Brom/Blei-Verhältnisse in Aerosolen und Autoabgasen

Summary

In principle, the determination of Br/Pb- ratios in aerosols opens the possibility to get information on the source of the corresponding emission or on the history of the aerosol. Up to now, different results were obtained in a number of investigations where the Br/Pb-ratio in aerosols was analysed and compared with the same ratio in gasoline. In order to exclude analytical errors during the investigations of this work, the definitive method of isotope dilution mass spectrometry is used to determine the Br/Pb ratios. It could be shown that in aerosols and motorcar exhausts the Br/Pb-ratio is lower than it is given by the additives included in gasoline. In aerosols a Br/Pb-ratio is found in summer time which is lower than in autumn. Additionally, the same is true for aerosols which were collected during rainfalls compared with dry weather. Model experiments have shown that a wrong Br/Pb-ratio can be determined with filters where lead bromide is deposited. Different transportation mechanisms take place for lead and bromine by sucking air mixed with CO₂, SO₂ or NO_x through the filter which leads to a decrease of the Br/Pb ratio. It was also found that bromoorganic compounds which have not been converted into inorganic bromide in the motor can result in a lower Br/Pb-ratio in the inorganic part of the exhaust compared with the composition of gasoline.

Zusammenfassung

Die Bestimmung von Br/Pb-Verhältnissen in Aerosolen eröffnet grundsätzlich die Möglichkeit, auf die Verursacherquelle einer entsprechenden Emission schließen zu können oder eine Aussage über die Vorgeschichte der Aerosole zu erhalten. Im Vergleich zu den Br/ Pb-Verhältnissen im Benzin haben bisherige Untersuchungen von Aerosolen zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen geführt. Um bei solchen Untersuchungen Analysenfehler weitgehend auszuschließen, wird im Rahmen dieser Arbeit erstmals die definitive Methode der massenspektrometrischen Isotopenverdünnungstechnik zur Bestimmung der Br/ Pb-Verhältnisse angewandt. Dabei zeigt sich, daß sowohl bei Aerosolen als auch bei Autoabgasen stets ein niedrigeres Br/Pb-Verhältnis gefunden wird, als dies durch die im Benzin enthaltenen Additive vorgegeben ist. In Aerosolen der Luft wird im Sommer ein niedrigeres Br/Pb-Verhältnis gemessen als im Herbst. Gleiches gilt für Aerosolproben, die bei regnerischem im Vergleich zu trockenem Wetter gesammelt werden. Modellversuche zeigen, daß man leicht Fehler in der Br/Pb-Bestimmung dadurch machen kann, daß primär auf Filtern deponierte Blei- und Bromidionen durch die in der Luft vorhandenen Gase CO₂, SO₂ und NO_x in unterschiedlichem Maße wieder vom Filter verflüchtigt werden können, was zu niedrigeren Br/Pb-Verhältnissen führen kann. Weiterhin ergibt sich, daß vom Motor nicht umgesetzte bromorganische Verbindungen offensichtlich bereits für eine Ernie drigung des Br/Pb-Verhältnisses im anorganischen Teil des Abgases gegenüber der Benzinzusammensetzung sorgen.