Das Projekt "5. Deutsch-Amerikanischer Workshop ueber bodennahes Ozon vom 24. bis 27.9.1996 in Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Prof.Dr. Karl H. Becker durchgeführt.
Das Projekt "Influence of mixing processes on stratospheric polar ozone depletion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam durchgeführt. Arctic ozone observations during recent years have shown that under certain conditions chemical reactions can destroy large amounts of ozone inside the wintertime Arctic polar vortex. The ozone depleted air masses are then transported to middle northern latitudes and significantly influence the total column amount of ozone over Europe. Accurate quantification of the chemically induced contribution to observed changes in the ozone amounts requires precise evaluation of dynamical activity. Several approaches have been developed in order to provide a quantitative estimate of the chemical ozone loss. Most approaches assume that mixing processes between the stratospheric Arctic and mid-latitude regions are negligible. The main objectives of this proposal is to investigate the mixing processes between the stratospheric mid-latitude and Arctic regions in order to provide an estimate on a multi-annual basis of the influence of these processes on the Arctic ozone depletion. The work will be based on the use of a high resolution chemical transport model that will be installed at the host Institution. It will involve the implementation of several chemical tracers into the model, in order to investigate the irreversible mixing of mid-latitude polar air into the Arctic polar stratosphere. The proposed work will allow AWI to provide a better evaluation of the Arctic ozone depletion on a multi-annual basis. It will also provide a test for other methods used in the quantification of Arctic chemical loss and assumed to be less sensitive then the 'vortex average' technique to mixing processes. Since Arctic chemical ozone loss has an influence on ozone amounts in the mid-latitude region, a better understanding of the overall stratospheric ozone budget will be obtained. Furthermore, the proposed work will enhance the modelling capacity of AWI, since high resolution transport models can be used to study various mesoscale phenomena. The advection scheme of the MIMOSA-CHIM model can be run on a higher 0.3 x0.3 horizontal resolution, providing PV maps which resolve small scale features such as polar filaments or mid-latitude intrusion in the polar vortex.
Das Projekt "Flugzeugmessungen zur Ozonbilanz in Baden-Wuerttemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg durchgeführt. Alljaehrlich werden im Sommer von den Stationen des Luftmessnetzes Baden-Wuerttemberg in den bodennahen Luftschichten erhoehte Konzentrationen von Ozon gemessen. Diese weisen auf ein in jeder Hinsicht kompliziertes Umweltproblem hin. Ozon tritt, im Gegensatz zu den anderen Schadstoffen, als natuerliches Spurengas der Luft auf. Es wirkt oxidierend und vermag Pflanzen und, wenn es in hoher Konzentration gebildet wird, auch Menschen zu schaedigen. Ozon wird nicht, wie die klassischen Luftschadstoffe Schwefeldioxid und Staub, als Endprodukt dem Menschen nuetzlicher, technischer Prozesse unmittelbar in die Atmosphaere abgegeben. Es entsteht vielmehr in einem komplizierten physikalisch-chemischen Prozess tagsueber unter Einwirkung von Sonnenlicht zusammen mit anderen Photooxidantien aus Stickstoffoxiden und fluechtigen organischen Verbindungen. Dabei werden aber auch die seine Entstehung fordernden Stoffe zerlegt; die Luft wird also von diesen Stoffen gereinigt, d.h. steigen die Ozonwerte an, so nehmen die Konzentrationen anderer Luftverunreinigungen ab. Nachts dagegen - ohne Sonnenlicht - wird vor allem in staedtischen Gebieten das Ozon durch Stickstoffmonoxid recht schnell wieder abgebaut. Bildung und Abbau, Transport und Verteilung des Ozons in der Atmosphaere werden entscheidend von den gross- und kleinraeumigen meteorologischen Bedingungen gesteuert. Die Vorlaeufersubstanzen entweichen ueberwiegend flaechendeckend aus unzaehligen Einzelquellen. Neben dem Strassenverkehr, von dem etwa 70 Prozent der in die Luft gelangenden Stickstoffoxide und fast 45 Prozent der fluechtigen organischen Verbindungen stammen, traegt zum Beispiel auch der Gebrauch von loesemittelhaltigen Farben, Reinigungsmitteln und Substanzen des taeglichen Bedarfs zur Ozonbildung bei. Auch die Landwirtschaft und sogar die Natur selbst erhoehen mit ihren Emissionen von fluechtigen organischen Verbindungen das Ozonbildungspotential. Zur Bestimmung der Ozonbilanz und der regionalen Verteilung fuehrte die Fa. Geosens B.V. Rotterdam im Sommer 1991 fuenf Messfluege in und um Baden-Wuerttemberg im Auftrag der Landesanstalt fuer Umweltschutz durch. Ziel der Messungen war die Bestimmung der raeumlichen Verteilung von Photooxidantien und des Ausmasses der Ozonbildung in BadenWuerttemberg. Hierzu erfolgten Fluege entlang der Grenzen von Baden-Wuerttemberg und in ausgewaehlten Teilregionen. Aus Konzentrationen und Windgeschwindigkeiten an der Luv- und Leeseite des Untersuchungsgebietes, multipliziert mit den jeweiligen Windgeschwindigkeiten, wurden die Massenfluesse berechnet. Aufgrund der erstellten Massenbilanz wurde die Ozon-Produktion berechnet und der Beitrag von Baden-Wuerttemberg zur Belastung abgeschaetzt. Bei den Messfluegen lag der Schwerpunkt auf Messungen von Photooxidantien. Es wurden die Gaskomponenten Ozon, Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe und Schwefeldioxid gemessen. Ausserdem erfolgten an Bord die Messungen von Temperatur, Windgeschwindigkeit und Windrichtung.
Das Projekt "Schadstoff- und Laermemissionen von Motorbooten - Grundlagen fuer die Fortschreibung der EU-Richtlinie zur Begrenzung der Emissionen von Motorbooten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälischer Technischer Überwachungs-Verein Fahrzeug durchgeführt. Nach groben Abschaetzungen existieren in Deutschland ca. 300000 Motorboote. Durch ihren konzentrierten Einsatz zu bestimmten Zeiten tragen sie lokal erheblich zur Luftbelastung besonders in Erholungsgebieten bei. Bei austauscharmen Wetterlagen koennen diese Emissionen das Ozonbildungspotential an Sommertagen wesentlich verstaerken. Besonders die in Motorbooten eingesetzten Zweitaktmotoren emittieren hohe Mengen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen. Da diese durch den Auspuff auch noch direkt in das Wasser eingeleitet werden, tritt eine doppelte Gefaehrdung der Umwelt (sowohl Luft als auch Wasser) ein. Bisher existieren keine ausreichenden Daten ueber die von Motorbooten emittierten Schadstoff- und Laermemissionen in der Bundesrepublik Deutschland. Mit dem Forschungsvorhaben sollen die Grundlagen fuer notwendige Massnahmen zur Minderung der Luft- und Gewaesserbelastung sowie der Laermsituation geschaffen werden. Dazu ist eine repraesentative Auswahl an Bootsmotoren hinsichtlich ihrer Abgas- und Laermemissionen zu vermessen und eine Gesamtuebersicht ueber die Schadstoffemissionen der Motorboote in Deutschland zu erstellen. Anhand eines stark genutzten Gewaessers (oder einer Region) soll ermittelt werden, welche Auswirkungen sich fuer die Umwelt ergeben. Es ist zu berechnen, wie sich die in der EU in Vorbereitung befindliche Abgas- und Laermemissionsbegrenzung von Sportbooten auf die Veraenderung der Belastung auswirkt und es sind Vorschlaege zu unterbreiten, mit welchen technischen Massnahmen, welchem Aufwand und welchem Zeithorizont eine Verringerung der Schadstoff- und Laermbelastung realisiert werden kann. Diese Erkenntnisse sollen dazu beitragen, eine fundierte deutsche Position bei der Weiterentwicklung der entsprechenden EU-Richtlinien hinsichtlich einer zweiten und dritten Stufe der Begrenzung der Abgas- und Laermemissionen zu vertreten.
Das Projekt "Die Bewertung von Quellen von Radikalen in der atmosphaerischen Chemie mittels Kammer- und Laboruntersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Ozone is a toxic gas, high concentrations of which in the boundary layer can have adverse effects on human health, vegetation and materials. Ozone is produced as a result of the interaction of volatile organic compounds (VOCs) and nitrogen oxides (NOx) in the presence of sunlight. Elevated levels of ozone are frequent occurrences across much of Europe, particularly during the summer months. Concerted international action is needed to reduce precursor emission if episodic and mean ozone concentrations are to be reduced. As individual VOCs can make a different quantitative impact on ozone formation, it is important that controls should focus not only on those sectors having the largest emissions of VOCs but also on those activities, the emissions of which have large potentials to form ozone. The RADICAL project has been submitted to obtain new data on the photolysis of oxygenated compounds involved in the atmospheric oxidation of key VOCs. As these photodissociation processes can lead to the formation of additional radicals, they have tremendous importance for a) the atmospheric oxidation capacity, and, b) local and regional formation of ozone and other photo-oxidants and hence the ozone formation potential of the precursor-VOCs. The lack of data on these processes limits the reliability of the atmospheric chemistry models used to assess photochemical ozone production. The research programme proposed for the RADICAL project will contribute to the achievement of the objectives outlined for Area 1,2,1,2 of the Environment and Climate work programme on Tropospheric Physics and Chemistry. The research programme will involve: 1) The synthesis of the compounds identified for study; 2) The measurement and quantification of UV-visible absorption spectra 3) The measurement of rates and products of photochemical processes under laboratory and atmospheric conditions using small-scale and large scale smog chambers; 4) The derivation of average quantum yields for use in atmospheric models; 5) The measurement of rate coefficients of other important loss reactions in the atmosphere; 6) An assessment of the implications for ground-level ozone production using a photochemical trajectory model. The six groups involved in the RADICAL project have formed a successful partnership during the present EC BIOVOC project. All the groups have extensive experience of co-ordinating and participating in projects supported by the European Commission. The results obtained will provide new input data for numerical modelling tools which are used to understand and assess the factors that contribute to ground-level ozone production. This will ensure that the conclusions from future assessments can be made with greater confidence and lead to the implementation of cost-effective reduction strategies.
Das Projekt "Eureka-Projekt: Eurotrac (Eu 7) - Teilvorhaben: Lokale und regionale Ozonproduktion: Chemie und Transport (TOR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Beantragt wird die Fortsetzung der seit 1989 im Rahmen von TOR laufenden arbeiten. Neben der Koordinierung von TOR und Serviceleistungen fuer das Projekt (NOx Kalibrierung, Test von O3-Sonden) sollen folgende wissenschaftliche Fragestellungen bearbeitet werden: 1. Untersuchung der lokalen Ozonproduktion am Schauinsland durch Messungen von Peroxiradikalen in gut charakterisierten Luftmassen. Zusaetzlich zur Elektron-Spin-Resonanz soll ein chemischer Verstaerker eingesetzt werden. 2. Bestimmung des Ozonbildungspotentials von NOx und VOCs durch Fortsetzung der kontinuierlichen Messreihen von O3 u.a. Photooxidantien, sowie chemischen Vorlaeufern und relevanten meteorologischen Parametern. 3. Untersuchungen zur Bilanz von O3 in der freien Troposphaere (FT) durch Vertikalsondierungen von O3 und Wasserdampf insbesondere zur Klaerung der Relevanz von photochemischer in-Situ Produktion in der FT gegenueber dem Eintrag aus der Stratosphaere und aus der kontinentalen Grenzschicht. Zur Interpretation werden Analysen nach meteorologischen und chemischen Gesichtspunkten, sowie Modellrechnungen durchgefuehrt.
Das Projekt "Verringerung der Ozonbildung in der Troposphaere in Europa durch die Verwendung alternativer industrieller Loesungsmittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Wuppertal, Fachbereich 9 Naturwissenschaften II, Physikalische Chemie durchgeführt. General Information: Photochemical air pollution is a serious environmental problem for many regions of Europe during the summer months. The atmospheric degradation of volatile organic compounds (VOCs) in the presence of nitrogen oxides (NOX) leads to the production of a range of harmful secondary pollutants such as ozone and peroxy acylnitrates (PAN). Ozone formation is of particular concern since it is known to have adverse effects on human health, vegetation, a variety of materials and is also a greenhouse gas Solvents constitute around 35 per cent of the total VOC emissions in Europe and hence are a major contributory factor to oxidant formation. Chemical industries in the United States and Europe have now recognised that a switch from traditional solvents (aromatic and unsubstituted hydrocarbons and chlorocarbons) to oxygenated compounds is inevitable, both in terms of toxicity problems and to reduce the levels of oxidant formation in the troposphere. Indeed it has been estimated that if it were possible to replace all existing solvents by acetone, a reduction in ozone formation potential of around 75 per cent would result. Hence, the potential importance of switching from traditional solvents to oxygenated compounds in control strategies for VOC emissions is clearly apparent. Thus it seems that replacement of many existing solvents will occur in the near future and that esters, glycol ethers and di-ethers will form a significant proportion of these future solvents. The purpose of this programme is to provide a scientific evaluation of oxidant formation arising from the use of these new solvent types. In particular, it is believed that scientifically based evaluations of the ozone formation potentials of these species will contribute to a cost-effective ozone control programme in Europe. It is proposed to organise an extensive research programme in which basic mechanistic studies on the atmospheric behaviour of generic esters, glycol ethers and di-ethers in real air mixtures under a variety of different VOC compositions and NOx concentrations will be carried out. The aim of this project is to set up a general mechanism using all available kinetic and product distribution data for incorporation into a photochemical trajectory model specifically designed for European conditions. The results should provide answers to the following key questions must be addressed prior to selection and deployment of new solvent types: - Does the use of an alternative solvent lead to a reduction in tropospheric ozone formation? - How does the solvent affect the chemistry and transport of NOy in the troposphere? - Are there any products arising from the atmospheric degradation of the solvent that have other potential environmental impacts? Prime Contractor: University College Dublin, Department of Chemistry; Dublin/Ireland.
Das Projekt "Abbaumechanismen von biogenen VOC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Volatile organic compounds emitted from natural sources, both terrestrial and marine, make an important baseline contribution to many of the atmospheric environmental issues of current concern. A main objective is thus to improve the understanding of how the degradation of BIOVOCs (biogenic volatile organic compounds) can influence photochemical ozone formation. - To improve the understanding of the ozonolysis reactions, in particular the aspects related to generation of OH radicals. - To improve the understanding of the impact of BIOVOC on the oxidizing capacity of the atmosphere.
Das Projekt "Ökologische und ökonomische Bewertung der zentralen Enthärtung von Trinkwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung durchgeführt. Hintergrund und Zielsetzung: Insbesondere in Regionen mit hoher Wasserhärte besteht der Wunsch seitens des Wasserverbrauchers an die Wasserversorgung, weicheres Wasser zur Verfügung zu stellen. Die dabei hauptsächlich genannten Gründe für den Verbraucher sind der niedrigere Wartungs- und Reinigungsaufwand (z.B. für Entkalkung von Warmwasserbereitern, Perlatoren, Duschkabinen) und der geringere Bedarf an Wasch- und Reinigungsmitteln. Öffentliche Wasserversorger haben in der Vergangenheit nur in Einzelfällen eine zentrale Wasserenthärtung eingeführt, wenn dies aus betriebstechnischen Gründen (z.B. Vermischung von Trinkwasser aus unterschiedlichen Quellen mit unterschiedlichen Härtegraden) notwendig war. Von Verbrauchern werden deshalb in wachsendem Umfang dezentrale Enthärtungsanlagen eingesetzt. Projektziel ist die Analyse und Bewertung der ökologischen und ökonomischen Vor- und Nachteile einer zentralen Wasserenthärtung bei hohen Wasserhärten. Vergleichsfall ist die Lieferung von nicht enthärtetem Wasser. Bei der ökologischen Analyse ist vor allem auf folgende Punkte einzugehen: - Verringerung des Energieverbrauchs im Haushalt (u.a. bei Warmwasserbereitern, Waschmaschinen, Heizungssystemen) durch die Vermeidung/Verringerung von Kalkablagerungen und der damit verbundenen Verschlechterung des Wärmeübergangs. - Verringerung des Wasch- und Reinigungsmittelbedarfs (Wasch- und Spülmittel, Weich- und Klarspüler, Regeneriersalze). - Verringerung des Eintrags von Rohrleitungsmaterialien (insbesondere Kupfer) bei geringerer Wasserhärte. - Baulicher Aufwand, Aufwand für Betriebsmittel und Entsorgung der bei der Wasserenthärtung anfallenden Rückstände. Ergebnisse: - Aus der ökologischen Bewertung ergibt sich, dass die wesentlichsten Veränderungen durch eine zentrale Enthärtung bei den Einzelindikatoren zur Wirkungskategorie Ökotoxizität stattfinden: Die beispielhaft ausgewählten Einzelindikatoren Kupferemissionen und LAS-Emissionen in die Gewässer können unter den untersuchten Randbedingungen deutlich verringert werden. Dagegen sind die Veränderungen, die sich bei den anderen Wirkungskategorien ergeben (Treibhauspotenzial, Versauerungspotenzial, Eutrophierungspotenzial, Photooxidantienbildungspotenzial), gering. - Zur ökonomischen Bewertung wurden die Kosten für die einzelnen Verfahren in Abhängigkeit von der Anlagengröße ermittelt. Die Kosten für den verfahrenstechnischen Teil liegen je nach Randbedingung in einer Größenordnung von 0,1 bis 0,5 €/m Trinkwasser. - Den für die zentrale Enthärtung anfallenden Kosten stehen die möglichen Einsparungen in den Haushalten gegenüber. Anhand der Stoffflussmodellierung ergibt sich ein Einsparpotenzial von etwa 0,5 bis 0,6 €/m , d.h. je nach Randbedingungen und Verbrauchsverhalten können die Mehrkosten einer Enthärtung ausgeglichen werden bzw. es können sich sogar deutliche Einsparungen ergeben.
Das Projekt "Bewertung der relativen Bedeutung terrestrischer Emissionen biogener oxidierter fluechtiger organischer Verbindungen (BOVOC) fuer die Ozonbildung in der Troposhaere ueber Europa" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Volatile organic compounds are emitted into the atmosphere from a variety of agricultural and natural plant species. However, the magnitude of the emissions and the consequences for the chemistry of the atmosphere are essentially unknown. The emissions of BOVOC from most abundant types of European vegetation will be quantified and the effect on the chemistry of the atmosphere, especially oxidant formation calculated. The measurements will focus on the, from our present knowledge, most important BOVOC compounds, e g hexenol and hexenylacetate, but the analytical techniques, which will be developed, will also allow the determination of a broad range of other BOVOC compounds at levels relevant for the chemistry of the atmosphere as alcohols, aldehydes, etc. The emission studies will include enclosure measurements, experiments in controlled environment chambers, and ambient atmospheric investigations combined with the Rn-tracer technique and micrometeorological measurements. In order to quantify the impact of BOVOC on the chemistry of the atmosphere they will be considered in perspective to other atmospheric volatile organic compounds. For this end the ambient BOVOC measurements will be combined with measurements of methane, CO, nonmethane hydrocarbons, nitrogen oides, ozone and peroxides. The results of these measurements will be used as input data for model calculations. Sensitivity studies with varying concentrations and fluxes of BOVOC will be made to quantify the impact of BOVOC on the oxidising capacity of the atmosphere, especially the concentration of ozone and peroxides. Quantitative results which are crucial for ozone reduction strategies on European and regional scales are expected. This includes quantitative determinations of absolute and relative contributions of BOVOC to the total atmospheric concentration of volatile organic compounds and of the most important factors affecting these emissions, as well as calculations of the ozone formation potential of BOVOC and its dependence from several of the photochemically most important atmospheric trace compounds.