Windrichtungsabhängige Probenahme und Multielementanalyse von Aerosolen zur besseren Beurteilung der Immissionsbelastung

Summary

There is an increasing need for detailed investigation of air pollutant concentrations, e.g. for the determination of transport rates of airborne particulates in testing dispersion models or for source apportionment studies. Because there is a variety of variables determining ambient levels of aerosol constituents, especially meteorological parameters, it is rather difficult to obtain representative values for atmospheric pollutant levels, e.g. well defined mean concentrations, if low sampling frequencies with periodic measurements are used. A new sampling system for better evaluation of air pollutant measurements with a High Volume Sampler controlled by wind direction and wind speed is described. The aerosol samples collected on membrane filters of 1.2 μm mean pore diameter are digested with a mixture of perchloric, nitric, and hydrofluoric acid. For multielement analysis Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry (ICP-AES) and Atomic Absorption Spectrometry with Atomization in the Graphite Furnace (GF-AAS) were used. The analysis of wind directed samples collected in Hamburg showed, that there is significant increase of ambient elemental concentrations due to emissions of several industrial sources.

Zusammenfassung

Bei Immissionsuntersuchungen werden zunehmend differenzierte Aussagen gefordert, wie beispielsweise der spezifische Beitrag einzelner Emittenten oder die Transportraten für partikuläre Schadstoffe bei der Validierung von Ausbreitungsmodellen. Werden für solche Untersuchungen Aerosolproben nur stichprobenartig gesammelt, so lassen sich weitergehende Informationen nur mit erheblichem Aufwand gewinnen. Zur besseren Beurteilung von Immissionsbelastungen durch Aerosole wurde ein Analysenverfahren ausgearbeitet, das bereits bei der Probenahme Richtung und Geschwindigkeit des horizontalen Windes berücksichtigt und zur Steuerung eines High-Volume-Samplers benutzt. Zur Abtrennung und Anreicherung des Aerosols aus der suspendierenden Meßluft werden großflächige Membranfilter verwendet. Weiterhin werden die Bedingungen für den naßchemischen Aufschluß der Meßfilter mit einem Gemisch aus HNO₃, HClO₄ und HF vorgestellt. Für die Multielementanalyse der Aerosolproben wird eine Kombination von Atomemissionsspektrometrie (ICP-AES) und Atomabsorptionsspektrometrie (Graphitrohrofen-AAS) erfolgreich eingesetzt. Mit der verwendeten Probenahmetechnik konnte bereits mit relativ wenigen Messungen eine signifikante Erhöhung der Immissionskonzentration durch die Emissionen des Hamburger Industriegebietes nachgewiesen werden.