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HR-ToF-AMS
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Time series of the aerosol chemical composition and mass fraction measured by AMS at Melpitz
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ACSM at Melpitz
Aerosolmassenspektrometrie (AMS/ACSM)
Zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Aerosolpartikeln (organische Verbindungen, Sulfat, Nitrat, Ammonium und Chlorid) werden am TROPOS zwei verschieden Aerosol-Massenspektrometer eingesetzt. Das HR-ToF-AMS (High Resolution – Time of Flight – Aerosol Mass Spectrometer, Aerodyne Inc, USA) wird bei intensive Messkampagnen eingesetzt, während das ACSM (Aersosol Chemical Speciation Monitor, Aerodyne Inc, USA) für kontinuierliche Messungen über lange Zeiträume vorgesehen ist. Im Folgenden werden die beiden Messinstrumente näher beschrieben.
HR-ToF-AMS
Das Einlasssystem des HR-ToF-AMS besteht aus einer Reihe von aerodynamischen Linsen, durch die die zu analysierenden Partikel in einen dünnen Strahl fokussiert werden. Anschließend wird der Partikelstrahl in das Hochvakuum des Instruments geleitet und dort beschleunigt. Die Partikel verdampfen nach der Impaktion auf einer heißen Oberfläche (600°C). Die entstehenden Gase werden via Elektronenionisation (EI, 70eV) ionisiert und mittels eines hochauflösenden Flugzeitmassen-spektrometers (HR-ToF) analysiert. Der Partikelstrahl wird vor der Verdampfung von einem rotierenden Rad mit zwei Schlitzen (ca. 150 Hz) kontrolliert. Das Rad erlaubt zwei verschiedene Detektionsmodi: Durch Blockierung/Freigabe des Teilchenstrahls misst das AMS die chemische Zusammensetzung der Partikel (MS-Modus). Wird der Teilchenstrahl durch die Schlitze des Rades gesteuert, bestimmt das AMS die Partikelgrößenverteilung (PTOF-Modus). Das HR-ToF-AMS liefert Informationen für die chemische Zusammensetzung von Partikel im PM1 in einer Zeitauflösung von bis zu 5 Minuten. Das Instrument kann kein Ruß, Krustenmaterial oder Seesalz detektieren.
ACSM
Mit dem ACSM ist es nicht möglich die Partikelgrößenverteilung aufzunehmen. Anstelle eines Flugzeitmassenspektrometers wird in diesem Instrument ein Quadrupol-Massenspektrometer eingesetzt. Zur kontinuierlichen Kontrolle der Messungen wird im ACSM ein interner Standard (Naphthalin) verwendet. Die Zeitauflösung der Messungen betragen 30 Minuten.
