Das Projekt "Spektroskopische Messungen zur Reaktionskinetik von Si-, Ge-, und Ti-haltigen Stoffen hinter Stosswellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 7 Maschinenbau, Institut für Verbrennung und Gasdynamik durchgeführt. Die Kenntnis elementarer Reaktionsschritte und deren Reaktionskoeffizienten ermoeglicht es, komplexe Reaktionsablaeufe numerisch zu simulieren. Beispiele sind Verbrennungsvorgaenge und Schadstoffbildungen. Auch bei der Materialsynthese feinster keramischer Partikel aus Verbrennungsprozessen oder bei der Erzeugung sehr duenner harter Schichten ueber CVD-Prozesse sind reaktionskinetische Daten unerlaesslich. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, Reaktionskoeffizienten von elementaren chemischen Reaktionen Si-, Sn,- Ge- und Ti-haltiger Stoffe bei hohen Temperaturen zu bestimmen. Als Untersuchungsmethode wird die Kombination aus der Stosswellentechnik (einstellbare Reaktionsbedingungen) und der Laserphotolyse (nicht-thermische Erzeugung freier Radikale) genutzt. Mit der ARAS-Technik (Atom-Resonanz-Absorptions-Spektroskopie) und der RDLAS-Technik (Ring-Dye-Laser-Absorptions-Spektroskopie) koennen atomare und molekulare Spezies sensitiv und zeitaufgeloest in der Reaktionszone nachgewiesen werden. Es kommen Chlor- und Wasserstoffverbindungen der genannten Atome als gasfoermige Precursoren zum Einsatz, wobei Dissoziationsschritte und Reaktionsschritte in Richtung einer Oxid-, Karbid- oder Nitridbildung von Interesse sind. Diese Reaktionsschritte sind fuer das Verstaendnis der Bildung keramischer Materialien wichtig. Basierend auf einem Reaktionsmodell zum thermischen Zerfall von Silan und Disilan wurden Untersuchungen zum photolytischen Zerfall dieser Molekuele durchgefuehrt und in einem Reaktionsmodell beschrieben. Des weiteren konnte durch den Aufbau einer Chlor-Nachweistechnik ein einfaches kinetisches Modell zum thermischen Zerfall von SiCl4 bestimmt werden. Es wurden bimolekulare Reaktionsschritte der Precursoren SiCl4, SiH4 und TiCl4 mit atomaren Spezies wie z.B. Wasserstoff bei hohen Temperaturen bestimmt. Der photolytische Zerfall von SiCl4 wurde untersucht und das bestehende Reaktionsmodell bestaetigt und erweitert. In TiCl4/NH3/H2-Mischungen konnten durch RDLAS-Messungen die Entstehung von TiN-Molekuelen und durch Laserextinktionsmessungen die Entstehung von TiN-Partikeln nachgewiesen werden. In zukuenftigen Messungen soll der thermische und photolytische Zerfall weiterer chlorhaltiger Precursoren, wie z.B. SiHCl3 untersucht werden.
Das Projekt "Bestandsaufnahme der Schadstoffsituation, insbesondere mit Schwermetallen in Havel/Spree im Hinblick auf die zukuenftige Wasserguete" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Geographische Wissenschaften durchgeführt. Schlammgreiferproben der oberflaechennahen Sedimente der Havel und Spree wurden zur Bestimmung der Schwermetallkontamination entnommen. Die Untersuchungen wurden an der Gesamtprobe und der kleiner 20 my m-Fraktion durchgefuehrt (Koenigswasseraufschluss; diverse AAS-Techniken). Die Kontamination zeigt in beiden Fliesssystemen ein bestimmtes Elementmuster: die sedimentgebundenen Kontaminanten sind Zn, Pb, Cd und Cu. Die Elemente Cr, Ni. Co, Hg und As zeigen nur vereinzelt Anreicherungen. Organische Umweltchemikalien wurden an ausgewaehlten Proben beider Fliesssysteme analysiert. In der Spree treten drei Regionen mit Schwermetallkontaminationen auf. Im Oberlauf der Spree sind aufgrund der intensiveren Nutzung des noch geringen Spreeabflusses die Sedimente staerker belastet. Das Industriegebiet Stremberg-Cottbus ist die zweite Belastungsregion mit einem markanten Anstieg der Kontamination bei der ESPAG. Der Spreewald zeigt die niedrigsten Schwermetallgehalt. Im Stadtgebiet von Berlin steigen die Schwermetallgehalte sprunghaft an und zeigen fuer Zn, Pb, Cd und Cu keine Werte unter Igeo 4. In der Havel ist der Grad der Schwermetallkontamination bis Oranienburg niedrig. Im Verdichtungsraum Oranienburg-Berlin-Potsdam steigen die Konzentrationen sprunghaft an. Die starke bis extreme Belastung mit Zn, Pb und Cd ist durchgaengig bis zur Muendung in die Elbe. Ab Oranienburg muessen die Sedimente der Havel als stark bis extrem belastet eingestuft werden. Neben Schlammgreiferproben wurden mittels Tiefgefrierverfahren die hochwassergesaettigten sub-rezenten Sedimente an ausgewaehlten Punkte beprobt. Bohrungen der standfesten, tieferen Sedimente folgte, so dass die Bohrungen praeindustrielle und kontaminierte Sedimente umfassen. Der regionale geogene Hintergrundwert und die Chronologie des Schwermetalleintrages konnten somit dokumentiert werden.
Das Projekt "3D-Erfassung trocken gefallener Wattflächen und Vorländer mit flugzeuggestützten InSAR-Methoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Die Küstengewässer der Deutschen Nordsee werden regelmäßig zur Erstellung der Topographien für vielfältige Anwendungen vermessen. Zur großräumigen, hoch auflösenden und genauen Erfassung der trocken fallenden Wattbereiche und der Vorländer wird aktuell vor allem die flugzeuggestützte ALS-Technik (Airborne Laserscanning) eingesetzt, auch, da 3D-Daten aus der Satellitenfernerkundung die hohen Anforderungen der Nutzer hinsichtlich der Auflösung, Lage- und Höhengenauigkeit bis auf Weiteres nicht erfüllen.
Insbesondere aufgrund der Wetterunabhängigkeit sowie der größeren Flächenleistung bietet die flugzeuggestützte InSAR-Technik (Synthetic Aperture Radar - Interferometrie) vom Grundsatz bedeutende Vorteile gegenüber der ALS-Technik. Die entsprechenden Einsätze erfolgten aber bisher ausschließlich zu wissenschaftlichen Zwecken außerhalb des Küstenbereiches. Der grundsätzliche Eignungsnachweis für operationelle Einsätze wurde noch nicht erbracht. Dies soll im Rahmen dieses BfG-Vorhabens erfolgen.
In diesem Kontext soll das Leistungsvermögen der flugzeuggestützten InSAR-Technik unter Vergleichsbedingungen der ALS-Technik gegenübergestellt und bewertet werden. Dazu bedarf es, entsprechend dem Stand der Wissenschaft, mehrfrequenter Single- und Repeat-Pass-SAR-Aufnahmen von repräsentativen Nordseeküstenbereichen.