Published April 1993 | Version v1
Miscellaneous

Model studies on heterogeneous reactions of organic components within aerosols and their influence on the condensation of water: Surface-analytical investigations on the water up-take of fly-ashes before and after exposition to fluoranthene and toluene

  • 1. Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (Germany). Inst. fuer Radiochemie

Description

The condensation of water onto four different fly ashes was investigated without any treatment, after annealing and subsequent to exposure with toluene and fluoranthene. It was intented to reveal the influence of organic aerosol components on atmospheric scavenging from particulate pollutants. Because the interaction with the ambient atmosphere is restricted to a very thin surface layer, surface analysis methods were applied to examine directly the adsorption of water or organic compounds at the surface of the fly ashes. Already some of the fly ashes as received contained organic components, which could be desorbed thermally. After their thermal removal the take-up of water improved considerably. Fluoranthene as well as the far more volatile toluene adsorbed at the particle surfaces and both caused strong impediment of the water take-up of originally hydrophilic fly ashes. The results suggest, that for any type of fly ashes the formation of a hydrophobic organic coating can be expected. This may be a result of organic flue gas components such as fluoranthene which condense downstream onto combustion aerosol particles. Or during transport of fly ash particles through organically polluted areas - e.g. with toluene in the air of busy traffic locations - organic coatings may built up. In all cases the hydrophobic coating interferes with the water take-up resulting at least in a considerable delay of the removal of pollutant particulates from the atmosphere. (orig.)

Abstract (German)

Es wurde das Wasseraufnahmeverhalten von vier verschiedenen Flugaschen im unbehandelten Zustand, nach thermischer Behandlung und nach Exposition durch Fluoranthen und Toluol mit dem Ziel untersucht, den Einfluss organischer Aerosolkomponenten auf atmosphaerische Auswaschprozesse von schadstofftragenden Partikeln exemplarisch zu ermitteln. Angesichts der in der Oberflaechenregion der Partikel ablaufenden Prozesse wurden Verfahren auf der Basis oberflaechenanalytischer Methoden eingesetzt, um Wasseranlagerung und Adsorption organischer Komponenten direkt auf Flugaschenoberflaechen zu erfassen. Schon im Ausgangszustand enthielten einige Flugaschen thermisch desorbierbare organische Bestandteile, deren Entfernung die Wasseraufnahme deutlich verbesserte. Sowohl Fluoranthen als auch das vergleichsweise leichtfluechtige Toluol adsorbierten und bewirkten eine starke Beeintraechtigung der Wasseradsorption urspruenglich hydrophiler Flugaschen. Die Resultate zeigen, dass unabhaengig vom Typ der Flugasche die Ausbildung hydrophober organischer Deckschichten erwartet werden kann: sei es weil organische Abgasbestandteile wie Fluoranthen schon beim Abkuehlen des Verbrennungsaerosols aufkondensieren oder weil durch Exposition beim Transport in organikbelasteter Atmosphaere, wie z.B. beim Kontakt mit Toluol aus Kfz-bedingten Emissionen, sich organische Schichten ausbilden. In jedem Fall wird die atmosphaerische Reinigung von schadstoffbelasteten Partikeln durch Sedimentation nach Wasseraufnahme erschwert. (orig.)
Part of:
9th PEF status colloquium from March 9-11, 1993 at the Nuclear Research Center Karlsruhe

Additional details

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Original title (German)
Modelluntersuchungen zu heterogenen Reaktionen organischer Aerosolkomponenten und ihrem Einfluss auf die Wasserkondensation: Oberflaechenuntersuchungen zur Wasseraufnahme von Flugaschen vor und nach Exposition mit Fluoranthen und Toluol

Publishing Information

Imprint Title
9th PEF status colloquium from March 9-11, 1993 at the Nuclear Research Center Karlsruhe
Imprint Pagination
552 p.
Journal Page Range
p. 287-296.
ISSN
0931-2749; 0935-4395
Report number
KFK-PEF--104

Conference

Title
9. annual report of the Research Program for Air Pollution Prevention Measures of Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH (KfK).
Original Conference Title
9. Statuskolloquium des Projektes Europaeisches Forschungszentrum fuer Massnahmen zur Luftreinhaltung (PEF) des Kernforschungszentrums Karlsruhe GmbH (KfK)
Dates
9-11 Mar 1993.
Place
Karlsruhe (Germany).

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
25051815
Subject category
S58: GEOSCIENCES;
Resource subtype / Literary indicator
Conference
Descriptors DEI
ADSORPTION; AEROSOLS; CONDENSED AROMATICS; ELECTRON SPECTROSCOPY; FLY ASH; MASS SPECTROSCOPY; PARTICULATES; SURFACE PROPERTIES; TOLUENE; WASHOUT; WETTABILITY
Descriptors DEC
AEROSOL WASTES; ALKYLATED AROMATICS; AROMATICS; ASHES; COLLOIDS; COMBUSTION PRODUCTS; DISPERSIONS; FALLOUT; HYDROCARBONS; ORGANIC COMPOUNDS; PARTICLES; SOLID WASTES; SOLS; SORPTION; SPECTROSCOPY; WASTES

Optional Information

Notes
Imprint:9. Statuskolloquium des PEF vom 9.-11. Maerz 1993 im Kernforschungszentrum Karlsruhe.;Fortschrittsberichte.