Flugzeugmessungen troposphärischen Schwefeldioxids und Schwefelsäuremessungen im Abgas von Dieselmotoren

Schwefelhaltige Spurengase fördern die Bildung und das Wachstum atmosphärischer Aerosolteilchen und haben damit indirekt Auswirkungen auf das Klima der Erde. Eine zentrale Komponente des atmosphärischen Schwefelkreislaufs ist Schwefeldioxid. Es gelangt direkt aus natürlichen und anthropogenen Quellen in die Atmosphäre, entsteht aber auch als Oxidationsprodukt anderer schwefelhaltiger Gase. Flugzeuggetragene Messungen von Schwefeldioxid in der Troposphäre über Südbrasilien in Höhen von 0.7 bis 13 km ergaben in der freien Troposphäre in einzelnen Schichten Schwefeldioxidwerte ähnlich den Messergebnissen am Boden. Modellrechnungen deuten auf Ferntransport von Schwefeldioxid aus Kupferhütten oder Vulkanen in den Anden hin. Konvektion spielt eine wichtige Rolle beim Vertikaltransport in die obere Troposphäre. In der Atmosphäre wird Schwefeldioxid innerhalb einiger Tage zu Schwefelsäure umgewandelt. Beim Einsatz von Oxidationskatalysatoren zur Nachverbrennung von Ruß in Dieselmotoren geschieht dies auch im Abgas von Dieselfahrzeugen, so dass diese Schwefelsäure emittieren. Als Aerosolbildner führt sie dann in der Abgasfahne zu einer Erhöhung der Konzentration von Kleinstpartikeln, die nur einige Nanometer groß sind. Diese Partikel können tief in die menschliche Lunge eindringen und gesundheitliche Schäden verursachen. Messungen an einem Diesel-PKW und an einem LKW-Motor auf einem Motorprüfstand bestätigten, dass der Einsatz von Rußfiltern in Kombination mit Oxidationskatalysatoren zu einer Erhöhung der Schwefelsäurekonzentration im Abgas führt.