Kap. 5.5

5.6 Vergleich von Ringspaltdenuder und Filterkaskade

In den Vergleich der mit ADS und Filterkaskade (SCHWIKOWSKI 1992, 1993) ermittelten Konzentrationen wurden nur die Parallelproben einbezogen, bei denen weder auf der Filterkaskade noch im ADS Schnee oder Reif abgeschieden worden war. Bei unterschiedlicher Laufzeit der beiden Systeme wurden die zeitlich gewichteten Mittelwerte verwendet.

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Abb.20: Vergleich einiger mit ADS und Filterkaskade ermittelter Aerosolkonzentrationen in µg/m³ auf dem Jungfraujoch, 20.4.-31.5.92

Bei der Meßkampagne JFJ92 waren die ADS-Werte der partikulären Komponenten im Mittel 58 %, die der gasförmigen im Mittel 42 % kleiner als die der Filterkaskade. Die großen Ordinatenabschnitte der Regressionsgeraden (siehe Tab.16) legen einen systematischen Fehler nahe. Die Verwendung von Swagelok-Verbindungen zwischen Backup-Filterhalter und Saugschlauch kann zu nicht reproduzierbaren Undichtigkeiten im System geführt haben, da diese Verbindungen bei jedem Probenwechsel geöffnet wurden. Dieses führte zu erhöhten Volumenbestimmungen, woraus zu niedrige Aerosolkonzentrationen errechnet wurden. Andererseits konnte es bei dem offenen Aufbau der Filterkaskade zu Verfälschungen durch Abscheidung von Schnee, Reif und Wolkenwassertröpfchen auf dem Filter kommen, wodurch die scheinbaren Aerosolkonzentrationen größer werden. Bei niedrigen Windgeschwindigkeiten beträgt die Effizienz der Abscheidung von Wolkenwassertröpfchen auf den Filter nahezu 100 % (BALTENSPERGER et.al. 1998).Die NH3 -Probenahme mit der Filterkaskade wurde nur bis zum 22.5.92 durchgeführt. Bei Na+ ergab sich keine Korrelation, offensichtlich aufgrund der NaF-Kontamination im ADS. Für den Vergleich ADS/Filterkaskade bei der Meßkampagne JFJ93 standen zusätzlich die K+-, Ca2+- und Mg2+-Konzentrationen zur Verfügung, dafür entfiel die NH3-Bestimmung mit der Filterkaskade.Im Gegensatz zu den JFJ92-Werten ist der Ordinatenabschnitt der Regressionsgerade hier deutlich kleiner. Bei HNO3 und ges.-NO3- waren die Filterkaskadenwerte um das 1.6fache höher als die ADS-Werte bei einer guten Korrelation. Bei NO3- ist die Übereinstimmung schlechter, da dort viele ADS-Werte in der Nähe, bzw. unter der Nachweisgrenze (23 von 37) liegen. An SO42- wurde mit der Filterkaskade im Mittel 1.1mal soviel gesammelt wie mit dem ADS. Bei K+ lag ebenfalls die Hälfte der ADS-Proben unterhalb der Nachweisgrenze. Na+-ADS war offensichtlich wieder durch Kontaminationen beeinflußt.

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Abb.21: Vergleich einiger mit ADS und Filterkaskade ermittelter Aerosolkonzentrationen in µg/m³ auf dem Jungfraujoch, 20.10.-14.11.93.

Tab.17: Ergebnisse der linearen Regressionsanalysen für den Vergleich von ADS und Filterkaskade, Jungfraujoch 20.10.-14.11.93

Spezies

m

b

n

HNO3

1.60

-5.19

0.812

37

NO3- *

1.52

10.8

0.667

15

ges-NO3-

1.63

0.96

0.769

37

SO42-

0.85

45.6

0.833

37

NH4+

0.65

-1.09

0.812

37

Na+

0.09

4.88

0.066

33

K+

0.56

0.53

0.816

37

Ca2+

0.59

2.09

0.603

37

Mg2+

0.53

-0.70

0.766

37

n, m, b, r²: siehe Tab.16

*: hier nur ADS-Werte größer Nachweisgrenze

Für NH4+, Ca2+ und Mg2+ wurden mit dem ADS höhere Konzentrationen erfaßt, was im Widerspruch zu den SO42-- und NO3--Werten steht. Systematische Fehler bei der Probenahme, wie z. B. Undichtigkeiten sind bei diesem Muster auszuschließen, da dann die mit beiden Verfahren bestimmten Kationen- und Anionenkonzentrationen einen parallelen Verlauf in Bezug auf die Abweichungen aufweisen. Eher ist ein Fehler in der IC-Kalibrierung als mögliche Ursache in Betracht zu ziehen. Die ADS-Proben wurden z.T. auf zwei verschiedenen IC-Geräten mit getrennt angesetzten Standardlösungen für die Kalibrierung analysiert. Dabei wurden übereinstimmende Meßwerte erhalten. Die Analyse der Filterkaskadenproben wurde nicht im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt, daher ist keine Aussage über die Qualität bzw. Fehler dieser Analysen möglich.

Abgesehen von einem systematischen Fehler beim ADS 1992 ergab sich eine ausreichende Übereinstimmung zwischen beiden Systemen. Die Abweichungen liegen im gleichen Bereich wie bei den Meßkampagnen des Arbeitskreise Prof. Dannecker (Kap. 4.5). Bedingt durch die besonderen Gegebenheiten des Probenahmeortes Jungfraujoch hinsichtlich der Umwelteinfüsse auf die Probenahme, z. B. in Bezug auf Luftdruck, Temperatur und Reifbildung, lassen sich solche Versuchsreihen nicht in Laborversuch reproduzieren.

Kap. 5.7

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