Das nanoCAMP am MPI
 
Einführung mit Prof. Dr. Lelieveld 1

Das Schicksal von Atmosphärenforschung...

Aber egal wie gut man plant - es kam dann natürlich doch anders als vorgesehen. Das Wetter spielte nicht mit. Nach angespanntem Warten stand um 21 Uhr des Vorabends des Projekttages endgültig fest - zu böig für die Fahrt im Heißluftballon. Der Start musste verschoben werden.  Sehr ärgerlich. Zumal es leider doch nicht möglich war, unseren Projekttag innerhalb des nanoCAMPS zu verschieben - was ursprünglich als Sicherheit vorgesehen war. Also stellten wir das Programm um...

Begrüßung durch unseren Direktor Prof. Dr. Lelieveld

Eigentlich war nur vorgesehen, dass Prof. Lelieveld eine kurze (!) Einleitung und Motivation zu Atmosphärenforschung (Bericht vom nanoCAMP:Externer Link Klimawandel, Externer Link Treibhauseffekt und Externer Link Ozonloch) und einen Überblick über unser Institut gibt. Aber so einfach gaben sich die Camper nicht zufrieden - sie stellten sehr viele gute und interessierte Fragen, ließen nicht locker, bis sie eine befriedigende Antwort in entsprechender Tiefe bekamen. Das machte, denke ich, allen Spaß, führte aber schon am Anfang dazu, dass unser Programm ein weiteres Mal über den Haufen geworfen wurde.

Einleitung und Hintergrund zum Projekttag (Was machen wir und warum?)

So musste unsere Projekt bezogene Einleitung deutlich kürzer ausfallen, und Teile in die Durchführung (zum Erzählen nebenbei) bzw. zur Auswertung verschoben werden.

Probensammeln

Dann ging es endlich an die praktische Arbeit. Mit Probenbehältern (Kanistern) bewaffnet schickten wir 4 Schülergruppen los. Es wurden Proben an verschiedenen Stellen, u. a. auf dem Dach der Naturwissenschaftlichen Fakultät, im Botanischen Garten, in einer Buchhandlung, auf einer Straßenkreuzung und an einer Tankstelle genommen. Das Prinzip war ganz einfach - die Kanister waren vorher evakuiert worden, so dass sie an Ort und Stelle nur noch kurz geöffnet werden mussten. Außerdem hatten wir den Schülern auch noch Interviewfragen an die Hand gegeben, an denen sie selbst feststellen konnten, wie das Hintergrundwissen in der Bevölkerung über Klimawandel, Treibhauseffekt und Ozonloch ist.

Endlich... Messen!

Anschließend wurden die Gruppen neu verteilt auf drei Stationen, an denen sie die Externer Link Funktionsweise eines Externer Link Gaschromatographen und eines Massenspektrometers kennen lernen konnten, und die Luftproben an einem richtigen Gaschromatographen auf Methan analysieren konnten, bzw. an einem Protonen-Transfer-Reaktions-Massenspektrometer (PTR-MS) auf weitere Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Aceton, Isopren und  Methanol untersuchen konnten. Die Gruppen rotierten durch alle Stationen, so dass jeder am Ende alles einmal gemacht hatte und alle Proben analysiert waren.

Auswertung und Interpretation

Am Ende trafen sich die Gruppen wieder zur Auswertung. Nun hieß es rechnen. Die Schüler mussten die Daten, die sie an den Geräten notiert hatten, per Taschenrechner auswerten. Hier die Externer Link Ergebnisse:

Messungen von Methan am Gaschromatographen:

Messort Methan [ppmv]

Tennisplatz (als Hintergrund)

1,76

Teich

1,82

Straße

2,11

Atem - Tobias

1,87

Atem - Volker

4,10

Die Messungen spiegeln den erwarteten Hintergrundwert gut wider. Bei einigen Menschen enthält die Atemluft erhöhte Methankonzentrationen. Dieses ist bei Volker der Fall.

Messungen von Benzol und Toluol am "Proton-Transfer-Reaction Mass Spectrometer" (PTR-MS)

Messort Benzol [ppbv] Toluol [ppbv]

Botanischer Garten (Reinluft)

0,03

0,19

Buchhandlung

0,22

2,55

Straße

0,56

1,35

Raucher

28,13

32,86

Tankstelle (am Zapfhahn)

176,84

542,43

Die Werte zeigen deutlich, wo die Quellen dieser Aromaten zu finden sind. Benzol und Toluol werden durch Kraftstoffverbrennung und Entweichen von Benzindämpfen freigesetzt. Die sehr hohen Werte an der Tankstelle kommen aufgrund der Messung direkt in den Benzindämpfen zustande, aber auch an der Straße sind die Werte gegenüber dem Botanischen Garten deutlich erhöht. Eine weitere Quelle von Toluol sind Lösungsmittel, wie sie beim Drucken verwendet werden. Dieses sieht man an der erhöhten Toluol-Konzentration in der Buchhandlung. Toluol und Benzol sind darüber hinaus in Tabakrauch enthalten. Auch diese Werte (direkt an der Zigarette, bzw. dem 'Raucheratem' entnommen) sind deutlich erhöht. Benzol ist als krebserregender Stoff klassifiziert.

(Text zu den Daten von Externer Link Dr. Tanja Winterrath)

Leider war auch hier wieder die Zeit sehr knapp, so dass eine rege Diskussion nicht mehr wirklich stattfinden konnte. Dafür hatten die Schüler noch Gelegenheit den Mars-Rover "Pathfinder" und das Massenspektrometer "nano-CIMS" in der Abteilung Kosmochemie zu besichtigen.

Während die Schüler also noch weiter besichtigten, hieß es für uns aufräumen - und die in aller Eile durchgeführten Rechnungen noch einmal kontrollieren. Damit war dann der uns fordernde Teil des nanoCAMP Tages für uns vorbei, denn der Abschluss war das...

Kamingespräch mit Prof. Dr. P. Crutzen

Dazu hatte das MPI für Chemie eingeladen. Hier waren noch mehr Medienvertreter anwesend als den Tag über am Institut. Doch zunächst ging es gemütlich los mit einem Abendessen. Dann hieß es Tische rücken, Kameras, Mikrofone und Notizblöcke wurden gezückt und die Schüler durften Ihre Fragen an Prof. Crutzen stellen. Ein Externer Link Bericht über das Kamingespräch gibt es natürlich ebenfalls bei 3sat. Man merkte den Schülern an, dass sie sehr großen Respekt hatten - aber man spricht ja auch nicht alle Tage mit einem Nobelpreisträger. Wir konnten uns dabei zurücklehnen und zum ersten Mal an diesem Tag ganz entspannt die anderen machen lassen.

Bevor der Abend ein Ende fand und sich die Teilnehmer zerstreuten kam dann noch per Handy die Nachricht von unserem Chef-Heißluftballon-Piloten (Herr Wolf von Externer Link Adventure Ballooning): "Externer Link Wir fliegen!" Dann hieß es also ab in die Falle, denn morgen sollte es früh losgehen.

Zu Hause angekommen fand ich dann eine Nachricht der nano-Redakteurin Frau J. Lemme auf meiner Mailbox. Am übernächsten Tag sollten die Schüler in der nano-Fernsehsendung auftreten, und es wäre doch schön, wenn sie dabei einen Versuch vorführen könnten. Ob wir dafür den Schüler-Gaschromatographen zur Verfügung stellen könnten?! Außerdem hatten wir unter uns Betreuern schon vereinbart, die Kanister aus der morgigen Heißluftballon-Fahrt auch noch auszuwerten, so dass die Ergebnisse auch für die Sendung fertig wären.

Das war unser erster nanoCAMP-Tag. Wir waren ziemlich geschafft, ich denke die Schüler auch - nachzulesen in ihrem Externer Link Tagebucheintrag... Außerdem gibt es noch einen Externer Link Bericht in Bildern über den heutigen Tag, aufgenommen von Herrn M. Peik für 3sat.


Überblick über den Aufbau der Atmosphäre mit meiner Wenigkeit. 1
 
 
Luftprobennahme in der Campus-Buchhandlung...

...auf einer Brücke über die Saarstraße in Mainz...
 

...auf dem MPI-Tennisplatz...

...und beim Tanken.

 

 
 
Immer mit dabei: eine Kamera - die Camper betätigen sich als Darsteller, Journalisten und Kameramänner/frauen. Hier bei der Befragung von Passanten zum Thema "Was wissen Sie über den Klimawandel?"

Wie funktioniert ein Gaschromatograph?
 
 
Qualitative Analyse von Reingasen, Campinggas und Feuerzeuggas

Analyse der Proben am "richtigen" Gaschromatographen 1
 
 
Kontrolle der Gasflussanzeiger am Gaschromatographen 1

Wie funktioniert ein Massenspektrometer? 1
 
 
Und die richtige Analyse der genommenen Proben am Proton-Transfer-Massenspektrometer - wie gesagt, immer begleitet vom nano-Fernseh-Team 1

 


Auswertung mit Taschenrechner und Gehirnschmalz
 
 
Die Ergebnisse werden aufgezeichnet und von nano gesendet.

Kamingespräch mit Prof. Dr. Crutzen 1
 
 
Erinnerungsfoto mit Nobelpreisträger vor dem Mainzer Dom 1

1Foto: M. Peick, 3sat-Online-Redaktion

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