Heterogene Chemie von HO2 Radikalen in der Troposphäre

In der Chemie der Stratosphäre spielen heterogene Reaktionen eine wesentliche Rolle, z. B. führen heterogene Reaktionen an den sogenannten "Polaren Stratosphärischen Wolken" zur Bildung von reaktiven Spezies, die für den Ozonabbau verantwortlich sind. In der Troposphäre wiederum führen heterogene Reaktionen an Aerosoltröpfchen zur Bildung von saurem Regen. Freie Radikale in der Gasphase werden im allgemeinen als nicht relevant für heterogene Reaktionen in der Troposhäre angesehen, weil Ihre Lebensdauer relativ kurz ist. Jedoch führt die unerwartet lange Lebensdauer von HOx Radikalen von mehreren Minuten zu vielfachen Stossprozessen mit atmosphärischen Aerosolteilchen. Kinetische Modelle, die lediglich auf Gasphasenreaktionsschemata basieren, überschätzen die Menge an HO2 und OH Radikalen in der Troposphäre, deren Konzentrationen durch Feldmessungen bekannt sind, um ~20-100%. Aus Berechnungen und Labormessungen vermutet man die Ursache dieses Unterschiedes in einem heterogenen Abbaumechanismus der HO2 und OH Radikale. Um also die Modelle zu verbessern, bedarf es einer genauen Untersuchung der physikalisch-chemischen Wechselwirkung der HOx Radikale mit den für die Troposphäre typischen Aerosolpartikeln in trockener oder hydratisierter Form. Im vorliegenden Projekt möchte ich die Reaktionsraten von HO2 Radikalen an Oberflächen von atmosphärisch relevanten anorganischen Salzen, Mineralen und Staubteilchen als Funktion von Temperatur und Feuchtigkeit messen. Dafür soll ein Strömungsreaktor verwendet werden, an dessen Innenwand die entsprechenden Verbindungen als Filme abgeschieden werden. Die Gasphasenradikale werden mittels eines "Chemischen Ionisierungs Massenspektrometers" quantifiziert. Die Ergebnisse der Labormessungen der Reaktionswahrscheinlichkeiten sollen als Grundlage für verbesserte kinetische Modelle zur Vorraussagung der Chemie der troposphärischen HO2 Radikale dienen.