07.06.2005
Analytische Verfahren zur Quantifizierung der Feinstaubkonzentration
Feinstaub mit Partikeldurchmessern von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern ist gegenwärtig Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Besonders die ultrafeinen Partikeln, welche aufgrund ihrer geringen Abmessungen bis in die Alveolen der Lunge vordringen können, weisen ein hohes Gesundheitsgefährdungspotenzial auf. Darüber hinaus beeinflussen die Feinstaubpartikeln das Klimageschehen der Erde, indem sie zum einen die eintreffende Sonnenstrahlung absorbieren bzw. reflektieren und zum anderen in Form von Kondensationskeimen die Wolkenbildung und damit den Wärmehaushalt beeinflussen können. Zur Verminderung der negativen Auswirkungen von Feinstaub sind zur Zeit zahlreiche legislative Bestrebungen im Hinblick auf strengere Emissions- und Immissionsgrenzwerte im Gange.
Ein signifikanter Anteil des Feinstaubs kann unvollständigen Verbrennungsprozessen zugeordnet werden. Ein Großteil dieser partikulären Emissionen entstammt der dieselmotorischen Verbrennung und beläuft sich global auf etwa 10 Tg pro Jahr.
Dieselruß entsteht bei der inhomogenen Verbrennung wobei der Kraftstoff vor der Zündung in Tropfenform vorliegt. Nach der Zündung findet im Randbereich der Kraftstofftröpfchen die Verbrennungsreaktion statt, welche auf den Bereich beschränkt ist, in dem ein brennfähiges Gemisch vorliegt. Durch die Verbrennungswärme verdampft weiterer Kraftstoff und infolge der hohen Temperaturen kommt es zu Crackprozessen und Dehydrierungsreaktionen. Unter diesen Bedingungen werden die vorwiegend aliphatischen Kohlenwasserstoffe zu Aromaten umgesetzt. Es folgt die Bildung von Graphitschichten, welche sich zu Kristalliten zusammenlagern und letztendlich die Rußpartikeln mit typischen Durchmessern von 15 bis 25 nm formen. Im weiteren Verbrennungsverlauf bilden sich Agglomerate aus bis zu einigen 100 dieser Primärpartikeln, welche eine fraktal-ähnliche Morphologie aufweisen.
Quelle: Aktuelle Wochenschau
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