Mechanismus der NO3 induzierten Oxidation von Terpenen in der Luft: Bildung von organischen Nitraten und sekondäres, organisches Aerosol (MONOTONS)

• Antragsteller: Dr. John Crowley; Professor Dr. Thorsten Hoffmann
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 522970430

Die nächtliche Oxidation biogen emittierter Terpene wird zu einem großen Teil durch Reaktion mit dem NO3-Radikal (das seinerseits hauptsächlich anthropogenen Ursprungs ist) eingeleitet und ist eine wichtige Quelle sowohl für organische Nitrate als auch für sekundäres organisches Aerosol (SOA). Diese Kopplung von Emissionen aus der Biosphäre und anthropogenen Schadstoffen wirkt sich also sowohl auf das Klima als auch auf die menschliche Gesundheit aus. Bislang fehlt für viele Terpene eine quantitative Beschreibung der komplexen Reaktionsmechanismen, die die Ausbeute an organischen Nitraten und sekundärem organischem Aerosol bestimmen, und für Mehrkomponentensysteme, in denen mehr als ein Terpen vorhanden ist, wie es in der realen Atmosphäre der Fall ist, wurden bislang keine detaillierten experimentellen Untersuchungen durchgeführt. Um unser Verständnis der Oxidation von Terpenen durch das Nitratradikal zu verbessern, schlagen wir eine Reihe von Laboruntersuchungen vor, bei denen modernste Analyseinstrumente in Verbindung mit einer 1000-Liter-Simulationskammer eingesetzt werden. Die Experimente zielen auf Terpene ab, für die nur wenige oder gar keine Daten vorliegen, sowie auf Terpenpaare oder Terpen/Isopren-Gemische, für die keine Daten verfügbar sind. Die Versuchsbedingungen werden variiert, um das Schicksal der gebildeten intermediaten Nitrooxy-Peroxy-Radikale und damit die Verteilung der Endprodukte und die Ausbeute an SOA zu verändern. Die beiden Antragsteller verfügen zusammen mit ihren Arbeitsgruppen über großes Fachwissen auf diesem Gebiet und bringen ein umfangreiches Instrumentarium mit, um die zu untersuchenden Systeme nahezu vollständig zu erfassen, einschließlich massenspektrometrischer, optischer und chromatographischer Instrumente zur Charakterisierung sowohl der Gas- als auch der Aerosolphase. Die erzielten Ergebnisse werden uns neue Einblicke in die Rolle der nächtlichen Oxidation biogener Emissionen geben und die Analyse und Interpretation der Daten aus bestehenden Feldkampagnen erleichtern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen