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Analyse von Spurengasen in einer inneralpinen Region

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs „volatile organic compounds“) bestimmen in hohem Maße unsere Luftqualität, obwohl sie nur in sehr geringen Mengen vorkommen. Außerdem spielen sie in der Atmosphärenchemie eine entscheidende Rolle, indem sie etwa bei der Bildung von Ozon (O3) beteiligt sind. Zusätzlich können aus einzelnen „gasförmigen“ VOCs durch chemische Umwandlungen Aerosolpartikel entstehen, an denen Wasserdampf kondensiert. Nur so können Wolken entstehen. VOCs beeinflussen also die Wolkenbedeckung und damit unser Klima.

VOCs haben verschiedenste anthropogene und biogene Quellen und aufgrund ihrer Reaktivität eine eingeschränkte Lebenszeit. Dadurch ist die Konzentration einzelner Substanzen lokal sehr unterschiedlich und Laborexperimente können Messungen in der realen Atmosphäre nicht ersetzen.

Ziel dieses Projekts ist, in Zusammenarbeit mit Wissenschaftler/innen mehrerer Forschungseinrichtungen aus Tirol und Salzburg und den Schüler/innen und Lehrer/innen des BORG Mittersill und des BG/BRG Zell am See einen einzigartigen Datensatz der Zusammensetzung und Quellstärke von VOCs in einem ländlichen, inneralpinen Gebiet zu erstellen und gleichzeitig die räumliche Repräsentativität der VOC-Messung zu überprüfen.
Dazu werden die Schulen zu modernen Luftgütemessstationen, die unter anderem mit einem Protonen-Tausch-Reaktions-Time-of-Flight-Massen-Spektrometer (PTR-ToF-MS) für hoch sensitive Messungen von VOCs und einer Wetterstation inklusive eines Ultraschallanemometers ausgestattet werden. Die hohe Zeitauflösung dieser „high-tech“ Messgeräte ermöglicht die Anwendung der „eddy-covariance“ Methode, mit der die Emissionsstärke von VOCs bestimmt werden kann.

Insgesamt finden an den beiden Standorten vier Messkampagnen statt, um auch die jahreszeitlich bedingten Unterschiede erfassen zu können. Die Schüler/innen werden dabei tageweise die Messstation überwachen und bei den erforderlichen Wartungsarbeiten assistieren.

Mindestens einmal pro Messperiode werden an einem „Golden Day“ die Schüler/innen in Zweierteams zu einer kleinen Forschungsexpedition aufbrechen. Jedes Team wird einen evakuierten Kanister an geeigneten Stellen in ihren Heimatgemeinden zu exakt derselben vereinbarten Zeit mit Außenluft befüllen, die anschließend im Labor analysiert wird. Dadurch erhält man eine Momentaufnahme der Luftzusammensetzung im gesamten Tal und kann die Repräsentativität von Punktmessungen evaluieren.