Umweltmesstechnik Kapitel 6 Imissionsmessung

OH-Reaktivität ist Summe der Konzentration aller OH-Reaktanden gewichtet mit den jeweiligen bimolekularen Reaktionsgeschwindigkeiten.

(Siehe excel Rechnung)

Langlebige Spurenstoffe

• VOCs

• CH4

• CO

• CO2

• NOx

• O3

• 
  

Cravity ring-down spectroscopy (CRDS)

• CH4

• C2H6 (Ethan)

• C2H4 (Ethen)

• C2H2 (Acetylen)

• CO

• CO2

• NO

• NO2

UV - Absorbtions spectroscopy, Differential Optical Absorption Spectroscopy (DOAS)

• O3

VOCs, CH4,CO

• Treibstoff für die tropophärische Ozonbildung

NO

• Maßgeblich für das “Recycling” von Radikalen

NOx

• Treibstoff für die troposphärische Ozonbildung

Spektroskopie mittels optischer Resonatoren (Hohlraum- oder Resonatorabklingzeitspektroskopie)

Prinzip:

• Speicherung von Energie zwischen zwei Spiegeln durch den Umlauf der in den Resonator eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung

• Spiegel haben sehr hohe Reflexionsgrade

• nur geringer Anteil der elektromagnetischen Strahlung wird transmittiert

• Anwesenheit von Analyt im Resonator tritt zusätzlich Absorption auf

• Intensität der eingekoppelten elektromagnetischen Strahlung nimmt exponentiell ab

Optische Methode zur Messung der bei der Relaxation eines angeregten Moleküls ausgesandten Strahlung (Chemilumineszenz)

Prinzip:

• angeregtes Molekül wird einer exothermen Reaktion produziert

• Fällt spontan zurück in den energetischen Grundzustand (Relaxation), wobei Strahlung emittiert wird

Molybdän-Konverter, 300°C bis 350°C: Potentielle Interferenzen durch HNO3, HONO, N2O5, NO3

Photolytischer Konverter: Potentielle Interferenzen durch Photolyse von VOCs

• Grundlage ist die UV-Absorption des Ozons bei 254 nm, wobei eine Quecksilberlampe als UV-Lichtquelle dient

• UV-Licht wird von Vakuum-Photoröhren detektiert und ihr Ausgangssignal von Elektrometern verstärkt

• Photometer umfasst zwei Detektoren, einen zur Messung der Transmission durch die Messzelle (Messdetetor) und einen zur Messung der UV-Intensität der Lampe (Referenzdetekor)

• Im Messbetrieb wird das Messgas im 10s-Takt zuerst über einen selektiven Ozonfilter in die Küvette geleitet

• Dabei wird die Transmission I0 der ozonfreien Probe gemessen

• Darauf folgt die direkte Messgasaufgabe und Messung der Transmission I

• Ozonkonzentration errechnet sich nach dem Lambert-Beer’schen Gesetz

• Druck- und Temperatursensoren ermöglichen die Korrektur der Werte auf Normbedingungen

• ist eine breitbandige (d.h. nicht monochromatische) Technik im ultravioletten und sichtbaren Bereich, die die strukturierten elektronischen Absorptionsmerkmale verschiedener kleiner Moleküle nutzt, um mehrere absorbierende Spezies zu identifizieren und zu trennen

• Daher wird sie häufig in Anwendungen der Fernerkundung eingesetzt

• Diese Technik wird auch häufig verwendet, um Konzentration absorbierender Spurengase über offene Pfade im Kilometerbereich zu messen; in diesem Fall kann sie als in-situ Technik betrachtet werden

• Einsatz von DOAS in geschlossenen optischen Kavitäten wurde erstmals in den 70er Jahren demonstriert

• Perner und Platt bildeten einen frequenzverdoppelten Farbstofflaserstrahl über einen 7,8 km langen Pfad ab und lieferten vermutlich die ersten interferenzfreien Messungen des OH-Radikals

• Kurz darauf nutzten dieselben Autoren die Technik, um HCHO, O3, NO2, HONO und NO3 an Standorten in den USA und Deutschland zu messen

• Seitdem hat sich diese Methode als Standard für die Messung dieser und anderer Spurengase wie Halogendoxide, SO2, und Glyoxal etabiliert