Utilização de material alternativo para a obtenção e caracterização de biomodelos, por meio da técnica de impressão 3DPRINTER

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Within-plant isoprene oxidation confirmed by direct emissions of oxidation products methyl vinyl ketone and methacrolein

Isoprene is emitted from many terrestrial plants at high rates, accounting for an estimated 1/3 of annual global volatile organic compound emissions from all anthropogenic and biogenic sources combined. Through rapid photooxidation reactions in the atmosphere, isoprene is converted to a variety of oxidized hydrocarbons, providing higher order reactants for the production of organic nitrates and tropospheric ozone, reducing the availability of oxidants for the breakdown of radiatively active trace gases such as methane, and potentially producing hygroscopic particles that act as effective cloud condensation nuclei. However, the functional basis for plant production of isoprene remains elusive. It has been hypothesized that in the cell isoprene mitigates oxidative damage during the stress-induced accumulation of reactive oxygen species (ROS), but the products of isoprene-ROS reactions in plants have not been detected. Using pyruvate-2-13C leaf and branch feeding and individual branch and whole mesocosm flux studies, we present evidence that isoprene (i) is oxidized to methyl vinyl ketone and methacrolein (iox) in leaves and that iox/i emission ratios increase with temperature, possibly due to an increase in ROS production under high temperature and light stress. In a primary rainforest in Amazonia, we inferred significant in plant isoprene oxidation (despite the strong masking effect of simultaneous atmospheric oxidation), from its influence on the vertical distribution of iox uptake fluxes, which were shifted to low isoprene emitting regions of the canopy. These observations suggest that carbon investment in isoprene production is larger than that inferred from emissions alone and that models of tropospheric chemistry and biotachemistryclimate interactions should incorporate isoprene oxidation within both the biosphere and the atmosphere with potential implications for better understanding both the oxidizing power of the troposphere and forest response to climate change.

Microencapsulation of lycopene by gelatin-pectin complex coacervation

The aim of this work was to produce and characterize microcapsules of lycopene and to evaluate their stability in comparison with free lycopene. An oily dispersion of lycopene was encapsulated by complex coacervation using gelatin and pectin. Samples were analyzed at four different pH values (3, 3.5, 4 and 4.5) and three proportions of core (25, 50 and 100%). The moisture, water activity, solubility, hygroscopicity, encapsulation efficiency and stability of lycopene microcapsules kept at 10 and 25C were determined. The amount of lycopene in the microcapsule did not have a significant (P < 0.05) effect on water activity, hygroscopic characteristics or the efficiency of microencapsulation. The degradation of lycopene was linear, with an average loss of 14% per week. Therefore, despite the formation of microcapsules and the high values of encapsulation efficiency, the encapsulation method and the wall materials used in this work did not provide effective protection of the lycopene from degradation during storage.

Fog- and cloud-induced aerosol modification observed by the Aerosol Robotic Network (AERONET)

Large fine mode-dominated aerosols (submicron radius) in size distributions retrieved from the Aerosol Robotic Network (AERONET) have been observed after fog or low-altitude cloud dissipation events. These column-integrated size distributions have been obtained at several sites in many regions of the world, typically after evaporation of low-altitude cloud such as stratocumulus or fog. Retrievals with cloud-processed aerosol are sometimes bimodal in the accumulation mode with the larger-size mode often similar to 0.4-0.5 mu m radius (volume distribution); the smaller mode, typically similar to 0.12 to similar to 0.20 mu m, may be interstitial aerosol that were not modified by incorporation in droplets and/or aerosol that are less hygroscopic in nature. Bimodal accumulation mode size distributions have often been observed from in situ measurements of aerosols that have interacted with clouds, and AERONET size distribution retrievals made after dissipation of cloud or fog are in good agreement with particle sizes measured by in situ techniques for cloud-processed aerosols. Aerosols of this type and large size range (in lower concentrations) may also be formed by cloud processing in partly cloudy conditions and may contribute to the "shoulder" of larger-size particles in the accumulation mode retrievals, especially in regions where sulfate and other soluble aerosol are a significant component of the total aerosol composition. Observed trends of increasing aerosol optical depth (AOD) as fine mode radius increased suggests higher AOD in the near-cloud environment and higher overall AOD than typically obtained from remote sensing owing to bias toward sampling at low cloud fraction.

Effects of Different Moisture Contents on Physical Properties of PVA-Gelatin Films

In this work, it was investigated the effect of different moisture contents on PVA-gelatin films by means of dielectric properties, infrared spectroscopy, microwave response and gravimetric method. The films were elaborated from a blend of gelatin and PVA, with 0 and 25 % glycerol. The sorption isotherms were determined by gravimetric methods, at 25 A degrees C. A capacimeter was used for dielectric measurements, and a device called SOLFAN setup was used for microwave measurements. The sorption isotherms were markedly affected by the glycerol content and relative humidity, due to the hygroscopic nature of the films. The dielectric constant and the microwave response signal were also strongly affected by the moisture and glycerol content in the films. Finally, Infrared spectra showed some changes in the amide peak positions, attributed to the modifications in the interactions between the macromolecules. The behaviors obtained in this work were explained on the basis the way the water enters in the film matrix.

Condensational growth of atmospheric aerosol particles in an expanding water saturated air flow

Aerosol particles and water vapour are two important constituents of the atmosphere. Their interaction, i.e. thecondensation of water vapour on particles, brings about the formation of cloud, fog, and raindrops, causing the water cycle on the earth, and being responsible for climate changes. Understanding the roles of water vapour and aerosol particles in this interaction has become an essential part of understanding the atmosphere. In this work, the heterogeneous nucleation on pre-existing aerosol particles by the condensation of water vapour in theflow of a capillary nozzle was investigated. Theoretical and numerical modelling as well as experiments on thiscondensation process were included. Based on reasonable results from the theoretical and numerical modelling, an idea of designing a new nozzle condensation nucleus counter (Nozzle-CNC), that is to utilise the capillary nozzle to create an expanding water saturated air flow, was then put forward and various experiments were carried out with this Nozzle-CNC under different experimental conditions. Firstly, the air stream in the long capillary nozzle with inner diameter of 1.0~mm was modelled as a steady, compressible and heat-conducting turbulence flow by CFX-FLOW3D computational program. An adiabatic and isentropic cooling in the nozzle was found. A supersaturation in the nozzle can be created if the inlet flow is water saturated, and its value depends principally on flow velocity or flow rate through the nozzle. Secondly, a particle condensational growth model in air stream was developed. An extended Mason's diffusion growthequation with size correction for particles beyond the continuum regime and with the correction for a certain particle Reynolds number in an accelerating state was given. The modelling results show the rapid condensational growth of aerosol particles, especially for fine size particles, in the nozzle stream, which, on the one hand, may induce evident `over-sizing' and `over-numbering' effects in aerosol measurements as nozzle designs are widely employed for producing accelerating and focused aerosol beams in aerosol instruments like optical particle counter (OPC) and aerodynamical particle sizer (APS). It can, on the other hand, be applied in constructing the Nozzle-CNC. Thirdly, based on the optimisation of theoretical and numerical results, the new Nozzle-CNC was built. Under various experimental conditions such as flow rate, ambient temperature, and the fraction of aerosol in the total flow, experiments with this instrument were carried out. An interesting exponential relation between the saturation in the nozzle and the number concentration of atmospheric nuclei, including hygroscopic nuclei (HN), cloud condensation nuclei (CCN), and traditionally measured atmospheric condensation nuclei (CN), was found. This relation differs from the relation for the number concentration of CCN obtained by other researchers. The minimum detectable size of this Nozzle-CNC is 0.04?m. Although further improvements are still needed, this Nozzle-CNC, in comparison with other CNCs, has severaladvantages such as no condensation delay as particles larger than the critical size grow simultaneously, low diffusion losses of particles, little water condensation at the inner wall of the instrument, and adjustable saturation --- therefore the wide counting region, as well as no calibration compared to non-water condensation substances.

Hygroskopische Eigenschaften atmosphärischer Partikel in kontinentalen Luftmassen

Die hygroskopischen Eigenschaften sind wichtige Parameter des atmosphärischen Aerosols. Sie beeinflussen sowohl direkt über den Strahlungsantrieb, als auch indirekt über die Wechselwirkung von Aerosol und Wolken die globale Strahlungsbilanz und somit das Klima. Auch die Sichtweiteveränderung ist von ihnen abhängig. Sie beeinflussen die Partikeldeposition in der Lunge und müssen zur Vermeidung von Artefaktbildung bei der Aerosolmessung berücksichtigt werden.
Die vorliegende Dissertation beinhaltet Messungen des wasserlöslichen Volumenanteils und des hygroskopischen Wachstumsfaktors des atmosphärischen Aerosols. Mit diesen Untersuchungen konnte der überwiegende Teil (50 nm bis 4 µm Partikeldurchmesser) des für atmosphärische Prozesse relevanten Größenbereichs gleichzeitig größenaufgelöst und detailliert erfasst werden. Messungen wurden in ruralen, semi-urbanen und frei-troposphärischen Luftmassen durchgeführt. Messverfahren sind die SoFA (Water-Soluble Fraction of Large and Giant Atmospheric Particles)-Methode und der HTDMA (Hygroscopic Tandem Differential Mobility Analyzer). Im Rahmen dieser Arbeit wurde die SoFA-Methode weiterentwickelt.
Ein umfangreiches Messprogramm zeigt, dass der mittlere lösliche Volumenanteil des Aerosols mit Werten von ca. 59 % geringe Variationen zwischen den Messstandorten aufweist, lediglich in frei-troposphärischen Luftmassen liegt er mit 66 % erwartungsgemäß höher. Betrachtet man die Daten größenaufgelöst, so zeigt sich, dass im Größenbereich zwischen 200 und 500 nm Partikeldurchmesser der lösliche Volumenanteil ein Maximum aufweist. Ein in semi-urbanem Aerosol gemessener Jahresgang weist, vor allem für Partikel kleiner 300 nm, im Sommer geringere Werte als im Winter auf. Unterhalb 300 nm Partikeldurchmesser treten üblicherweise zwei, oberhalb bis zu drei Partikeltypen unterschiedlicher Hygroskopizität auf: der fast unlösliche Partikeltyp mit löslichen Volumenanteilen bis 12 %, der wahrscheinlich aus Ruß, sekundärem organischem, mineralischem und biologischem Material besteht; der teilweise lösliche Partikeltyp (50 bis 75 %), der als Mischpartikel anzusprechen ist; schließlich der überwiegend lösliche Partikeltyp (ca. 90 %), der wahrscheinlich durch Wolkenprozessierung entsteht. Der Unterschied zwischen den Messstandorten ist auch hier gering. Üblicherweise dominieren die löslicheren Partikeltypen mit relativen Anteilen von 60 bis 95 %, wobei sich ein Minimum der Häufigkeit der löslicheren Partikel zwischen 1.5 und 2.5 µm zeigt. Abschließende größenaufgelöste Modellrechnungen zum Aerosol-Feuchtewachstum unterstreichen die Relevanz dieser Untersuchungen für Strahlungs- und Wolkenprozesse.

Numerical simulations of microphysical processes in pyro-convective clouds

Hochreichende Konvektion über Waldbränden ist eine der intensivsten Formen von atmosphärischer Konvektion. Die extreme Wolkendynamik mit hohen vertikalen Windgeschwindigkeiten (bis 20 m/s) bereits an der Wolkenbasis, hohen Wasserdampfübersättigungen (bis 1%) und die durch das Feuer hohen Anzahlkonzentration von Aerosolpartikeln (bis 100000 cm^-3) bilden einen besonderen Rahmen für Aerosol-Wolken Wechselwirkungen.Ein entscheidender Schritt in der mikrophysikalischen Entwicklung einer konvektiven Wolke ist die Aktivierung von Aerosolpartikeln zu Wolkentropfen. Dieser Aktivierungsprozess bestimmt die anfängliche Anzahl und Größe der Wolkentropfen und kann daher die Entwicklung einer konvektiven Wolke und deren Niederschlagsbildung beeinflussen. Die wichtigsten Faktoren, welche die anfängliche Anzahl und Größe der Wolkentropfen bestimmen, sind die Größe und Hygroskopizität der an der Wolkenbasis verfügbaren Aerosolpartikel sowie die vertikale Windgeschwindigkeit. Um den Einfluss dieser Faktoren unter pyro-konvektiven Bedingungen zu untersuchen, wurden numerische Simulationen mit Hilfe eines Wolkenpaketmodells mit detaillierter spektraler Beschreibung der Wolkenmikrophysik durchgeführt. Diese Ergebnisse können in drei unterschiedliche Bereiche abhängig vom Verhältnis zwischen vertikaler Windgeschwindigkeit und Aerosolanzahlkonzentration (w/NCN) eingeteilt werden: (1) ein durch die Aerosolkonzentration limitierter Bereich (hohes w/NCN), (2) ein durch die vertikale Windgeschwindigkeit limitierter Bereich (niedriges w/NCN) und (3) ein Übergangsbereich (mittleres w/NCN). Die Ergebnisse zeigen, dass die Variabilität der anfänglichen Anzahlkonzentration der Wolkentropfen in (pyro-) konvektiven Wolken hauptsächlich durch die Variabilität der vertikalen Windgeschwindigkeit und der Aerosolkonzentration bestimmt wird. rnUm die mikrophysikalischen Prozesse innerhalb der rauchigen Aufwindregion einer pyrokonvektiven Wolke mit einer detaillierten spektralen Mikrophysik zu untersuchen, wurde das Paketmodel entlang einer Trajektorie innerhalb der Aufwindregion initialisiert. Diese Trajektore wurde durch dreidimensionale Simulationen eines pyro-konvektiven Ereignisses durch das Model ATHAM berechnet. Es zeigt sich, dass die Anzahlkonzentration der Wolkentropfen mit steigender Aerosolkonzentration ansteigt. Auf der anderen Seite verringert sich die Größe der Wolkentropfen mit steigender Aerosolkonzentration. Die Reduzierung der Verbreiterung des Tropfenspektrums stimmt mit den Ergebnissen aus Messungen überein und unterstützt das Konzept der Unterdrückung von Niederschlag in stark verschmutzen Wolken.Mit Hilfe des Models ATHAM wurden die dynamischen und mikrophysikalischen Prozesse von pyro-konvektiven Wolken, aufbauend auf einer realistischen Parametrisierung der Aktivierung von Aerosolpartikeln durch die Ergebnisse der Aktivierungsstudie, mit zwei- und dreidimensionalen Simulationen untersucht. Ein modernes zweimomenten mikrophysikalisches Schema wurde in ATHAM implementiert, um den Einfluss der Anzahlkonzentration von Aerosolpartikeln auf die Entwicklung von idealisierten pyro-konvektiven Wolken in US Standardamtosphären für die mittleren Breiten und den Tropen zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anzahlkonzentration der Aerosolpartikel die Bildung von Regen beeinflusst. Für geringe Aerosolkonzentrationen findet die rasche Regenbildung hauptsächlich durch warme mikrophysikalische Prozesse statt. Für höhere Aerosolkonzentrationen ist die Eisphase wichtiger für die Bildung von Regen. Dies führt zu einem verspäteten Einsetzen von Niederschlag für verunreinigtere Atmosphären. Außerdem wird gezeigt, dass die Zusammensetzung der Eisnukleationspartikel (IN) einen starken Einfluss auf die dynamische und mikrophysikalische Struktur solcher Wolken hat. Bei sehr effizienten IN bildet sich Regen früher. Die Untersuchung zum Einfluss des atmosphärischen Hintergrundprofils zeigt eine geringe Auswirkung der Meteorologie auf die Sensitivität der pyro-konvektiven Wolken auf diernAerosolkonzentration. Zum Abschluss wird gezeigt, dass die durch das Feuer emittierte Hitze einen deutlichen Einfluss auf die Entwicklung und die Wolkenobergrenze von pyro-konvektive Wolken hat. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass in dieser Dissertation die Mikrophysik von pyrokonvektiven Wolken mit Hilfe von idealisierten Simulation eines Wolkenpaketmodell mit detaillierte spektraler Mikrophysik und eines 3D Modells mit einem zweimomenten Schema im Detail untersucht wurde. Es wird gezeigt, dass die extremen Bedingungen im Bezug auf die vertikale Windgeschwindigkeiten und Aerosolkonzentrationen einen deutlichen Einfluss auf die Entwicklung von pyro-konvektiven Wolken haben.

Kinetic modeling and experiments on gas uptake and chemical transformation of organic aerosol in the atmosphere

Aerosolpartikel beeinflussen das Klima durch Streuung und Absorption von Strahlung sowie als Nukleations-Kerne für Wolkentröpfchen und Eiskristalle. Darüber hinaus haben Aerosole einen starken Einfluss auf die Luftverschmutzung und die öffentliche Gesundheit. Gas-Partikel-Wechselwirkunge sind wichtige Prozesse, weil sie die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aerosolen wie Toxizität, Reaktivität, Hygroskopizität und optische Eigenschaften beeinflussen. Durch einen Mangel an experimentellen Daten und universellen Modellformalismen sind jedoch die Mechanismen und die Kinetik der Gasaufnahme und der chemischen Transformation organischer Aerosolpartikel unzureichend erfasst. Sowohl die chemische Transformation als auch die negativen gesundheitlichen Auswirkungen von toxischen und allergenen Aerosolpartikeln, wie Ruß, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Proteine, sind bislang nicht gut verstanden.rn Kinetische Fluss-Modelle für Aerosoloberflächen- und Partikelbulk-Chemie wurden auf Basis des Pöschl-Rudich-Ammann-Formalismus für Gas-Partikel-Wechselwirkungen entwickelt. Zunächst wurde das kinetische Doppelschicht-Oberflächenmodell K2-SURF entwickelt, welches den Abbau von PAK auf Aerosolpartikeln in Gegenwart von Ozon, Stickstoffdioxid, Wasserdampf, Hydroxyl- und Nitrat-Radikalen beschreibt. Kompetitive Adsorption und chemische Transformation der Oberfläche führen zu einer stark nicht-linearen Abhängigkeit der Ozon-Aufnahme bezüglich Gaszusammensetzung. Unter atmosphärischen Bedingungen reicht die chemische Lebensdauer von PAK von wenigen Minuten auf Ruß, über mehrere Stunden auf organischen und anorganischen Feststoffen bis hin zu Tagen auf flüssigen Partikeln. rn Anschließend wurde das kinetische Mehrschichtenmodell KM-SUB entwickelt um die chemische Transformation organischer Aerosolpartikel zu beschreiben. KM-SUB ist in der Lage, Transportprozesse und chemische Reaktionen an der Oberfläche und im Bulk von Aerosol-partikeln explizit aufzulösen. Es erforder im Gegensatz zu früheren Modellen keine vereinfachenden Annahmen über stationäre Zustände und radiale Durchmischung. In Kombination mit Literaturdaten und neuen experimentellen Ergebnissen wurde KM-SUB eingesetzt, um die Effekte von Grenzflächen- und Bulk-Transportprozessen auf die Ozonolyse und Nitrierung von Protein-Makromolekülen, Ölsäure, und verwandten organischen Ver¬bin-dungen aufzuklären. Die in dieser Studie entwickelten kinetischen Modelle sollen als Basis für die Entwicklung eines detaillierten Mechanismus für Aerosolchemie dienen sowie für das Herleiten von vereinfachten, jedoch realistischen Parametrisierungen für großskalige globale Atmosphären- und Klima-Modelle. rn Die in dieser Studie durchgeführten Experimente und Modellrechnungen liefern Beweise für die Bildung langlebiger reaktiver Sauerstoff-Intermediate (ROI) in der heterogenen Reaktion von Ozon mit Aerosolpartikeln. Die chemische Lebensdauer dieser Zwischenformen beträgt mehr als 100 s, deutlich länger als die Oberflächen-Verweilzeit von molekularem O3 (~10-9 s). Die ROIs erklären scheinbare Diskrepanzen zwischen früheren quantenmechanischen Berechnungen und kinetischen Experimenten. Sie spielen eine Schlüsselrolle in der chemischen Transformation sowie in den negativen Gesundheitseffekten von toxischen und allergenen Feinstaubkomponenten, wie Ruß, PAK und Proteine. ROIs sind vermutlich auch an der Zersetzung von Ozon auf mineralischem Staub und an der Bildung sowie am Wachstum von sekundären organischen Aerosolen beteiligt. Darüber hinaus bilden ROIs eine Verbindung zwischen atmosphärischen und biosphärischen Mehrphasenprozessen (chemische und biologische Alterung).rn Organische Verbindungen können als amorpher Feststoff oder in einem halbfesten Zustand vorliegen, der die Geschwindigkeit von heterogenen Reaktionenen und Mehrphasenprozessen in Aerosolen beeinflusst. Strömungsrohr-Experimente zeigen, dass die Ozonaufnahme und die oxidative Alterung von amorphen Proteinen durch Bulk-Diffusion kinetisch limitiert sind. Die reaktive Gasaufnahme zeigt eine deutliche Zunahme mit zunehmender Luftfeuchte, was durch eine Verringerung der Viskosität zu erklären ist, bedingt durch einen Phasenübergang der amorphen organischen Matrix von einem glasartigen zu einem halbfesten Zustand (feuchtigkeitsinduzierter Phasenübergang). Die chemische Lebensdauer reaktiver Verbindungen in organischen Partikeln kann von Sekunden bis zu Tagen ansteigen, da die Diffusionsrate in der halbfesten Phase bei niedriger Temperatur oder geringer Luftfeuchte um Größenordnungen absinken kann. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen wie halbfeste Phasen die Auswirkung organischeer Aerosole auf Luftqualität, Gesundheit und Klima beeinflussen können. rn

Investigation Of Leucine And Glutamic Acid Properties From The Nanoscale To The Macroscale

Aerosols are known to have important effects on climate, the atmosphere, and human health. The extent of those effects is unknown and largely depend on the interaction of aerosols with water in the atmosphere. Ambient aerosols are complex mixtures of both inorganic and organic compounds. The cloud condensation nuclei (CCN) activities, hygroscopic behavior and particle morphology of a monocarboxylic amino acid (leucine) and a dicarboxylic amino acid (glutamic acid) were investigated. Activation diameters at various supersaturation conditions were experimentally determined and compared with Köhler theoretical values. The theory accounts for both surface tension and the limited solubility of organic compounds. It was discovered that glutamic acid aerosols readily took on water both when relative humidity was less than 100% and when the supersaturation condition was reached, while leucine did not show any water activation at those conditions. Moreover, the study also suggests that Köhler theory describes CCN activity of organic compounds well when only surface tension of the compound is taken into account and complete solubility is assumed. Single parameter ¿ was also computed using both CCN data and hygroscopic growth factor (GF). The results of ¿ range from 0.17 to 0.53 using CCN data and 0.09 to 0.2 using GFs. Finally, the study suggests that during the water-evaporation/particle-nucleation process, crystallization from solution droplets takes place at different locations: for glutamic acid at the particles¿ center and leucine at the particles¿ boundary.

Investigation of Aerosol Properties Using Environmental Atomic Force Microscopy

Atmospheric aerosols affect both global and regional climate by altering the radiative balance of the atmosphere and acting as cloud condensation nuclei. Despite an increased focus on the research of atmospheric aerosols due to concerns about global climate change, current methods to observe the morphology of aerosols and to measure their hygroscopic properties are limited in various ways by experimental procedure. The primary objectives of this thesis were to use atomic force microscopy to determine the morphology of atmospherically relevant aerosols and to investigate theutility of environmental atomic force microscopy for imaging aerosols as they respond to changes in relative humidity. Traditional aerosol generation and collection techniques were used in conjunction with atomic force microscopy to image commonorganic and inorganic aerosols. In addition, environmental AFM was used to image aerosols at a variety of relative humidity values. The results of this research demonstrated the utility of atomic force microscopy for measuring the morphology of aerosols. In addition, the utility of environmental AFM for measuring the hygroscopic properties of aerosols was demonstrated. Further research in this area will lead to an increased understanding of the role oforganic and inorganic aerosols in the atmosphere, allowing for the effects of anthropogenic aerosol emissions to be quantified and for more accurate climate models to be developed.

Mapping the Operation of the Miniature Combustion Aerosol Standard (Mini-CAST) Soot Generator

The Jing Ltd. miniature combustion aerosol standard (Mini-CAST) soot generator is a portable, commercially available burner that is widely used for laboratory measurements of soot processes. While many studies have used the Mini-CAST to generate soot with known size, concentration, and organic carbon fraction under a single or few conditions, there has been no systematic study of the burner operation over a wide range of operating conditions. Here, we present a comprehensive characterization of the microphysical, chemical, morphological, and hygroscopic properties of Mini-CAST soot over the full range of oxidation air and mixing N-2 flow rates. Very fuel-rich and fuel-lean flame conditions are found to produce organic-dominated soot with mode diameters of 10-60nm, and the highest particle number concentrations are produced under fuel-rich conditions. The lowest organic fraction and largest diameter soot (70-130nm) occur under slightly fuel-lean conditions. Moving from fuel-rich to fuel-lean conditions also increases the O:C ratio of the soot coatings from similar to 0.05 to similar to 0.25, which causes a small fraction of the particles to act as cloud condensation nuclei near the Kelvin limit (kappa similar to 0-10(-3)). Comparison of these property ranges to those reported in the literature for aircraft and diesel engine soots indicates that the Mini-CAST soot is similar to real-world primary soot particles, which lends itself to a variety of process-based soot studies. The trends in soot properties uncovered here will guide selection of burner operating conditions to achieve optimum soot properties that are most relevant to such studies.

“Sweating meteorites”-Water-soluble salts and temperature variation in ordinary chondrites and soil from the hot desert of Oman

The common appearance of hygroscopic brine (“sweating”) on ordinary chondrites (OCs) from Oman during storage under room conditions initiated a study on the role of water-soluble salts on the weathering of OCs. Analyses of leachates from OCs and soils, combined with petrography of alteration features and a 11-month record of in situ meteorite and soil temperatures, are used to evaluate the role of salts in OC weathering. Main soluble ions in soils are Ca2+, SO42−, HCO3−, Na+, and Cl−, while OC leachates are dominated by Mg2+ (from meteoritic olivine), Ca2+ (from soil), Cl− (from soil), SO42− (from meteoritic troilite and soil), and iron (meteoritic). “Sweating meteorites” mainly contain Mg2+ and Cl−. The median Na/Cl mass ratio of leachates changes from 0.65 in soils to 0.07 in meteorites, indicating the precipitation of a Na-rich phase or loss of an efflorescent Na-salt. The total concentrations of water-soluble ions in bulk OCs ranges from 600 to 9000 μg g−1 (median 2500 μg g−1) as compared to 187–14140 μg g−1 in soils (median 1148 μg g−1). Soil salts dissolved by rain water are soaked up by meteorites by capillary forces. Daily heating (up to 66.3 °C) and cooling of the meteorites cause a pumping effect, resulting in a strong concentration of soluble ions in meteorites over time. The concentrations of water-soluble ions in meteorites, which are complex mixtures of ions from the soil and from oxidation and hydrolysis of meteoritic material, depend on the degree of weathering and are highest at W3. Input of soil contaminants generally dominates over the ions mobilized from meteorites. Silicate hydrolysis preferentially affects olivine and is enhanced by sulfide oxidation, producing local acidic conditions as evidenced by jarosite. Plagioclase weathering is negligible. After completion of troilite oxidation, the rate of chemical weathering slows down with continuing Ca-sulfate contamination.

The sulphate component in aerosol samples over the Noth Atlantic Ocean (Tab. 1)

The size distribution of sulphate containing particles over the North Atlantic was determined for particles with radii larger than 0.18 µm. It is compared with the size distributions of the total aerosol, the hygroscopic and the insoluble parts in the maritime aerosol. From mass concentrations of sulphate and sodium, it can be concluded that only a fraction of sulphate originates from the ocean. The sulphate mass distribution separated into its sea salt sulphate and excess sulphate components is compared with a continental distribution.

Composition of bottom sediments from the Guinea Basin

Geomorphology of the Guinea Basin is described along with sediments from cores collected on the abyssal plain, within the abyssal hill zone, and in the eastern part of the Chain Fracture Zone. Stratigraphic differentiation of deep-sea sediments was based on diatom analysis, geochemical and lithological data. Holocene and Pleistocene were identified by these criteria. The lower boundary of Holocene is was found from a marked decrease in CaCO3 concentration and total diatom count. Mineral and chemical compositions are given for coarse silt fraction of various Late Pleistocene sediments. It is shown that this facial complex is determined by tectonic position of the Guinea Basin.