Organisches Aerosol aus Biomasseverbrennung in Europa und Asien: Molekulare Zusammensetzung und Einfluss auf Luftqualität

• Antragsteller: Professor Dr. Hartmut Herrmann; Dr. Dominik van Pinxteren
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 416596428

Durch die Verbrennung von Biomasse werden große Mengen organischer Aerosolpartikel in die Atmosphäre emittiert. Wichtige Quellen hierfür sind in Europa die Verbrennung von Holz zu Heizzwecken und in Asien die Verbrennung landwirtschaftlicher Abfälle in der Erntesaison. Diese Emissionen verschlechtern die Luftqualität und können zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen des Menschen führen. Neben den direkt emittierten Partikeln spielt auch die Umwandlung von flüchtigen organischen Gasen zu sekundärem organischem Aerosol eine große Rolle beim Transport und der chemischen Alterung der Rauchfahnen. Viele dieser chemischen Umwandlungen, sowie die genaue chemische Zusammensetzung primärer und sekundärer Emissionen aus der Biomasseverbrennung sind noch wenig verstanden.In diesem Projekt sollen daher Emissionen aus der Biomasseverbrennung und ihre Prozessierung in der Atmosphäre in einer Simulationskammer sowie in der echten Atmosphäre untersucht werden. Für die Experimente in der Simulationskammer dienen dabei verschiedene europäische Hölzer und asiatische Stroharten als Brennstoffe. Ihre Emissionen bei der Verbrennung werden unter verschiedenen Bedingungen chemisch prozessiert, die typisch z.B. für Tag- und Nachtchemie der Atmosphäre, verschmutzte städtische und weniger verschmutzte ländliche Gegenden, sowie trockene und feuchte Luftmassen sind. Sowohl die primär emittierten, als auch die prozessierten Partikel werden anschließend chemisch auf ihre molekulare Zusammensetzung untersucht. Da diese sehr komplex ist, werden in diesem Projekt komplementäre analytische Methoden zweier etablierter Gruppen aus Deutschland und Japan kombiniert, um eine bislang unerreicht umfassende Charakterisierung zu ermöglichen. Die identifizierten Verbindungen sowie chemische Muster aus den Kammerexperimenten werden verglichen mit Realproben, die in Luftmassen mit hoher Belastung aus der Verbrennung von Holz oder landwirtschaftlichen Abfällen in Deutschland und Japan gesammelt werden. Das Ziel ist es den Einfluss dieser Emissionen auf die Luftqualität über die detaillierte chemische Information und multivariate Modelle zur Quellzuordnung besser quantifizieren zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan
• Partnerorganisation: Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)
• Mitverantwortliche: Dr. Martin Brüggemann; Laurent Poulain, Ph.D.
• Kooperationspartner: Professor Dr. Kimitaka Kawamura