Das Projekt "Kinetik und Mechanismen der Saeureerzeugung in Wolken und Niederschlaegen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. General Information: The research proposed herein will be conducted in collaboration with research groups at Leeds University and at C.E.R.L. where pulse techniques are in use for the study of radical reactions. The overall aim is to unravel the details of the radical chain oxidation mechanism for so2 in aqueous solution. It will be assumed that oh radicals are generated by photolysis of iron (iii)-hydroxyl ion complexes. The reaction of oh with sulfite and bisulfite then initiates the chain. Oxy-sulfur radicals so3, SO4 and SO5 have been proposed as intermediates in the overall reaction and their roles will have to be elucidated. The work at Mainz will concentrate on the identification of reaction intermediates by radical scavenging techniques, using chromatographic equipment for the determination of products. This involves the development of new analytical procedures. Two lines of research will be persued: one is to quantify the effectiveness of iron (iii) ion complexes as a photolytic source of oh by measuring the associated quantum yields. The other line of work will be devoted to the occurrence of so4 as an intermediate in the oxidation chain and conceivable reactions generating it. Achievements: The transition metal (specially manganese) catalysed mechanism may play a major role in the oxidation of sulphur dioxide in polluted boundary layer clouds, but uncertainties exist concerning the mechanisms and rates of these processes. Research was carried out in order to characterize the reactions of the free radicals involved in the chain mechanism and to investigate the photolysis of iron (III) hydrated complexes as a possible source of hydroxyl radicals. A good understanding of these processes is needed to assess their actual impact on sulphur dioxide oxidation in clouds over continents. A large number of reactions of the SO3(-), SO4(-) and SO5(-) radicals relevant to the oxidation of sulphur dioxide and sulphuric acid in cloud water chemistry have been investigated, using pulse radiolysis and laser photolysis methods. The data obtained have contributed to the identification and characterization of the individual reactions participating in the radical induced chain oxidation of sulphite to sulphate in aqueous solution. The mechanism for the oxidation of formaldehyde to formic acid by the hydroxyl radical has been established. The primary reaction between the hydroxyl radical and hydrated formaldehyde yields the hydrated formyl radical. The subsequent reactions of this radical, self reaction, reaction with oxygen and H2O2 were found to yield formic acid. This in cloud formation of formic acid could significantly contribute to the acidity of precipitation at remote sites. The reaction of formaldehyde with hydroxyl and sulphate radicals may play an important role in inhibiting the chain process of converting sulphur (IV) into sulphur (VI)...
Das Projekt "Testing atmospheric chemistry in anticyclones" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre ICG-2: Troposphäre durchgeführt. Objective: To understand the processes which control tropospheric ozone and oxidation capacity on a regional and global basis. General Information: There are still severe limits to our understanding of the processes which control tropospheric ozone and oxidation capacity on a regional and global basis. These limits restrict our ability to address many scientific and policy issues, and the aim of this proposal is to employ a well integrated combination of airborne and ground-based measurements and statistical and deterministic models to resolve some of these. Amongst these questions are those relating to Global Change, such as: Is the ozone concentration over the North Atlantic significantly enhanced by human-made emissions? Can the ozone balance be predicted? A second set of questions relate to oxidation processes: How many ozone molecules are formed for each NOX molecule converted into products, including organic nitrates? How does this number depend on the concentration of precursors? Can indirect estimates be made of the main oxidant molecule, hydroxyl? A third set relates more closely to policy issues: What are the relative roles of VOC and NOX in forming ozone over the N Atlantic? Are measured concentrations of NOy and hydrocarbons consistent with European emission inventories? The technique used will be to characterise changes in the chemical composition of summertime European continental air masses as they move over the ocean, and compare them with our current understanding of chemical processes. The air mass from Northern Europe will be followed as they move over the sea in the lower troposphere on the outer edge of an anticyclone, avoiding areas of cloud and precipitation. Concentrations of ozone, NO, NO2, NOy, PAN, individual organic compounds (including organic nitrates), CO, peroxides and depending on the instrument development, peroxy radicals will be measured by the Meteorological Research Flight C-130 aircraft during several horizontal and vertical interceptions of approximately the same air mass during the first two days after it has left the continent. Campaigns will be undertaken in the summers of 1996 and 1997. Supporting measurements will be made at coastal ground sites, and all data will be archived at NILU. Aircraft and ground-based data will be analysed and interpreted using 3-d coupled numerical weather prediction, chemistry-transport and Lagrangian models. A novel and rigorous statistical scheme will be applied to the analysis of the measurements and in the validation of deterministic models of photo-oxidant formation. The programme is divided into five closely related work packages, each with a co-ordinator and with well-defined links to all other parts of the project and the project co-ordinator (University of Bergen): Aircraft campaigns (co-ordinated by MRF); ... Prime Contractor: Universiteet i Bergen, Geophysical Institute, Faculty of Mathematics and Exact Sciences; Bergen; Norway.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Anlagenkonstruktion und anlagentechnische Optimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deukum GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts, das auf den Ergebnissen des im Rahmen der BMBF-/BMU-Förderinitiative 'P-Recycling' als Einzelvorhaben geförderte Maßnahme aufbaut, ist es, die im Bereich der P-Rückgewinnung neue und erfolgversprechende Verfahrenskombination zur Phosphatrückgewinnung in Form von Phosphorsäure zu optimieren und deren Attraktivität im technischen Maßstab an zwei Kläranlagenstandorten zu demonstrieren. Das Konzept beinhaltet einerseits den Einsatz eines phosphatselektiven Ionenaustauschers zur Phosphatanreicherung und Einengung des zu behandelnden Volumenstroms und andererseits die anschließende elektrochemische Regeneration des Ionenaustauschers (Elektrodeionisation). Aufgrund des Einsatzes bipolarer Membranen (BM) zur Wasserspaltung (OH- Ionen zur Regeneration des IA und H+ Ionen zur Produktion von H3PO4) kommt diese Verfahrenstechnik ohne Chemikalienzugabe aus. Anhand der existierenden Laboranlage werden die relevanten Optimierungspotenziale für die Umsetzung ausgeschöpft. In der zweiten Phase wird anhand einer Technikumsanlage die Wirtschaftlichkeit und Anwendbarkeit des Verfahrens an zwei Standorten unter realen Bedingungen getestet.
Das Projekt "Biologische Wirkungsmechanismen nach Mikrostrahlexposition von Einzelzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Strahlenbiologisches Institut durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens war ein systematischer Vergleich der Rekrutierung von Foci-bildenden Doppelstrangbruch-Reparaturproteinen und Signalfaktoren nach Ionen-Mikrobestrahlung mit unterschiedlichen Ionen und bei unterschiedlichen Ionenenergien und nach UVA-Laserbestrahlung. Verglichen werden sollten die Kinetik der Bildung und die Persistenz der Foci sowie ihre Anzahl und Anordnung entlang der Bahnspur. Dies sollte klären, ob die mit den verschiedenen experimentellen Systemen erzielten Daten in der Literatur vergleichbar sind und die Grundlage für ein Verständnis eventuell auftretender Unterschiede legen. Ergebnisse: Es wurden mittels der Object Counting Methode nach Ionenbestrahlung und UVA-Laserbestrahlung die Struktur von Foci (Größe, Helligkeit, Homogenität) und deren zeitliche Veränderung analysiert. Unter den gewählten experimentellen Bedingungen bestand große Ähnlichkeit zwischen Ionen- und UVA-Laser-generierten Foci hinsichtlich Struktur, Kinetik der Rekrutierung und Persistenz. Somit sollte unter bestimmten Umständen die Übertragbarkeit von UVA-Laser-Ergebnissen auf die Situation nach ionisierender Bestrahlung möglich sein. Nach Ionenbestrahlung ist die Zahl der Foci entlang einer Bahnspur - zumindest bei LET größer als 86 keV/Mikro m - weitgehend unabhängig von der Zahl der DSB. Daher kann die Focizahl nach Ionenbestrahlung nicht für eine DSB-Quantifizierung herangezogen werden und die Frage der RBW von dicht-ionisierender Strahlung für die Induktion von DSB kann weiterhin nicht befriedigend geklärt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Anlagenbetrieb, verfahrens-/prozesstechnische Optimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft (IWG-SWW) durchgeführt. Ziel des Projekts, das auf den Ergebnissen des im Rahmen der BMBF-/BMU-Förderinitiative 'P-Recycling' als Einzelvorhaben geförderte Maßnahme aufbaut, ist es, die im Bereich der P-Rückgewinnung neue und erfolgversprechende Verfahrenskombination zur Phosphatrückgewinnung in Form von Phosphorsäure zu optimieren und deren Attraktivität im technischen Maßstab an zwei Kläranlagenstandorten zu demonstrieren. Das Konzept beinhaltet einerseits den Einsatz eines phosphatselektiven Ionenaustauschers zur Phosphatanreicherung und Einengung des zu behandelnden Volumenstroms und andererseits die anschließende elektrochemische Regeneration des Ionenaustauschers (Elektrodeionisation). Aufgrund des Einsatzes bipolarer Membranen (BM) zur Wasserspaltung (OH- Ionen zur Regeneration des Ionenaustauschers und H+ Ionen zur Produktion von H3PO4) kommt diese Verfahrenstechnik ohne Chemikalienzugabe aus. Anhand der existierenden Laboranlage werden die relevanten Optimierungspotenziale für die Umsetzung ausgeschöpft. In der zweiten Phase wird anhand einer Technikumsanlage die Wirtschaftlichkeit und Anwendbarkeit des Verfahrens an zwei Standorten unter realen Bedingungen getestet.