkonzentrationen, vertikale, horizontale (geographische) und Kompartiment-Verteilungen darzustellen und raum-zeitlich großskalige Massenbudgets und –flüsse zu quantifizieren, Persistenz und Ferntransportpotenzial von Schadstoffen zu bemessen. Mit Hilfe von Szenarienrechnungen können Unsicherheiten von Stoffeigenschaften und –abbauverhalten, sowie von Emissionen eingeengt werden. Aktuelle Studien widmeten sich dem globalen Zirkulieren polychlorierter Biphenyle (PCB) in der Vergangenheit und in der Zukunft in einem veränderten Klima), des Pestizids Endosulfan, sowie dem PAH Benzo(a)pyren (auch Benzo(d,e,f)chrysen genannt) und nitrierter PAHs.
Prozesse halogenierter mittelflüchtiger organischer Verbindungen (SOCs) und polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAHs und deren Derivate): Gas-Partikel-Verteilung im Aerosol und Atmosphäre-Oberfläche-Austausch werden durch Luft-, Wasser- und Bodenprobenahme und nachfolgender Spurenanalytik (zumeist Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie) untersucht. Entsprechende Prozessmodelle können mit solchen Beobachtungsdaten getestet und verbessert werden. Aktuelle Studien widmeten sich dem Atmosphäre-Ozean-Austausch (Mittelmee, Atlantik) und der Gas-Partikel-Verteilung von PAH, nitrierten und oxygenierten PAH, Pestiziden und halogenierten Flammschutzmitteln. (Kooperationen 1-6, s.u.)
Nitrierte und halogenierte PAH in atmosphärischen Matrices (NPAHs, XPAHs): Die mutagene Wirkung, und sogar Toxizität insgesamt von Atemluft ist zumindest in Europa zumeist bestimmt von den PAH und ihren Derivaten. Diese werden zum Teil in der Photochemie der Atmosphäre aus den PAH gebildet. Ein erheblicher Teil der mutagenen Wirkung wird den nitrierten PAH (NPAH) zugeordnet. Über die Verteilung von NPAH und XPAH in ländlichen Regionen und in Reinluftgebieten ist noch fast nichts bekannt. Wir bestimmen die Konzentrationen, Verteilungen und das Ferntransportpotenzial. Die photochemische Bildung von NPAH wird in Feldexperimenten auf großer Raumskala untersucht (Kooperationen mit 1, 3, 6-8, s.u.)
Bestimmung der Kinetik der Gasphasereantion von Endoslfan und anderer mittelflüchtiger organischer Verbindungen (SOCs) mit dem Hydroxyl-Radikal, OH: Mit Blitzlichtphotolyse-Resonanzfluoreszenz können SOCs mit Dampfdrücken schon ab 0.01 mPa und Ratenkoeffizienten ab kOH(2) = 0.3 x 10-12 molec cm-3 s-1 untersucht werden.
Kooperationen
- intern
- extern
1. Masaryk U, Research Centre for Toxic Compounds in the Environment (RECETOX), Brno/CZ
2. U Hamburg, Centre for Earth System Research & Sustainability (CEN), Hamburg/DE
3. U Centre Svalbard and U Life Sciences, Dept Chem Biotechnol & Food Sci, Ås/NO
4. Aristotle U, Environmental Pollution Control Laboratory, Thessaloniki/GR
5. Cyprus Institute, Energy Environment & Water Research Centre, Aglantzia /CY
6. Industrial & Environmental Risk Management Research Institute (INERIS), Verneuil /FR
7. Indian Institute of Technology Madras, Environmental and Water Resources Engineering Division, Chennai /IN
8. Chinese Academy of Sciences, Research Center for Eco-Environmental Sciences, State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Beijing /CN