Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Analytische Chemie

Betreuer: Prof. Dr. Ralf Zimmermann



MSc. Chem. Ahmed Abd Al hadi Reda
(e-mail: ahmed.reda@helmholtz-muenchen.de )

Development and Application of Methods for Quantification of Gas-Phase Carbonyl Compounds in Emission Aerosols

Der Inhalt dieser Arbeit beinhaltet die Probenahme und Analytik von Carbonylverbindungen (carbonyl compounds – CC) in der Gasphase diverser Aerosolemissionen. CC spielen eine große Rolle in der Atmosphärenchemie und es wird ihnen besondere Aufmerksamkeit, aufgrund ihrer negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, gewidmet. Einige CC, wie Formaldehyd, Acetaldehyd und Acrolein sind wegen ihrer Toxizität, Mutagenität und Kanzerogenität bekannt und gelten deshalb als gesundheitsschädliche Luftschadstoffe. Zum Schutz der Menschen und ihrer Gesundheit, sowie unserer Umwelt, sind umfassende Studien notwendig, die die Hauptemissionsquellen der CC ausfindig machen. Der Vergleich der Emissionsprofile aller untersuchten Quellen zeigt einen bemerkenswert hohen Anteil von Formaldehyd, Acetaldehyd und Aceton in der Gasphase der emittierten Aerosole. Zusammen machen diese drei Verbindungen mindestens 75% der Gesamtkonzentration an CC aus. Ungesättigte CC (Acrolein, Methacrolein und Crotonaldehyd) sind dagegen im Schnitt nur zu 5% an den Gesamtkonzentrationen an CC beteiligt.

Carbonyl compounds (Aldehyde and ketones) represent one of the important emission products for any combustion process. In this thesis, the detailed carbonyl compounds emission factors/ concentrations and emission profiles in the gas phase emission from three important emission sources were determined. Two sampling method (impingers and cartridges) to collect carbonyls were tested. Both method depend on derivatization of these carbonyls with DNPH cartridges showed Artdeda ship engine fuelled with heavy fuel oil HFO and distilled diesel fuel DF were identified and determined by enhanced analytical GC-SIM-MS method based on DNPH derivatization. Nineteen carbonyl compounds were characterized in both fuel types’ operation which are known to have negative effects on environment and human health.