Messung und Modellierung von Konzentrationsfluktuationen im Naturmaßstab - Freifeldversuche mit den Tracern Krypton-85 und Tetrahydrothiophen

Abstract

Für die Simulation von Geruchshäufigkeiten im Umfeld von Tierhaltungsbetrieben oder Industrieanlagen benötigt man ein Modell zur Häufigkeitsverteilung der Konzentration. Hier werden meist zweiparametrige Verteilungsfunktionen verwendet, die abhängig vom Mittelwert und der Varianz der Geruchsstoffkonzentration Aussagen zur Auftrittshäufigkeit liefern. Um zu überprüfen, wie gut die Simulationen mit der Wirklichkeit übereinstimmen, werden die Berechnungsergebnisse mit Meßdaten verglichen. Man nennt diesen Prüfungsschritt im Modellbau auch Validierung. Freifeldversuche mit Tracern dienen dazu, das Ausbreitungs- und Fluktuationsverhalten von Spurenstoffen im atmosphärischen Windfeld zu untersuchen. Will man insbesondere die Konzentrationsfluktuationen von Geruchsstoffen analysieren, so müssen zeitlich hoch auflösende Meßtechniken eingesetzt werden, da Gerüche von der menschlichen Nase innerhalb einer Sekunde wahrgenommen werden können. In dieser Untersuchung dient als Tracer das künstlich hergestellte Gas Krypton-85, dessen Konzentration in verschiedenen Quellenentfernungen jeweils durch eine Gruppe von Detektoren in 1sekündigen Abständen gemessen wurde. Aus den Meßdaten werden Mittelwerte, Varianz und höhere statistische Momente der Tracerkonzentration gebildet und mit den entsprechenden Ergebnisgrößen von Modellsimulationen verglichen. Beobachtete und simulierte ?oeberschreitungshäufigkeiten werden einander gegenübergestellt und die statistischen Eigenschaften der verwendeten Modelle diskutiert. Lassen sich nun die Ergebnisse der Tracermessung unmittelbar auf Geruchshäufigkeiten übertragen? Um diese Frage zu klären, wurde bei einigen Feldversuchen gleichzeitig zum Tracer Krypton-85 das Odoriermittel Tetrahydrothiophen freigesetzt, dessen Geruchswirkungen von Probanden an ausgewählten Detektorpositionen zu registrieren waren. Anders als bei der genauen und eindeutigen Tracermessung werden Gerüche aber gefühlsabhängig wahrgenommen und bewertet, so daß die ?oebertragung der meßtechnisch ermittelten ?oeberschreitungshäufigkeit auf die sensorisch festgestellte Wahrnehmungshäufigkeit einer statistischen Absicherung bedarf.