PlumeBaSe beschäftigt sich mit der detaillierten Analyse der Zusammensetzung organischer Aerosole, freigesetzt während der Verbrennung fossiler Treibstoffe durch Schiffe, und deren weiterem Weg in der marinen Umwelt. Durch die hochaufgelöste Beprobung der Aerosole und ihrer Transformationsprodukte vom Schiffsschornstein bis in die Ostsee wird eine Brücke zwischen Atmosphären- und Meeresforschung geschlagen. Der zunehmende globale Warentransport auf dem Wasserweg erhöht den Druck auf marine Ökosysteme. Große Schiffe emittieren, zusätzlich zu gasförmigen Schadstoffen, große Mengen an Partikeln reich an Spurenmetallen und organischen Schadstoffen zunächst in die Atmosphäre von wo aus die Schadstoffe ins Meer gelangen. Negative Auswirkungen saurer Oxide und organischer Schadstoffe sind bekannt, weniger hingegen wurde bisher die Deposition der Schiffsaerosole und deren Beitrag zur Meeresverschmutzung untersucht. Besonders lückenhaft ist das Verständnis für die Alterungsprozesse während des atmosphärischen Transports sowie in der Wassersäule, beispielweise durch UV-Strahlung oder reaktive Sauerstoffspezies, obwohl die Transformationsprodukte sehr unterschiedliche Auswirkungen auf Biota haben und die Molekülstruktur den weiteren Weg in der Umwelt maßgeblich beeinflussen können.Um diese Wissenslücken zu schließen, soll in PlumeBaSe durch eine vielschichtige Umweltbeprobung eine neuartige, umfassende Erhebung des Emissionstransports und der Aerosolalterung erreicht werden. Die Projektpartner des Leibniz Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW), der Universität Rostock (UR) und der Karls-Universität Prag (CU) befassen sich mit den folgenden zentralen Hypothesen: (H1) Schiffsemissionen tragen signifikant zur Verschmutzung des Oberflächenwassers bei, der Eintrag ist besonders hoch entlang der Hauptschifffahrtsrouten. (H2) Während des atmosphärischen und marinen Transports ändern sich die physikalischen (Partikelgrößenverteilung) und chemischen (molekulare Profile) Eigenschaften der emittierten Aerosole, was ihren weiteren Weg in der Umwelt beeinflusst. (H3) Die Veränderungen auf molekularer Ebene können verfolgt und genutzt werden um Schadstoffeinträge über die Atmosphäre von den über Nassabscheider eingebrachte Verschmutzungen zu unterscheiden.Diese angestrebten Zielsetzungen werden in drei Arbeitspaketen adressiert via I. Zeitlich und räumlich hochaufgelöster Analyse von Partikelgrößenverteilungen direkt in den Abgasfahnen der Schiffe unter Nutzung eines unbemannten Luftschiffes, kombiniert mit hochsensitiven gerichteten und ungerichteten chemischen Analysen der II. atmosphärischen Schadstoffe in Partikeln unterschiedlicher Größe, sowie der III. Schadstoffe im Meerwasser. Die Ostsee stellt durch die hohe Schiffsverkehrsdichte, gute Erreichbarkeit und Regulation der Schiffsemissionen ein ideales Untersuchungsgebiet dar, welches sich auch als Modellsystem für die Beeinflussung küstennaher Ozeane durch Schiffsverkehr weltweit eignet.
Das Absorptionsvermoegen der Atmosphaere fuer kurzwellige Strahlung zwischen 0.3 und 3.5 Mikrometer Wellenlaenge soll am Boden und vom Flugzeug aus gemessen werden. Erfasst werden die Absorption durch Wasserdampf, in Wolkentropfen und in Partikeln. Hauptziel sind Absorptionsmessungen als Funktion der Hoehe unter stark wechselnden Bedingungen, d.h. in Wolken und bei durchbrochener Bewoelkung.
Anzahl der Proben: 31
Gemessener Parameter: In der Natur weit verbreitetes und von Menschen vielfach genutztes Metall
Probenart: einjährige Triebe
Einjährige Triebe von Nadelbäumen spiegeln aufgrund ihrer hohen physiologischen Aktivität die Schadstoffbelastung eines Jahres am besten wider. Dabei ist die Festlegung auf einen Jahrgang notwendig, da in Abhängigkeit der Stoff- und Altersklasse unterschiedliche Akkumulationsraten auftreten. Auch die Einbeziehung der Triebachsen ist wichtig, da sich an der Rinde der jungen Triebe die an Partikel gebundenen schwerflüchtigen Substanzen bevorzugt niederschlagen.
Probenahmegebiet: Warndt 1, Fuchsborn
Geschlossener Mischwaldbestand
Anzahl der Proben: 13
Gemessener Parameter: Natürlich vorkommendes toxisches Schwermetall
Probenart: einjährige Triebe
Einjährige Triebe von Nadelbäumen spiegeln aufgrund ihrer hohen physiologischen Aktivität die Schadstoffbelastung eines Jahres am besten wider. Dabei ist die Festlegung auf einen Jahrgang notwendig, da in Abhängigkeit der Stoff- und Altersklasse unterschiedliche Akkumulationsraten auftreten. Auch die Einbeziehung der Triebachsen ist wichtig, da sich an der Rinde der jungen Triebe die an Partikel gebundenen schwerflüchtigen Substanzen bevorzugt niederschlagen.
Probenahmegebiet: Gries oberhalb Schloss
Alpines Hochtal mit einem Schuttkörper aus Dolomitgestein.
Anzahl der Proben: 33
Gemessener Parameter: Natürlich vorkommendes Übergangsmetall
Probenart: einjährige Triebe
Einjährige Triebe von Nadelbäumen spiegeln aufgrund ihrer hohen physiologischen Aktivität die Schadstoffbelastung eines Jahres am besten wider. Dabei ist die Festlegung auf einen Jahrgang notwendig, da in Abhängigkeit der Stoff- und Altersklasse unterschiedliche Akkumulationsraten auftreten. Auch die Einbeziehung der Triebachsen ist wichtig, da sich an der Rinde der jungen Triebe die an Partikel gebundenen schwerflüchtigen Substanzen bevorzugt niederschlagen.
Probenahmegebiet: Dübener Heide Mitte
Bedeutendstes Wald- und Erholungsgebiet für den Ballungsraum Halle/Leipzig
Anzahl der Proben: 22
Gemessener Parameter: Erdalkalimetall, das natürlich in Gesteinen und Mineralien vorkommt
Probenart: einjährige Triebe
Einjährige Triebe von Nadelbäumen spiegeln aufgrund ihrer hohen physiologischen Aktivität die Schadstoffbelastung eines Jahres am besten wider. Dabei ist die Festlegung auf einen Jahrgang notwendig, da in Abhängigkeit der Stoff- und Altersklasse unterschiedliche Akkumulationsraten auftreten. Auch die Einbeziehung der Triebachsen ist wichtig, da sich an der Rinde der jungen Triebe die an Partikel gebundenen schwerflüchtigen Substanzen bevorzugt niederschlagen.
Probenahmegebiet: Hochlagenplateau
Vom Fichten-Hochlagenwald zur Sukzessionsfläche
Light emerging from natural water bodies and measured by remote sensing radiometers contains information about the local type and concentrations of phytoplankton, non-algal particles and colored dissolved organic matter in the underlying waters. An increase in spectral resolution in forthcoming satellite and airborne remote sensing missions is expected to lead to new or improved capabilities to characterize aquatic ecosystems. Such upcoming missions include NASA's Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) Mission; the NASA Surface Biology and Geology observable mission; and NASA Airborne Visible / Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) - Next Generation airborne missions. In anticipation of these missions, we present an organized dataset of geographically diverse, quality-controlled, high spectral resolution inherent and apparent optical property (IOP/AOP) aquatic data. The data are intended to be of use to increase our understanding of aquatic optical properties, to develop aquatic remote sensing data product algorithms, and to perform calibration and validation activities for forthcoming aquatic-focused imaging spectrometry missions. The dataset is comprised of contributions from several investigators and investigating teams collected over a range of geographic areas and water types, including inland waters, estuaries and oceans. Specific in situ measurements include coefficients describing particulate absorption, particulate attenuation, non-algal particulate absorption, colored dissolved organic matter absorption, phytoplankton absorption, total absorption, total attenuation, particulate backscattering, and total backscattering, as well as remote sensing reflectance, and irradiance reflectance.
Sediment cores were recovered using a hand-held Cobra Pro (Atlas Copco) core drilling system with a 60 mm diameter open corer. One-meter segments were retrieved and assessed in the field for sedimentological features, including estimations of grain size, carbonate content, humus content, and redox features (AG Boden 2005, 2024). Colour descriptions were carried out using the Munsell Soil Color Chart. The exact positions of the drilling points were recorded using a differential GPS device (TOPCON HiPer II). The cores were photographed, documented and sampled at 5–10 cm intervals for subsequent laboratory analyses.
Bulk samples from five selected cores (RK1, RK3, RK13, RK15, RK17) were freeze-dried, sieved (2 mm), and weighed. Total carbon (TC), total nitrogen (TN), and total sulfur (TS) contents were measured using a CNS analyzer (Vario EL cube, Elementar). Inorganic carbon (TIC) was determined using calcimeter measurements (Scheibler method, Eijkelkamp). Organic carbon (TOC) was calculated as TOC = TC − TIC.
For the grain size analyses, sediment samples were first sieved to <2 mm and subsamples of 10 g were treated with 50 ml of 35% hydrogen peroxide (H₂O₂) and gently heated to remove organic matter. Following this, 10 ml of 0.4 N sodium pyrophosphate solution (Na₄P₂O₇) was added to disperse the particles, and the suspension was subjected to ultrasonic treatment for 45 minutes. The sand fraction was analysed by dry sieving and classified into four size classes: coarse sand (2000–630 µm), medium sand (630–200 µm), fine sand (200–125 µm), and very fine sand (125–63 µm). Finer fractions were determined using X-ray granulometry (XRG) with a SediGraph III 5120 (Micromeritics). These included coarse silt (63–20 µm), medium silt (20–6.3 µm), fine silt (6.3–2.0 µm), coarse clay (2.0–0.6 µm), medium clay (0.6–0.2 µm), and fine clay (<0.2 µm).
Stäube sind feste Teilchen der Außenluft, die nicht sofort zu Boden sinken, sondern eine gewisse Zeit in der Atmosphäre verweilen. Nach ihrer Größe werden Staubpartikel in verschiedene Klassen eingeteilt. Als Feinstaub (PM10) bezeichnet man Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 10 Mikrometer (µm).
Dargestellt wird der Durchschnitt aller Messwerte eines Sensors der letzten Stunde.
Das Hamburger Luftmessnetz (HaLm)
* betreibt 15 Messstationen zur Überwachung der Luftqualität
* unterscheidet zwischen Hintergrund-, Ozon- und Verkehrs-Messstationen
* misst kontinuierlich gemäß EU-Richtlinien und dem Bundesimmissionsschutzgesetz
Die Hintergrund-Messstationen dienen der allgemeinen Luftüberwachung. Sie erfassen die Schadstoffkomponenten Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2) und Schwebstaub (Feinstaub-PM10: Partikel kleiner als 10 Mikrometer und Feinstaub-PM2,5: Partikel kleiner als 2,5 Mikrometer). Eine Station misst außerdem Kohlenmonoxid (CO). Die Ozon-Messstationen ermitteln neben Ozon (O3) auch die NO2- und NO-Belastungen. An den Verkehrs-Messstationen werden die für den Autoverkehr typischen Schadstoffe NO, NO2 und Feinstaub-PM10 bzw. Feinstaub-PM2,5 sowie z.T. Benzol und CO gemessen.
Die Messungen finden gemäß EU-Richtlinien und dem Bundes-Immissionsschutzgesetz kontinuierlich statt und erfüllen folgende Aufgaben/Zwecke:
* Messungen nach den EU-Richtlinien für Feinstaub-PM10/PM2,5, Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffdioxid (NO2), Benzol, Kohlenmonoxid (CO) und Ozon (O3), umgesetzt in der 39. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (39. BImSchV)
* Ozonwarn- und -Informationsdienst
* Information der Öffentlichkeit
* Bereitstellung von Daten für immissionsschutzrechtliche Genehmigungen
* Aufstellung von Daten-Zeitreihen zur Ermittlung von Belastungstrends
* allgemeine Überwachung der Luftqualität entsprechend der Vierten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz
Nach automatischer und manueller Plausibilitätsprüfung werden die Messdaten in einer Datenbank vorgehalten und können in der Zentrale des Hamburger Luftmessnetzes mit verschiedenen Software-Tools ausgewertet werden. Aktuelle Stundenmittelwerte werden über Videotext (Norddeutscher Rundfunk NDR Seite 678, Hamburg1 Seite 155) und Internet (https://luft.hamburg.de) der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. In dem Internetangebot finden sich darüber hinaus zusammengefasste und historische Daten, Charakterisierungen der Messstationen sowie weitere inhaltliche Erläuterungen.
