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Integriertes Mess- und Informationssystem IMIS

Integriertes Mess- und Informationssystem IMIS Das BfS betreibt das integrierte Mess- und Informationssystem zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt (kurz IMIS ). Die in Deutschland auf gesetzlicher Grundlage erhobenen Messdaten zur Umweltradioaktivität werden im IMIS erfasst, ausgewertet und dargestellt. Bei einem kerntechnischen Unfall bilden die Messergebnisse und die berechneten Prognosen für die Strahlenbelastung die Grundlage für Entscheidungen zum Schutz der Gesundheit der Bevölkerung und der Umwelt. Aufgabe des integrierten Mess- und Informationssystem zur Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt ( IMIS ) ist es, die Umwelt kontinuierlich zu überwachen, um schnell und zuverlässig bereits geringfügige Änderungen der Radioaktivität in der Umwelt flächendeckend erkennen sowie langfristige Trends erfassen zu können. An diesem Messprogramm zur Überwachung der Umwelt sind mehr als 50 Labore bei Bundesbehörden und in den Ländern beteiligt. Kontinuierlich arbeitende Messnetze sind für die Überwachung der Radioaktivität am Boden, in der Atmosphäre, in den Bundeswasserstraßen sowie in Nordsee und Ostsee eingerichtet. Sie liefern permanent aktuelle Messdaten. Zusätzlich werden im Routinebetrieb bundesweit jährlich mehr als 10.000 Proben aus der Luft, dem Wasser, dem Boden, Nahrungsmitteln, Futtermitteln und weiteren Umweltbereichen entnommen und Messungen durchgeführt. Schnelle Erfassung der radiologischen Lage Das IMIS ist vor allem für eine schnelle Erfassung der radiologischen Lage in einer Notfallsituation ausgelegt. Um Entscheidungen über Maßnahmen zum Schutz des Menschen und der Umwelt treffen zu können, muss das IMIS drei Informationen umgehend und zuverlässig liefern: Welche Gebiete sind betroffen und wie hoch sind die Kontaminationen? Welche Radionuklide spielen eine Rolle? Wie hoch sind die aktuelle und die zu erwartende Strahlenbelastung der Menschen in betroffenen Gebieten? Organisatorische Gliederung Das IMIS setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen, die eng miteinander verflochten und aufeinander abgestimmt sind. In einem radiologischen Notfall wird das IMIS als ein Instrument zur Erfüllung der Aufgaben des Radiologischen Lagezentrums des Bundes ( RLZ ) eingesetzt. Dabei lassen sich drei Ebenen unterscheiden: Messungen der Umweltkontamination und prognostische Dosisabschätzungen , Prüfung, Zusammenführung, Aufbereitung und Darstellung der Ergebnisse, die in Lageberichte als Produkt des RLZ münden, Übermittlung der Lageberichte an die Kopfstelle des RLZ im Bundesumweltministerium. Geschichte und Einsatzgebiete Geschichte Gamma-Ortsdosisleistung (ODL) Messstrategien im Notfall Labore Geschichte Errichtung des Messsystems: Konsequenz aus Reaktorunfall von Tschornobyl (russ.: Tschernobyl) Beim Reaktorunfall von Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) im Jahr 1986 zeigte sich, dass die Vorbereitungen auf eine großräumige Kontamination der Umwelt nicht ausreichend waren: Die Messungen wurden nicht systematisch durchgeführt und waren nicht aufeinander abgestimmt. Die Dosisabschätzungen sowie der Datenaustausch über Telefax und Fernschreiber waren zeitaufwändig und schwierig. Eine Darstellung der Ergebnisse fand allenfalls in Form von Tabellen statt. Die Erstellung übersichtlicher Graphiken war kompliziert und wurde deshalb so gut wie nicht praktiziert. Dies hat dazu beigetragen, dass die Situation von verschiedenen Stellen unterschiedlich bewertet wurde, was zu erheblichen Verunsicherungen in der Bevölkerung führte. Als Konsequenz aus diesen Erfahrungen wurde noch im Jahr 1986 das Strahlenschutzvorsorgegesetz ( StrVG ) verabschiedet, das bis zum Jahr 2017 die gesetzliche Grundlage für das "Integrierte Mess- und Informationssystems für die Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt" ( IMIS ) war. Die betreffenden Bestimmungen des Strahlenschutzvorsorgegesetzes wurden in das aktuelle Strahlenschutzgesetz ( StrlSchG ) übernommen. Gamma-Ortsdosisleistung (ODL) Überwachung der Gamma-Ortsdosisleistung Das BfS betreibt ein bundesweites Messnetz zur großräumigen Ermittlung der äußeren Strahlenbelastung durch die kontinuierliche Messung der Gamma-Ortsdosisleistung ( ODL ). Das ODL-Messnetz besteht aus rund 1.700 ortsfesten, automatisch arbeitenden Messstellen, die flächendeckend über Deutschland verteilt sind. Das ODL -Messnetz besitzt eine wichtige Frühwarnfunktion, um erhöhte radioaktive Kontaminationen in der Luft in Deutschland schnell zu erkennen. Gamma-Ortsdosisleistung beinhaltet natürliche Strahlung Mit dem ODL -Messnetz wird auch die natürliche Strahlung erfasst, der der Mensch ständig ausgesetzt ist. Die gemessene Gamma-Ortsdosisleistung ( ODL ) erfasst die terrestrische Komponente, die durch überall im Boden vorkommende natürliche Radionuklide verursacht wird. Ursache sind Spuren von Kalium, Uran und Thorium, die natürliche Bestandteile von Gesteinen, Böden und Baumaterialien sind. Diese natürliche Strahlung führt im Routinebetrieb zu regelmäßig registrierten Messwerten. Daneben ist der Mensch einer natürlichen Strahlung ausgesetzt, die ihren Ursprung im Weltraum hat und abgeschwächt durch die Atmosphäre die Erdoberfläche erreicht ( Höhenstrahlung , kosmische Strahlung ). Die ODL wird in der Einheit Mikrosievert pro Stunde angegeben. Die natürliche ODL bewegt sich in Deutschland je nach örtlichen Gegebenheiten zwischen 0,05 und 0,2 Mikrosievert pro Stunde. Aktuelle Messwerte online einsehen Auf der BfS -Internetseite ODL -Info zeigt eine Karte die Gamma-Ortsdosisleistung ( ODL ) an den betriebsbereiten Messstellen des ODL -Messnetzes des BfS . Der aktuelle Messwert ist dabei der letzte verfügbare Stundenmittelwert. Die Messwerte werden täglich von Experten auf mögliche Besonderheiten und Fehler durch defekte Sonden geprüft und anschließend an das IMIS übermittelt. Wie auch weitere Daten zur Umweltradioaktivität in Deutschland werden die ODL -Messdaten auch im BfS -Geoportal für die Öffentlichkeit bereitgestellt. Weitere Informationen Überwachung der Gamma-Ortsdosisleistung Messstrategien im Notfall Messung der Strahlenbelastung im Notfall In einem Notfall wird das IMIS in den "Intensivbetrieb" versetzt und es wird ein "Intensivmessprogramm" durchgeführt, um die radiologische Lage schnell und flächendeckend zu erfassen. Während des Durchzugs einer radioaktiven Wolke: Messnetze im Einsatz Wichtigste Hilfsmittel in der Phase während des Durchzugs einer radioaktiven Wolke sind die automatischen Messnetze des Bundesamtes für Strahlenschutz ( BfS ) zur Ermittlung der äußeren Strahlenbelastung ( Ortsdosisleistung , ODL - ) und des Deutschen Wetterdienstes ( DWD ) zur Bestimmung der Konzentrationen der einzelnen Radionuklide in der Luft. Bei einem Unfall werden die Messergebnisse der ODL von zirka 1.700 Standorten im Zehn-Minuten-Rhythmus abgerufen. So können die Ausbreitung einer radioaktiven Schadstoffwolke annähernd in Echtzeit verfolgt und die betroffenen Gebiete sehr schnell eingegrenzt werden. Parallel dazu liefern die 48 Stationen des Luftmessnetzes des Deutschen Wetterdienstes die Konzentrationen radioaktiver Stoffe in der Luft im Zwei-Stunden-Takt. Die Messungen des ODL -Messnetzes und der DWD -Stationen bilden die Grundlage, um die äußere Strahlenbelastung und die durch das Einatmen radioaktiver Stoffe erhaltene Dosis abzuschätzen. Beides wird für die in der Frühphase relevanten Entscheidungen über Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung bewertet (frühe Schutzmaßnahmen bezüglich des Verbleibens im Haus, der Einnahme von Jodtabletten und der Evakuierung). Nach Durchzug einer radioaktiven Wolke: Ablagerung am Boden Nach dem Durchzug der Wolke werden Übersichtskarten erstellt, die die Kontamination der Umwelt darstellen. Diese Übersichtskarten sind dazu geeignet, die Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung und die Fortsetzung der Radioaktivitätsmessungen zu optimieren. Zur Erstellung der Übersichtskarten dienen vor allem Messungen der ODL und der In-situ-Gammaspektrometrie , mit denen das Ausmaß der Radionuklidablagerungen auf dem Boden vor Ort analysiert wird. Für die Erfassung kleinräumiger, inhomogener Ablagerungen stehen mit Hubschraubern und Messfahrzeugen mobile Einheiten zur Verfügung. Messschwerpunkt landwirtschaftliche Produkte Nachdem die radioaktive Wolke aus einer Region abgezogen ist, liegt ein Fokus auf der Untersuchung der potentiellen Kontamination landwirtschaftlicher Produkte. Werden in der Region keine frühe Schutzmaßnahmen ergriffen und ist somit die Entnahme von Proben landwirtschaftlicher Produkte erlaubt, richten die Messstellen der Bundesländer den Schwerpunkt ihrer Messungen zunächst auf die repräsentativen Umweltmedien Blattgemüse, Milch und Gras und anschließend auf erntereife Produkte. Messungen werden in den Gebieten verdichtet, in denen die bereits vorliegenden Messwerte erhöhte Aktivitäten anzeigen und die Überschreitung der EU -Höchstwerte zu befürchten ist. Das Intensivmessprogramm geht situationsabhängig und schrittweise wieder in das Routinemessprogramm über. Intensivierte Messungen werden in dieser Phase weiter in Bereichen durchgeführt, in denen (auch zeitverzögert) noch erhöhte Aktivitätskonzentrationen auftreten können, wie zum Beispiel in der Milch bei einer Winterfütterung mit kontaminiertem Heu. Labore Messlabore des Bundes und der Länder In das IMIS fließen Daten aus einer Vielzahl von Laboren aus Bund und Ländern ein. Messlabore des BfS Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) ist mit hochspezialisierten Laboren in der Lage, Radionuklide in praktisch allen Medien wie etwa Wasser, Boden, Luft und Lebensmitteln zu bestimmen. Das Aufgabenspektrum reicht von der Emissionsüberwachung von Kernkraftwerken über die Überwachung radioaktiver Stoffe in der Umwelt bis hin zur Spurenanalyse radioaktiver Stoffe in der Atmosphäre zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens . Weitere Messlabore des Bundes Weitere Bundeseinrichtungen, deren Labormessungen in das IMIS einfließen bzw. die Messwerte der Länderlabore prüfen, sind der Deutsche Wetterdienst ( DWD ) die Bundesanstalt für Gewässerkunde ( BfG ) das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie ( BSH ) das Max-Rubner-Institut ( MRI ) und das Johann Heinrich von Thünen-Institut . Messlabore der Länder Etwa 40 spezialisierte Labore der Länder bestimmen die Radioaktivitätskonzentration verschiedener Umweltmedien, beispielsweise Trinkwasser oder Lebens- und Futtermittel. Dabei werden einheitliche Probeentnahme- und Messverfahren angewendet. Im Routinebetrieb werden im Jahr rund 10.000 Proben gemessen. Daten sind öffentlich Die von den Laboren für das IMIS ermittelten Daten sind im Geoportal des BfS öffentlich zugänglich. Weitere Informationen Labore des BfS zur Analyse und Messung radioaktiver Stoffe Spurenanalyse im BfS Allgemeine Umweltüberwachung ( BMUKN ) Emissionsüberwachung von Kernkraftwerken Überwachung radioaktiver Stoffe in der Umwelt Information und Dokumentation: Austausch von Informationen über IMIS Alle Mess- und Prognoseergebnisse aus dem Integrierten Mess- und Informationssystem ( IMIS ) werden in der Zentralstelle des Bundes ( ZdB ) beim Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) gesammelt, ausgewertet und in Form von Tabellen, Grafiken und Karten dargestellt. Fachbehörden des Bundes, die sogenannten Leitstellen, prüfen die Daten und Auswertungsergebnisse auf Plausibilität. Das IMIS vernetzt rund 70 Institutionen (Bundesbehörden, Landesministerien und -behörden, Landesmessstellen etc. ) mit mehreren hundert geschulten IMIS -Nutzer*innen, die spezielle Webanwendungen für die Arbeit mit den zentralen IMIS -Komponenten verwenden. Für ein schnelles und angemessenes Handeln ist es notwendig, die Daten und Informationen sehr schnell und zeitgleich allen Entscheidungsträgern in Bund- und Ländern zur Verfügung zu stellen. Dazu wurde die " Elektronische Lagedarstellung " ( ELAN ) entwickelt. Elektronische Lagedarstellung ( ELAN ) In ELAN werden alle für die Beurteilung eines Ereignisfalls, z. B. ein Zwischenfall in einem Kernkraftwerk, relevanten Informationen und Ergebnisse aus dem IMIS bereitgestellt. So ist gewährleistet, dass alle am Management einer Unfallsituation beteiligten Stellen schnell über dieselben Informationen verfügen und handlungsfähig sind. Internationaler Informationsaustausch Im internationalen Maßstab erfolgt ein bilateraler Informations- und Datenaustausch mit der Schweiz, Frankreich den Niederlanden und Österreich ebenfalls über IMIS . Übergreifend werden über die Datenaustauschplattformen EURDEP der EU mit den europäischen Staaten und IRMIS der IAEA mit weltweiten Partnern Informationen über die Radioaktivität in der Umwelt und die Strahlenbelastung in Folge von nuklearen Notfällen geteilt. Berichte Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung Das BfS stellt die in der Bundesrepublik Deutschland gemessenen und erhobenen Daten zur Umweltradioaktivität jährlich zusammen und berichtet hierzu mit verschiedenen Themenschwerpunkten. Jedes Jahr werden die Ergebnisse in dem Bericht "Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung" zusammengefasst. Stand: 13.04.2026

Grundwasserchemismus

Chemische Analysen Grundwasser - Erst- und Wiederholungsanalyen der Grundwasservorratserkundung, vorwiegend der 70-er und 80-er Jahre - Analysen von Rohwasser/Grundwasser von Wasserwerksbrunnen und -grundwassermessstellen - Analysen von Grundwasser zur Verwendung als Brauchwasser für Beregnung und Tränke - Analysen von Grundwasser-Monitoringprogrammen verschiedenster Art

Diagnostische Roggen-Ionomik

Das funktionelle Ionom einer Pflanze beschreibt ihre elementare Zusammensetzung hinsichtlich der essentiellen Pflanzennährstoffe. Funktionelle Ionome von Pflanzen werden durch Umweltfaktoren, einschließlich Nährstoffmangel und Wasserversorgung, beeinflusst und sind artenspezifisch. Dies ist auf die artenspezifische Aufnahme, Speicherung und Remobilisierung von Nährstoffen zurückzuführen. Die Charakterisierung funktioneller Ionome bildet die Grundlage für diagnostische Anwendungen in der Jugendentwicklung der Pflanzen, sowohl im Pflanzenbau als auch in der Pflanzenzüchtung. Obwohl kürzlich für einige Kulturarten funktionelle Ionome für spezifische Nährstoffmängel etabliert wurden, ist wenig über die Auswirkung von zeitgleichem Trockenstress bekannt. Diese Wissenslücke ist zunehmend relevant, da der Einsatz von Mineraldüngern in der Pflanzenproduktion zunehmend beschränkt wird und durch den Klimawandel häufiger Trockenperioden auftreten. Es wurden noch keine diagnostischen Ionome von Roggen (Secale cereale L.) charakterisiert, obwohl Roggen häufig auf Böden mit geringer Verfügbarkeit von Wasser und von Nährstoffen, wie Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K), angebaut wird. Das Ziel des hier vorgeschlagenen Projekts ist es, diese Lücken zu schließen. In diesem Projekt werden für Roggen erstmals diagnostische Ionome für die Nährstoffmängel N, P und K unter gegensätzlicher Wasserversorgung definiert. Durch chemische Analysen einzelner Pflanzenorgane und die hochauflösende, räumliche Quantifizierung von Nährstoffen in verschiedenen Blattgeweben wird unser Verständnis über die zugrundeliegenden Prozesse, die zu charakteristischen Ionomen führen, grundlegend erweitert. Dafür werden zunächst Versuche unter kontrollierten Umweltbedingungen durchgeführt. Die Grundlagenkenntnisse werden anschließend unter Feldbedingungen validiert. Es wurden vier Dauerfeldversuche auf der Thyrower Versuchsstation der Humboldt-Universität zu Berlin identifiziert, in denen durch jahrzehntelange differenzierte Düngung spezifische Nährstoffmängel induziert wurden. Die vier Dauerfeldversuche können durch gemeinsame Prüfglieder versuchsübergreifend statistisch ausgewertet werden. Neben chemischen Pflanzenanalysen sind in den Feldversuchen detaillierte Bodenuntersuchungen geplant. Dies ermöglichet die Validierung der neu etablierten diagnostischen Ionome mit und ohne begleitenden Trockenstress. Zusammenfassend wird dieses Projekt unser Grundlagenverständnis hinsichtlich der Aufnahme, Speicherung und Remobilisierung von Nährstoffen unter verschiedenen Umweltbedingungen anhand einer unterforschten aber zukunftsrelevanten Kulturart erweitern. Die neu gewonnenen, mechanistischen Erkenntnisse werden anschließend validiert und bilden somit eine solide Grundlage für Anwendungen im Pflanzenbau und in der Pflanzenzüchtung.

Analyse und Ueberwachung von Radionukliden und toxischen Elementspuren in der Umwelt

Entwicklung, Verbesserung, Anpassung und Erprobung von Verfahren zur Bestimmung von Alphastrahlern und anderen Radionukliden in Luft, Wasser, Bewuchs, Boden und Nahrungsmitteln. Ueberwachung von Alpha-Strahlern, insbesondere Transuranen, in Abluft, Primaer- und Abwasser kerntechnischer Anlagen (mit BGA). Messung des natuerlichen Untergrundes einzelner Radionuklide in Luftstaub und Niederschlag (teilweise mit Usaec). Ausscheidungsanalyse von Radionukliden bei Stoffwechseluntersuchungen an Kleinkindern (mit Kinderklinik der Uni Muenchen). Ueberwachung von Elementspuren in Luftstaub durch Atomabsorptions-, Aktivierungs- und Elektroanalyse sowie Ir-Spektroskopie. Bestimmung von Nullpegel- und Intoxikationsgehalten an Pb und cd in Schlachtrindern zur Festlegung von Toleranzwerten (mit Institut fuer Nahrungsmittelkunde der Uni Muenchen) sowie in Zaehnen (mit Zahnklinik der Uni Muenchen). Ueberwachung von PO-210 in verschiedenen Nahrungsmitteln. Abgabe toxischer Elemente aus Gebrauchsgeschirr.

Bilanzierung des Beitrags mikrobieller Biomasse zur Bildung refraktärer organischer Substanz im Boden mittels Isotopentracertechniken (Zellen, Zellbestandteile, CO2 und NH4)

Beim mikrobiellen Umsatz von organischen Verbindungen wird ein beträchtlicher Anteil des Kohlenstoffs zunächst zum Aufbau von Biomasse durch Bakterien genutzt. Diese Biomasse unterliegt nach ihrem Absterben wieder einem Abbau durch andere Mikroorganismen. In diesem Prozess werden Fragmente der abgestorbenen Zellen entweder selbst wieder zum Substrat für andere Organismen oder direkt in der Bodenmatrix festgelegt. Damit tragen sie substanziell zur Bildung der organischen Bodensubstanz (SOM) bei. Im Rahmen der geplanten Arbeiten sollen vorwiegend durch Markierungsexperimente mit stabilen und radioaktiven Isotopen die mikrobiellen Umsatzraten und die Bildung von Huminstoffen aus bakterieller Biomasse und fraktionierten Zellbestandteilen wie auch aus mikrobiellen Mineralisationsprodukten wie CO2 und NH4 in Modellböden des Schwerpunktprogrammes detailliert untersucht werden. Dazu wird die Transformation isotopisch markierter Biomassebestandteile (14C; 13C; 15N) in Bodenbioreaktoren untersucht. Die festgelegten und umgewandelten Produkte der markierten Biomasse sollen in den verschiedenen Partikel- und Huminstofffraktionen des Bodens bilanziert und mit isotopenchemischen und strukturchemischen Methoden charakterisiert werden. Damit können der stoffliche Beitrag der Biomasse an der Bildung von Huminstoffen im Boden bilanziert und Konversionsfaktoren sowie Raten für die Stoffverteilung abgeschätzt werden. Ergebnisse aus ersten Versuchen lassen zudem auf einen signifikanten Einbau von Kohlenstoff aus CO2 in die SOM schließen. Daraus könnte sich eine Neubewertung von Tracerexperimenten zur Bildung von gebundene Resten aus Xenobiotika ergeben. Im zweiten Schritt sollen Methoden zur Ermittlung der Struktur und Funktionalität der festgelegten Biopolymere entwickelt werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Festlegung von Zellwandbestandteilen, Strukturproteinen und Nukleinsäuren gelegt.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1211: Evolution der Erde und des Lebens unter extremer Trockenheit, Teilprojekt D04: Organische Spurenverbinungen: Aufspürung organischen Kohlenstoffs in extrem wasser-limitierten Gebieten mit Anwendung der Radiokarbonanalyse

Dieses Projekt entwickelt Extraktions- und Aufreinigungstechniken um organische Spurenmoleküle aus kohlenstoffarmen, (hyper-)ariden Böden, zu isolieren und zu charakterisieren. Für die Datierung der Kleinstmengen an Kohlenstoff wird u.a. eine neue Graphitisierungslinie für sehr kleine Proben (ca. 50 g C) für die anschließende Beschleunigungermassenspektrometrie gebaut.

Eine neue Bedrohung der stratosphärischen Ozonschicht durch anthropogene kurzlebige Halogenverbindungen

Die stratosphärische Ozonschicht bietet der Erde einen wirkungsvollen Schutzschild gegen den ultravioletten, schädigenden Anteil der solaren Strahlung. Der anthropogene Ozonabbau, verursacht durch Emissionen von langlebigen Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs), war eines der größten Umweltprobleme der letzten Jahrzehnte. Emissionen von FCKWs wurden infolge des Montrealer Abkommens von 1987 stark reduziert und eine langsame Erholung der Ozonschicht wird im Laufe der nächsten Jahrzehnte erwartet. Im Gegensatz dazu werden die Emissionen von sehr kurzlebigen Halogenverbindungen (Very Short-Lived Halocarbons, VSLH), welche auch stratosphärisches Ozon zerstören, aufgrund von neuen Technologien ansteigen. Chemische Oxidationsprozesse in der marinen Umwelt, insbesondere die neuartigen Behandlungsverfahren von Ballastwasser, und anwachsende tropische Makroalgenkulturen beeinflussen biogeochemische Kreisläufe und können zu einem starken Anstieg der VSLH Produktion und Emission führen. Zusätzlich zu ihrem schädlichen Effekt auf die Ozonschicht, beeinflussen VSLH den atmosphärischen Strahlungsantrieb und das Vermögen der Atmosphäre viele natürliche und anthropogene Spurenstoffe zu entfernen (atmosphärische Oxidationspotential). Momentan ist nur sehr wenig über die zukünftig zu erwartenden anthropogenen VSLH Emissionen aus dem Ozean sowie ihre bedrohliche Wirkung auf die atmosphärische Chemie bekannt und fundierte wissenschaftliche Untersuchungen sind dringend erforderlich. Das Ziel dieses Antrages ist es, momentane und zukünftige Emissionen anthropogener VSLH und ihren Einfluss auf atmosphärische Zusammensetzung und Chemie zu quantifizieren. Ein besonderer Fokus liegt auf der Untersuchung einer möglichen neuen Bedrohung der stratosphärischen Ozonschicht. In einem ersten Schritt werden globale Karten der ozeanischen Emissionen von anthropogenen VSLH erstellt. Im zweiten Schritt wird, basierend auf atmosphärischer Chemie-Transport Modellierung, die Entwicklung der anthropogenen VSLH in der Atmosphäre quantifiziert. Zu diesem Zweck werden Küsten-auflösende Modellsysteme entwickelt, welche später dazu beitragen Parametrisierungen anthropogener VSLH Prozesse für globale Klima-Chemie Modelle zu erstellen. In einem dritten Schritt wird der globale Einfluss der anthropogenen VSLH auf Ozonabbau, Strahlungsantrieb und atmosphärisches Oxidationspotential bestimmt und mögliche Rückkopplungsmechanismen werden identifiziert. Der interdisziplinäre Forschungsplan umfasst die Synthese existierender Daten, Messungen, sowie Ozean-Zirkulation-, Biogeochemie- und atmosphärische Klima-Chemie Modellierung. Das Forschungsvorhaben wird die Frage beantworten, ob anthropogene Aktivitäten in der marinen Umwelt eine Bedrohung für die stratosphärische Ozonschicht darstellen. Solch eine Risikoabschätzung ist von großer gesellschaftlicher Bedeutung und liefert entscheidende Information für politische Entscheidungsträger bezüglich der Planung zukünftiger menschlicher Aktivitäten.

Mikrobiologie und Chemie bei der Grundwasseranreicherung speziell bei der Uferfiltration

Seit 1964 werden im Auftrag von Wasserwerken mikrobiologische und chemische Untersuchungen zur Uferfiltration im Rahmen von Trinkwasserversorgungsanlagen durchgefuehrt. Wird ein Uferfiltrat infolge zu grosser Belastung mit organischer Substanz anaerob, so entstehen mikrobiologische und chemische Produkte, die ihrerseits nach Mischung dieses Wassers mit sauerstoffhaltigen Hangwasser wiederum oxydiert werden und zur Massenvermehrung von Mikroorganismen fuehren.

Messung der horizontalen und vertikalen Verteilung von Luftschadstoffen in Wien

Das übergeordnete Ziel des geplanten Projektes besteht darin, vom Menschen verursachte Luftverschmutzung in Ballungsräumen besser zu verstehen. Die Untersuchung von Stickstoffdioxid (NO2) und Aerosolen wird sich dabei auf spektrale Messungen mit zwei MAX-DOAS (Multi-Axiale Differentielle Optische Absorptionsspektroskopie) Instrumenten an zwei verschiedenen Standorten in Wien stützen. Die MAX-DOAS Methode wird zur Messung von Streulicht in verschiedenen Blickrichtungen verwendet, aus denen die horizontale und vertikale Verteilung von Spurengasen und Aerosolen in der Troposphäre abgeleitet werden kann. Die Datenauswertung wird sich auf eine schnelle geometrische Annäherung sowie die exaktere Methode der Optimal Estimation stützen und troposphärische Säulen und Vertikalprofile von NO2 und Aerosolen ergeben. Die Vertikalprofile liefern eine wichtige Datengrundlage, die für den Vergleich mit bestehenden in-situ Messungen verwendet werden kann. Die aus den MAX-DOAS Messungen abgeleiteten troposphärischen Vertikalsäulen ermöglichen zusammen mit meteorologischen Messungen (z.B. Windgeschwindigkeit, Windrichtung) die Überwachung von Luftschadstoffen über städtischem Hintergrund, stark befahrenen Straßen, und industriellen Punktquellen auf horizontaler Ebene. Die geplanten Langzeitmessungen (über zwei Jahre) liefern einen wertvollen Datensatz für die Analyse der zeitlichen Variabilität von Luftschadstoffen (NO2 und Aerosole) über Wien. Ein Vergleich der in Wien erhobenen Daten mit vergleichbaren MAX-DOAS Messungen in Athen, Griechenland, oder Bremen, Deutschland, wird Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den verschmutzten Standorten mit andersartigen meteorologischen und photochemischen Bedingungen aufzeigen. Die troposphärischen NO2-Säulen ermöglichen die Validierung von Satellitenmessungen der OMI, GOME-2, und TROPOMI Instrumente sowie den Vergleich mit Modellsimulationen (z.B. aus dem COPERNICUS Atmosphärenbeobachtungsdienst). Da sich bei den beiden Messgeräten Blickfelder einzelner azimutaler Richtungen teilweise überschneiden und die ergänzenden Messungen von in-situ Instrumenten eine Vielzahl an Information zur räumlichen Ausbreitung von NO2 bieten, soll versucht werden, ein räumlich aufgelöstes Bild der Luftverschmutzung über Wien mit Hilfe der tomographischen Darstellung zu entwickeln. Die Ergebnisse des Projektes werden wichtige Erkenntnisse zur horizontalen und vertikalen Ausbreitung von NO2 und Aerosolen liefern. Neben der Verbesserung der troposphärischen NO2 Auswertung werden die Ergebnisse wichtige Daten für Atmosphärenmodelle bereitstellen, da die Vertikalprofile von NO2 und Aerosolen eine nützliche Ergänzung zu den Punktmessungen von in-situ Messgeräten darstellen.

Neutronenaktivierungsanalyse

Die NAA ist ein sehr leistungsfaehiges Verfahren zur Spuren- und Multielementbestimmung. Sie ist im Prinzip fuer alle Probenarten geeignet. Lediglich aus Sicherheitsgruenden werden die Proben in getrocknetem Zustand in den Reaktoren FRG-1 und FRG-2 bestrahlt. Die NAA wird hier hauptsaechlich in der Umwelt- und Meeresforschung eingesetzt. Da bei solchen Programmen sehr viele Proben zu bearbeiten sind, liegt ein Schwerpunkt der Arbeiten in der Automatisierung und Rationalisierung des Analysenganges. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der statistischen Verarbeitung der Datenflut. Dazu werden Programme zur statistischen Auswertung und Korrelationsanalyse verwendet und weiterentwickelt. Ein dritter Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Radiochemie. Denn neben der rein instrumentellen NAA muessen radiochemische Trennungen durchgefuehrt werden, um die Nachweisempfindlichkeit zu verbessern und stoerende Matrixaktivitaeten vor der Messung abzutrennen. In Einzelfaellen ist dann neben der Gamma-Spektroskopie die Alpha- und Beta-Spektroskopie die vorteilhafteste Methode. Es werden die deutschen Kuestenbereiche der Nord- und Ostsee und einzelne Flussmuendungen erprobt, um die Verteilg.und zeitl. Schwankungen der Schadstoffkonzentrationen zu ermitteln. Dazu werden systematisch Organismen und Sedimentproben genommen, analysiert und statistisch ausgewertet, ebenso Wasser- und Schwebstoffproben. Um aussagekraeftige Ergebnisse zu bekommen, muessen die natuerlichen jahreszeitlichen und langfristigen Aenderungen erfasst werden. Aus dem Spurenelementmuster sollen die Mechanismen der Schadstoffverteilungen aufgeklaert und moegliche Schadstoffquellen lokalisiert werden.

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