Measurement of nonmethane organic carbon

The present dissertation focuses on the measurement of nonmethane organic carbon compounds (NMOC) and their exchange by biosphere-atmosphere interactions. To access the accuracy, precision, and reproducibility of NMOC analysis, two intercomparison experiments were carried out during the present study. These experiments comprised the sampling of NMOCs on graphitised carbon blacks, followed by gas-chromatographic analysis. Furthermore, they comprised the sampling of short chain carbonyl compounds on solid phase extraction cartridges and their analysis by high pressure liquid chromatography. To investigate the exchange of NMOCs between vegetation and the atmosphere, plant enclosure studies were performed on two European deciduous tree species. These measurements were conducted during two consecutive summer seasons by utilisation of the above specified techniques on sunlit and shaded leaves of European beech (Fagus sylvatica L., monoterpene emitter) and sunlit leaves of English oak (Quercus robur L., isoprene emitter). According to its broad geographical distribution, the impact of European beech on the European monoterpene budget was characterized by a model simulation. Complementary an instrument was developed, that is capable of measuring the amount of total NMOC that is exchanged by biosphere-atmosphere interactions. The instrument was tested under laboratory conditions and was evaluated versus an independent method performing branch enclosure measurements.

Die vorliegende Dissertation behandelt die Messung flüchtiger organischer Kohlenstoffverbindungen unter Ausschluss von Methan (NMOC), sowie deren Austausch durch Interaktionen zwischen Biosphäre und Atmosphäre. Im Rahmen der Durchführung verschiedener Qualitätssicherungsmaßnahmen erfolgte die Evaluierung zweier Meßmethoden im Hinblick auf deren Genauigkeit, Präzision und Reproduzierbarkeit. Diese Untersuchungen erfolgten im Verlauf verschiedener Vergleichsexperimente und umfassten zum einen die Sammlung flüchtiger organischer Komponenten auf graphitisierten Kohlenstoffadsorbentien sowie deren nachfolgende Analyse durch Gas-Chromatographie mit Flammen-Ionisations-Detektion (GC-FID). Zum anderen umfassten die Untersuchungen die Sammlung kurzkettiger Carbonyl Verbindungen durch Extraktionskartuschen und deren nachfolgende Analyse durch Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie (HPLC). Zur Charakterisierung des Austauschs flüchtiger organischer Spurenstoffe zwischen Vegetation und Atmosphäre wurden Küvettenexperimente im Freiland an zwei europäischen Laubbaumarten durchgeführt. Die Messungen erfolgten mittels der oben beschriebenen Methodik, in zwei aufeinander folgenden Jahren, an Sonnen- und Schattenblättern der Rotbuche (Fagus sylvatica L., Monoterpen Emitter), sowie and Sonnenblättern der Stieleiche (Quercus robur L., Isopren Emitter). Entsprechend ihrer breiten geographischen Verteilung, wurde der Einfluss der Rotbuche auf das europäische Monoterpenbudget durch Modellrechnungen abgeschätzt. Ergänzend erfolgte die Entwicklung eines Analysators zur Untersuchung der Gesamtsumme flüchtiger organischer Spurengase welche zwischen Biosphäre und Atmosphäre ausgetauscht werden. Das Gerät wurde unter Laborbedingungen getestet und im Rahmen der durchgeführten Küvettenexperimente im Freiland mit einer unabhängigen Methode verglichen.